多媒體在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

潘光義

（賀州學(xué)院，廣西 賀州 542800）

一、多媒體對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過對多媒體的利用可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率的顯著提高。在應(yīng)用多媒體的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)過程不再是傳統(tǒng)的教師口授，而是將教學(xué)內(nèi)容通過多媒體進(jìn)行展示和講解，由于多媒體具有直觀、動(dòng)態(tài)、生動(dòng)、形象的特點(diǎn)，并且具有較大的教學(xué)信息量和較強(qiáng)的表現(xiàn)力以及不受時(shí)空約束等優(yōu)勢，所以應(yīng)用多媒體的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以煥然一新，這種變化主要體現(xiàn)為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容更加豐富、手段更加多樣化、氛圍更具現(xiàn)代感，在這種教學(xué)中不僅有利于學(xué)生興趣的調(diào)動(dòng)，同時(shí)也可以體現(xiàn)出大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)性。在以多媒體課件為支撐的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)過程社會能夠讓教學(xué)目標(biāo)的完成更加的合理與準(zhǔn)確，通過使用課件來分解實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)之前對將要面對的實(shí)踐從聲音、圖像等各個(gè)方面入手進(jìn)行了解。同時(shí)通過多媒體課件的使用，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在單位時(shí)間內(nèi)向?qū)W生傳授更多的內(nèi)容，在提高學(xué)生思維活動(dòng)量的基礎(chǔ)上提高課堂時(shí)間的錄用效率。由于多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段更加清晰、直觀且具有吸引力，學(xué)生能夠?qū)Χ嗝襟w所展示的內(nèi)容具有更加深刻的認(rèn)知與理解，所以無論是從學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的理解方面還是記憶方面來看，多媒體在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都發(fā)揮著重要的作用。不同的多媒體工具在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用也不盡相同，它們都有著相對的局限性和適應(yīng)性，例如使用幻燈能夠很好地表現(xiàn)靜止放大的失誤圖像，但是卻難以表現(xiàn)動(dòng)態(tài)的過程，而錄像則能夠?qū)⑹д`運(yùn)行狀態(tài)形象、系統(tǒng)地表現(xiàn)出來，但是在放大方面卻沒有優(yōu)勢。所以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對多媒體的利用要視聽組合、動(dòng)靜相兼，以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)來對多媒體工具進(jìn)行合理選擇并進(jìn)行組合優(yōu)化來做到互相補(bǔ)充和揚(yáng)長避短，從而充分發(fā)揮出多媒體對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的推動(dòng)作用?？傊ㄟ^在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中使用多媒體能夠讓教學(xué)內(nèi)容化繁為簡、更加直觀，教學(xué)過程也會更加生動(dòng)，而學(xué)生在這個(gè)教學(xué)過程中能夠?qū)虒W(xué)內(nèi)容具有鮮明感知和深刻體會，同時(shí)有利于學(xué)生進(jìn)行認(rèn)識和觀察，從而提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作效率。

二、多媒體在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有了更多的課程資源。以大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)來對多媒體工具進(jìn)行合理選擇并對多媒體課件進(jìn)行科學(xué)制作能夠推動(dòng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容組織的科學(xué)化以及教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化，從而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，多媒體的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：

1.對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真與模擬，從而對真實(shí)實(shí)驗(yàn)的不足進(jìn)行彌補(bǔ)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的物理實(shí)驗(yàn)是對物理過程與物理現(xiàn)象的展現(xiàn)，在真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)中，一般發(fā)生的物理現(xiàn)象都十分短暫，這就在一定程度上降低了物理實(shí)驗(yàn)的直觀性并且不便于被學(xué)生觀察與理解，而與這些實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識也會因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身的展現(xiàn)欠缺直觀性而使學(xué)生難以將對實(shí)驗(yàn)的規(guī)律以及概念的理解從感性認(rèn)知上升為理性認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生也無法利用現(xiàn)有知識對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，從而形成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)難點(diǎn)。在真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)中，許多抽象內(nèi)容難以用語言來表達(dá)，而通過對多媒體中計(jì)算機(jī)模擬物理現(xiàn)象功能的運(yùn)用可以直觀、形象、生動(dòng)地展示出物理實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象，同時(shí)展現(xiàn)過程具有可重復(fù)性和可控制性，也可以對物理實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行分解，從而讓物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲怀龊唵位攸c(diǎn)以便于學(xué)生領(lǐng)會與理解。真實(shí)實(shí)驗(yàn)所難以進(jìn)行觀察的部分通過多媒體的放慢以及放大也可以得到良好的解決，這一優(yōu)勢同時(shí)也解決了學(xué)生出現(xiàn)理論知識與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)脫節(jié)的現(xiàn)象，并且在提高學(xué)生認(rèn)識的基礎(chǔ)上促進(jìn)教師與學(xué)生的交互以及反饋，從而形成雙向交流。在對真實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真和模擬的過程中，可以隨時(shí)對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)仿真和模擬，從而方便學(xué)生從多個(gè)角度和視角來了解物理實(shí)驗(yàn)并掌握物理實(shí)驗(yàn)所涉及到的概念和規(guī)律，從而推動(dòng)學(xué)生問題分析能力的提升。

2.在物理實(shí)驗(yàn)前的課前與課后復(fù)習(xí)中應(yīng)用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的預(yù)習(xí)工作對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率具有直接的影響，在以往教學(xué)中，學(xué)生所開展的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)工作所依據(jù)的資料僅僅包括實(shí)驗(yàn)講義和實(shí)驗(yàn)教材，這種預(yù)習(xí)的缺點(diǎn)在于由圖片與文字所組成的講義和教材不僅內(nèi)容抽象枯燥而且難懂，而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中才與實(shí)驗(yàn)儀器接觸，所以預(yù)習(xí)對學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)效果的進(jìn)一步提高意義不大。同時(shí)這種缺乏實(shí)際體驗(yàn)的預(yù)習(xí)工作與高校中實(shí)際的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也存在一定的不相符情況，這也在一定程度上影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。雖然通過讓學(xué)生開展多次實(shí)踐聯(lián)系能夠有效提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc實(shí)驗(yàn)水平，但是卻會造成很大程度的教學(xué)資源浪費(fèi)。而通過多媒體在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)生可以在多媒體強(qiáng)大交互性的優(yōu)勢中對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)操作等種種內(nèi)容做出了解，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生開展真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)會面臨更加簡單的情況。學(xué)生利用多媒體開展的復(fù)習(xí)工作可以在電腦中完成，其中包括分析實(shí)驗(yàn)問題、回顧試驗(yàn)方法、與學(xué)生或者教師通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交流等，所以多媒體下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)工作不再局限于實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器、指導(dǎo)教師以及實(shí)驗(yàn)室等現(xiàn)實(shí)條件。通過對教學(xué)過程中教學(xué)課件的回顧，學(xué)生能夠很好地對實(shí)驗(yàn)情境進(jìn)行會議，從而對真實(shí)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行深化解決。這種復(fù)習(xí)模式不僅能夠進(jìn)一步擴(kuò)充知識容量，同時(shí)還能對學(xué)生知識進(jìn)行整理、比較和歸納，讓片段、零散的知識系統(tǒng)化和條理化，從而使課堂結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化、教學(xué)效率得到提高。

3.在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集中進(jìn)行應(yīng)用。物理實(shí)驗(yàn)有很多需要進(jìn)行測量和采集的物理量，尤其是非電學(xué)量不是瞬時(shí)量就是十分微小，這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很難通過實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行測量，即使能夠測量也存在較大誤差。而通過多媒體技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)儀器能夠通過計(jì)算機(jī)和傳感器進(jìn)行連接，從而可以對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開展實(shí)時(shí)采集。計(jì)算機(jī)與傳感器進(jìn)行連接的方法一般為實(shí)驗(yàn)儀器連接傳感器，傳感器連接接口箱，接口箱連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)連接應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件連接打印機(jī)或者其他設(shè)備。開展數(shù)據(jù)采集的過程為傳統(tǒng)儀器將實(shí)驗(yàn)信號傳達(dá)給傳給器，傳感器將非電量轉(zhuǎn)化成電量并傳送給借口箱，在簡單處理數(shù)據(jù)后傳感箱和計(jì)算機(jī)通訊，計(jì)算機(jī)利用軟件對物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開展實(shí)時(shí)采集以及打印等工作，在多媒體數(shù)據(jù)采集下所采集的數(shù)據(jù)具有較高的精度，并且實(shí)驗(yàn)過程也更方便觀察，高效省時(shí)，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與探討性思維具有重要意義。

4.在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中進(jìn)行應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量是物理實(shí)驗(yàn)是否成功的直接體現(xiàn)。物理實(shí)驗(yàn)中的許多數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行處理，如利用光電效應(yīng)法對普朗克常數(shù)進(jìn)行測定、利用模擬法對靜電場進(jìn)行回測等，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)開展處理工作是學(xué)生在完成試驗(yàn)之后的主要難題。特別是最小二乘法和追查發(fā)這兩種經(jīng)常用到的對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法不僅涉及到較多的數(shù)據(jù)，同時(shí)也具有復(fù)雜的處理過程，學(xué)生在計(jì)算中既浪費(fèi)時(shí)間而且不能確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，在此情況下，學(xué)生容易出現(xiàn)厭煩心理甚至對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)失去興趣，所以在讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)處理方法的基礎(chǔ)上通過多媒體技術(shù)的利用來開展數(shù)據(jù)處理不僅能夠確保準(zhǔn)確性，同時(shí)也可以對實(shí)驗(yàn)誤差做出更深刻的討論和分析。