關于計算機輔助物理實驗設計的幾點思路

摘 要：隨著教育體制改革的不斷推行，當前的中學物理教學中，對實踐能力提出了新的要求，在進行物理實驗過程中，可以通過計算機進行輔助教學，讓我們學生更好地進行物理實驗。基于對中學物理實驗實驗流程的了解與分析，本文提出了計算機輔助物理實驗設計的幾點思路，充分提升我們學生的物理實踐能力，滿足教育體制改革的相關要求。

關鍵詞：計算機；物理實驗；實驗設計

引言

對于中學物理教學來說，通常情況下學校擁有較為完備的物理實驗儀器，這些儀器對我們的動手實踐能力提出了很高要求，故而在中學物理教學今后的發展和改革中，可以通過充分應用計算機輔助系統讓我們對實驗流程和實驗原理有深入了解，從而提升實驗水平。這就要求計算機輔助系統能夠充分發揮指導作用，實現對實驗的有效指導。

一、中學物理實驗流程

當前的中學物理實驗流程中，主要包括任務布置—實驗預習—教師講解—動手操作—報告撰寫五個方面，而要能夠提升我們的動手實踐能力，需要保證我們能夠嚴格按照各項要求進行實驗預習，對實驗原理、操作流程和設備結構有深入了解。然而當前很多中學物理實驗方面的案例存在嚴重問題，無法進行有效指導，或者指導內容過于寬泛，降低同學們對物理實驗研究興趣的同時，也會逐漸降低對物理實驗的熱情，對物理實驗教學產生嚴重的負面影響[1]。另外教師講解過程通常發生在物理實驗課的前5～10分鐘，并且在該過程中通常不涉及對實驗儀器操作和結構方面的講解，這種方式無法對同學們的實驗操作過程提供有效指導，進一步降低了物理實驗的指導效果。故而對于中學物理實驗教學來說，在當前和今后的發展中，需要充分推行計算機輔助系統，讓同學們對所要進行的物理實驗有深入了解。

二、計算機輔助物理實驗設計的思路

（一）課前階段的計算機輔助系統

對于中學物理實驗教學來說，課前階段極其重要，在該過程中同學們需要能夠對實驗原理、涉及儀器等方面有深入了解，并通過對相關理論的學習對實驗過程進行有效指導。故而在物理實驗的課前準備階段，同學們需要能夠通過計算機輔助系統對實驗中涉及的各類因素進行解讀和了解，所以對于課前準備階段的計算機輔助系統，需要涵蓋以下功能：（1）實驗介紹。實驗介紹模塊包括實驗原理、實驗使用的儀器、誤差產生原因等多個方面，同學們通過對相關方面的學習實現對所要進行物理實驗的深入了解。（2）實驗選取。當前的一些中學中已經為學生規劃了每學年需要進行的物理實驗次數，由同學們獨立進行物理實驗的選擇，所以對于計算機輔助系統來說，需要能夠滿足我們的實驗選取需求。（3）模擬實驗系統。要使同學們能夠對實驗過程有清醒認識，計算機輔助系統需要能夠提升模擬實驗功能，通過模擬實驗提升操作水平，最大限度保證我們按照實驗要求完成相關操作。（4）評價系統。同學們需要能夠通過評價系統對自身的操作水平進行觀察，并且在滿足系統設置參數的情況下才能準許實驗。課前階段計算機輔助系統運行的流程如下：

（二）授課階段的計算機輔助系統

在當前的中學物理實驗課程中，很多課程都與計算機系統進行連接，以更加快速地進行數據處理，而對于不需要計算機進行實驗結果處理的實驗來說，計算機系統用途較低，需要根據實際情況進行計算機輔助系統的建設。通常計算機輔助系統在授課過程中的用途主要包括以下幾個方面：（1）課程簽到。在進行物理實驗前，需要進行簽到，對于與計算機系統連接的實驗來說，可以直接應用計算機進行簽到，同時教師也能夠通過對實驗計算機中數據的觀察和研究探究我們的物理實驗完成情況，對于無計算機參與的實驗，可以采用刷校園卡的方式由計算機輔助系統對簽到情況進行記錄。（2）播放課件。對于一些難度較大的實驗，教師在授課過程中可以通過計算機輔助系統向我們播放實驗講解課件，對同學們進行有效指導，從而更好地進行實驗。

（三）課后階段的計算機輔助系統

在當前的很多中學物理實驗中，采用提交紙質報告的方式，由教師對同學們的實驗情況進行檢查，這種方式在很大程度上降低了實驗結果的檢查效率，并且提升了作弊現象的發生幾率。故而對于物理實驗的計算機輔助系統來說，需要能夠讓同學們通過輔助系統提交實驗報告，充分提升實驗效果的檢查效率，另外在該過程中，計算機輔助系統需要能夠讓我們與教師進行有效溝通，當我們對實驗結果的處理和分析過程中出現問題時，能夠及時尋求教師幫助，通過這種方式能夠充分提升同學們對實驗的理解程度，提升物理實驗的教學效果。

結論

綜上所述，當前的中學物理實驗教學中存在一些問題，這些問題在很大程度上限制了物理實驗操作能力，降低了同學們對物理實驗的了解程度。故而在當前和今后發展中，需要通過計算機輔助系統幫助我們進行物理實驗，在計算機輔助系統建設和運行中，主要包括課前階段、授課階段和課后階段，通過對同學們的有效指導提升對物理實驗的了解程度，讓我們能夠更好地進行實驗。

參考文獻

[1]李穎.大學物理實驗數字化教學改革的探索[J].大學物理實驗，2016，29（04）：104-108.

[2]朱敏.虛擬實驗與教學應用研究[D].華東師范大學，2006.

（作者單位：湖北武外英中高級中學）