數字化時代的物理實驗教學淺探

邱云

【摘 要】數字化時代的到來，對物理實驗教學提出了更高的要求，迫使老師要進行現代化的教育教學改革，網絡已經成為了學生接受物理實驗教學的重要途徑。我們在多媒體技術的輔助下，逐步實現了物理實驗教學水平的現代化，我們對傳統的物理實驗教學各個環節嘗試了一系列的改革和探索，目前物理實驗教學確實收到了顯著的效果。

【關鍵詞】多媒體技術；物理；實驗；教學

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）01-0233-01

在傳統物理實驗教學中十分重視系統知識的傳授，學生一般是通過預習教材和課堂教師講解來了解實驗原理、儀器的使用和操作步驟。這不利于學生創新能力的培養，更談不上利用數字化手段做一些較精密的實驗。隨著數字化時代的到來，多媒體技術的廣泛應用，推進了信息技術與實驗教學的整合，并向更深層次發展。數字化實驗發揮了傳感器和計算機的優勢，通過傳感器快速而高精度地完成力、熱、聲、光、電等各類實驗中數據的實時采集，并由連接的計算機完成數據的處理、計算、分析來展示真實的實驗結果。從而實現了高精度、高速度和自動化的測量，因此能采集到多種完整、動態的信息，并且能夠對實驗所得數據做出多維的、綜合性的分析處理。這樣就使教師和學生從繁瑣的、重復性的勞動中解脫出來了，使實驗教學輕松而高效。

一、以利用數字化教學資源為“先手棋”，實現資源共享

目前各類媒體網站迅速普及，各個教室都聯通了互聯網，使學生利用網絡資源變得輕而易舉，網絡已經成為師生們生活中不可缺少的一部分，優秀的數字化教學資源觸手可得，成為學生獲取知識的重要途徑。但對于物理實驗來說，要使數字化資源真正有效利用起來，不注重引導容易誤入歧途。優秀的數值化資源可以引導學生有效地學習，使學生不受時間和地域的限制，及時了解實驗的具體內容，掌握操作方法和注意事項等，可以提高學生實驗效果；在實驗過程中，共享的數字化資源可以有效地輔助教學，提高學生的自學能力同時減輕教師輔導答疑的壓力；實驗結束后，數字化資源還可以指導學生科學處理實驗數據。因此，以利用數字化教學資源為“先手棋”，合理利用資源才能真正有意義。

二、以改進教學方式和方法為“基本功”，減少實驗失誤率

以前傳統的實驗方式是叫學生參照教材來寫實驗報告。由于物理實驗主要是應用一些中小型儀器來測試獲得一些參數的變化，而課本對儀器的使用說明很抽象，學生很難真正掌握儀器的具體操作技巧。學生即使是認真地寫出了實驗報告，也不知道具體操作儀器。從2013年開始，我校物理實驗室配置起了電腦，有了物理實驗課件，課件演示實驗與學生操作儀器同步進行。隨著實驗方式的改革，現在物理實驗課興趣大增，不需教師詳細指導操作步驟，學生就可以自主進行操作，收到了良好的效果。

以前沒有各種數字化資源，加之實驗儀器數量有限，每次上課指導教師需要講解兩個實驗內容，實驗教師經常是匆忙的填鴨式講解，不但教師疲于奔命，而且學生對實驗知識和技能的掌握也不好，每次實驗失誤率都較高。建設數字化資源以后，學生課前自主預習，課中無需指導教師詳細講解儀器操作。實驗中教師只需把實驗中的知識和技能要點傳授給學生，針對學生帶共同性的問題進行釋疑，也可以突破實驗的重點、難點。實驗過程中，學生遇到啥問題，無需請教指導教師，自己就可以參考多媒體課件，從而減少了因指導教師忙，疑難問題不能及時解決的矛盾。在多媒體課件的輔助下，學生的操作時間變得充裕，解決問題也更加及時，能在規定時間內順利完成相關實驗內容，得到比較可靠的數據，實驗失誤率大大降低。

三、以改革實驗報告內容和提交方式為“落地招”，提高實驗質量

與其他學科的實驗相比，物理實驗的數據處理相對繁瑣一些。傳統方式處理實驗報告中的數據內容，就是讓學生先把實驗數據整理后，填在表格里，然后用坐標紙作圖求出最后結論。運用實驗數字化資源后，我們實驗教學的第一堂課常常都上計算機課程，主要講授物理實驗數據處理的方法，即手工作圖法和計算機軟件處理法。除了課堂學習，學生課下還可以通過互聯網觀看實驗多媒體課件，從而解決數據處理過程中所遇到的一些簡單問題。我們把數據處理的方法自主權交給學生，讓學生自由抉擇，經過一段時間訓練后，學生全都能用計算機軟件處理實驗數據，并提交電子版實驗報告。

四、以實行當堂在線考試為“著力點”，鞏固實驗效果

以前的理論考核是先讓學生以抽簽抓鬮的方式確定紙質考試題，這種考查方式需要多個教師配合監考，還要派人批閱試卷。我們現在物理實驗實行在線考試，定制試卷、分配試卷以及批改試卷全都實行數字化管理。定制試卷時按照高考要求設定試卷的題型、題型的難度、每題分數，然后根據一定的規則自動組卷。分配試卷時，教師可以指定考試日期、開始考試時間、考試時長，并從已經組好的試卷中隨機抽出一套作為考試所用試卷。考試過程中，教師要根據學生的不同特點在線合理分配試題，確保每位學生所做的試題都有所不同，學生只需輸入自己的考號登錄就行。考試終了后，所有答題卡先掃描，客觀題直接由光電讀卡器批改并給出成績，主觀題由高一個年級的教師在電腦前批改試卷。通過數字化的在線考試，節省了組織考試及閱卷的時間，同時也增大了考核內容的覆蓋面和閱卷的公正客觀性，深受學生喜愛。

綜上，隨著科學技術的突飛猛進的發展，物理這門學科也必須緊跟時代步伐，把培養學生的創新意識和創新能力放在教學的首位。事實證明，數字化的教學方式讓同學們在學到了知識，掌握了技能的同時還增添了學習勁頭，這無疑十分符合新課程理念，教學效果也十分顯著。另一方面，改革我們的物理傳統教育，實現數字化的學習方式與教學模式，不僅可以提高教學效率，而且有助于科學素養的形成，培養適應數字時代要求的新一代高素質人才。

參考文獻

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