基于現代信息技術的物理實驗

青島恒星科技學院 劉美玲 徐少俊 徐永進

近年來由于多種教育理念的推行，信息化技術越來越被重視，極力推行培養核心素養的理念，許多高校在進行知識教學時，都已經將教學形式和教學方法進行了轉換。在進行物理實驗的教學時，需要將物理知識進行詳細的講解，同時物理實驗具有一定的抽象性，這就使得許多的實驗現象在實際操作中無法實現。因此在很多的物理實驗研究與教學中都會引進信息技術，通過信息技術將現實中不能夠實現的特殊實驗現象來進行展示，將抽象的知識變得更加具體形象，使物理實驗不再那么抽象而是更加直觀，降低了學生的理解難度。

1 物理實驗課堂信息化的特點

1.1 教學更加生動

在實際的教學過程中，通過將豐富的信息資源與課堂教學內容進行不斷的結合，實現了課堂教學的生動性。在利用信息化技術展現實驗過程時，能夠通過多種感官上的刺激激發學生的興趣，讓學生結合自己的想象對實驗過程進行推演，活躍學生的學習氛圍。這種模式可以很好地幫助學生提升學習興趣，只有學生學習興趣高漲，才能夠更好地讓學生主動去學習。

1.2 教學內容極大豐富

由于信息技術能夠對知識的呈現形態做出調整，正是這種特殊的作用可將物理實驗中很多復雜抽象的實驗現象形象化。除此之外還將一些高校所不能涉及的實驗進行演示，能夠讓學生直觀地觀察到一些復雜的物理實驗的具體過程。通過對這些常規課程無法涉及的知識的學習，能夠極大地拓寬學生的知識面，也使得課程教學的內容更加全面，有助于學生科學素養的全面發展。

1.3 教學更加富有趣味

信息技術不僅僅能夠幫助教師展示一些課程內容，還能夠為學生提供一個真實的實驗環境，利用一些技術可以實現對物理實驗室的模擬。學生在模擬的實驗室中進行實驗，學生能夠真實地感受到自己對整個實驗過程的操作，從而極大地激發學生的學習興趣，此外還能夠讓學生對所參與的物理實驗留下深刻印象，從而幫助學生理解實驗過程的注意事項。如果這一技術能夠實現，必然會極大地推動物理學習的發展，自己動手不僅能夠很快地了解相關知識從而達到教師的教學目標，還能夠培養學生的動手能力、邏輯思維能力等綜合能力，讓學生能夠更快更好地接受物理實驗對他們知識的豐富與能力的培養。

2 基于現代信息技術的物理實驗的意義

和之前比較傳統的實驗教學相比，現代化的信息技術以及物理實驗課程之間相融合具備非常大的優勢，可以讓學生實現相應的課前預覽，使得教學時間得到縮短，提高相應的教學質量以及教學效率。為學生提供一些比較逼真以及豐富的實驗材料，以實現對學生學習興趣的激發；為學生的交流提供良好的平臺，使他們的主動性以及創新協作能力得到提高。

2.1 優化相應的學習環境

以計算機、網絡以及多媒體為核心的現代化信息技術具備多樣性。現代信息技術以及物理實驗課程之間的融合可以為教師創造非常良好的教學環境，為物理實驗的探索提供非常良好的學習環境，從而使學習平臺得到更好的利用。

2.2 提高學生的能力

現代信息技術以及物理實驗課程之間的融合可以為學生物理實驗能力的進一步提高提供相應的途徑。在現代信息技術的基礎上其得到了非常廣泛的應用，非常容易使學生具備獨立學習以及思考的能力，并使他們的實踐能力得到提高。學生在對現代信息技術熟悉的過程中，同樣可以使其學習以及探索能力得到提高。

2.3 教學改革得到進一步實現

現代信息技術以及物理實驗課程之間的整合，保障了教學要素、環境、資源以及各個環節等得到了較好的分類、發展、協調、優化以及結合等，具備比較集中化的效果，使得傳統的教學模式得到完善。

3 教師教學的變化

在將信息化加入物理實驗的教學過程中后，教師的教學會發生很大程度的變化。首先是教學內容的變化，由于信息化的引入教師教學資源就會打破傳統，由原來的封閉式資源變成開放的資源。通過對網絡上物理教學資源的共享，來實現教學的最優化。這一變化使得教師的教學資源更加多元化，可以通過實際生活材料來創設出相對應的情景，引出課堂教學的目標，通過設置情景與懸念可以極大地激發學生的學習興趣。此外通過網絡上多樣化的教學資源，讓學生能夠更好地理解物理實驗的過程，由于網絡教學資源的多樣化，學生能夠通過多個方面與角度來對所學習的物理實驗進行相關的了解，大大節約了課程講解的時間，也使得課程的內容更加豐富，使得實驗效率得到極大的提高。

傳統的以教師口述實驗過程、原理、方法、分析實驗結論的方式不能激發學生的動手與思考能力，但是信息技術引入能夠很好地解決這一問題，讓學生自己動手，自己去思考并得到實驗結論，這一方式能夠極大地提升學生的學習興趣和綜合能力。此外這一方式的運用還能夠很有效地降低教師的授課難度，讓教師的授課更加簡單。

4 學生學習方式的變化

在信息技術加入物理實驗教學后，可以很有效地豐富學生學習的形式，讓學生的思維更加活躍，不會再因為刻板的記憶使學生思維固化，能夠很好地發揮學生的創造性。此外還可以讓學生通過多樣化的課件對實驗過程有更直觀理解，還能夠通過模擬的實驗讓學生動手實驗。此外還可以對學生開放圖書館資源，讓學生可以利用各種資源對物理實驗進行更深層次的研究。這種自己動手的教學形式，還能讓學生對物理實驗的結果產生很大的興趣，從而不斷地激發學生的各種能力，讓學生得到全面的發展。

5 具體策略

5.1 發掘具體網絡資源

在傳統的教學過程中，教師一般會按照相應的教學活動設計一些問題，但是存在一定的矛盾以及沖突，這樣的過程通常是比較乏味的，會使參與者缺乏一定的積極性，這樣就難以實現最初的教學目標。而使用豐富以及有趣的在線課程資源，可以更好地解決上述問題，使用在線課程的教學，可以在圖形以及圖像使用的基礎上保障教學變得更加生動有趣，學生的興趣就會得到大大的提高。

5.2 建立虛擬化的實驗室

有非常多樣的物理實驗具備較很強的選擇性，但是檢查成本卻比較高，并且需要高水平的操作技能。一些實驗儀器非常容易出現破損，一定要進行合理的放置，這些問題會對物理實驗的順利開展造成嚴重的阻礙。為了使這些問題得到更好的解決，記錄實際的實驗演示場景是非常必要的，或者可以使用軟件來完成物理模擬實驗的編譯，并把實驗原理、實驗目的、實驗設備、實驗數據以及實驗內容等有機地進行整合。整體來講，學生可以在虛擬的環境當中更好地學習以及理解物理相關的實驗和知識點。因此，設置虛擬實驗室可以對傳統的物理實驗存在的不足之處進行彌補。

6 結語

學生在真正進行物理實驗時會發現，很多時候進行實驗操作得出的結果與真實值之間可能存在著較大的差別，再將信息技術引入實際教學中后，可以很大程度上避免實際操作帶來的誤差，讓實驗結果更加準確，更好地推動物理實驗的發展。