大學物理實驗信息化教學方法的思考

樊銳華

（陸軍步兵學院，江西南昌 330100）

隨著網絡信息技術的快速發展和普及，教師和學生越來越重視虛擬現實技術的教育方法。由于實驗課程的準備受到儀器和場所的限制，虛擬現實技術可以向學生展示實驗中的注意事項和儀器的結構，對大學物理實驗教育有很大的幫助。新形勢下網絡信息技術在大學物理實驗教學中的應用，對新形勢下培養學生實踐能力、提高大學物理實驗教學質量、完善人才培養具有現實指導意義。

1 大學物理實驗教學目前存在的問題

1.1 課前預習不夠充分

學生對大學物理實驗的準備主要集中在實驗的目的、原理、過程和設備上。由于教育設備和相關測試硬件的限制，學生在預習過程中無法接觸到相關的測試儀器。面對教材中的幾幅測試儀器圖片，他們只能了解儀器設備的外觀，對測試儀器的結構和組成沒有具體生動地了解。另外，學生不會使用相關網絡數據進行預習。因此，學生在預習過程中無法做到理論聯系實際，無法透徹理解實驗的具體內容和不同環節，學生在實驗班也難以順利操作實驗。他們經常反復翻教材，反復操作檢測儀器。由于對測試儀器缺乏透徹地了解，測試過程中會出現很多問題，導致測試時間嚴重不足，學生不能按時完成測試，測試儀器容易損壞。只要學生對測試意圖、測試原理和測試儀器有突出的認識，形成系統的理解，就能在測試中得到滿足，充分發揮自己的實踐才能，提高實驗實踐教育的效果。

1.2 課堂時間分配問題

由于實驗以學生操作為主，教師指導為輔，學生在教師的指導下獨立完成實驗任務。由于老師講解時間有限，正式考試前，老師要講一下考試意圖、考試原則、考試儀器的應用、考試步驟和注意事項等。總時間20 分鐘左右。這時首先要做的是，學生要掌握儀器的使用，明確測試意圖，掌握測試技巧，測量物理量，處理數據。因為時間短，如果老師花太多時間講解，學生做的實驗就會少，實驗班的教學效果會受到很大影響。這需要教師和學生之間的良好合作來結束實驗的教學任務。因此，在課前，教師有必要根據學生的實際情況合理分配時間，以便更好地完成實驗教學的相關任務。

1.3 課后復習條件局限

由于其特殊性，實驗班比理論班更難復習。主要是理論課的常識點，在講義或課本中詳細介紹，讓學生認真閱讀和分析課本。充分理解和掌握相關常識點，補充或拓寬相關常識在網上也比較豐富。實驗班不一樣。大學物理實驗需要使用測試儀器測量數據（有時同一實驗中不同的學生有不同的儀器類型）。課后對測試數據進行處理，整理測試報告，將測試結論提交老師審核。學生交了測試報告后，一個測試項目就完成了。說到溫習，試卷上的原理復習起來比較容易，但是如果看不到儀器，就沒辦法對實驗操作過程進行很好的溫習，實際測量結果也不可能得到。所以，即便學生有溫習的想法，也是受客觀條件束縛的。

2 大學物理實驗主要教學方法的探索

針對大學物理實驗教學中實驗儀器和場地的局限性帶來的困難，為了避免因操作不當而對實驗儀器造成不必要的損壞，將虛擬現實技術引入大學物理實驗教學，以提高大學物理實驗教學的質量和水平，是本文的中心任務。該方法包括以下幾個方面：

2.1 進一步完善和開展大學物理虛擬仿真系統

為習慣新形勢下教學大綱提出的要求依據我校大學物理虛擬仿真實驗室現有根底，拓寬我校物理虛擬仿真實驗室的功用，構建物理實驗預約、開放和排課體系。

2.2 教學設計

虛擬仿真實驗與傳統實驗教學有很大不同。因此，為了適應新形勢下的教育需求，有必要相應地改變原有的實驗課程標準和審計標準。根據虛擬教學的要求，制定教育計劃和內容。根據實驗教學中的一些知識點，特別是實驗測量、數據處理的方法和常用儀器的使用，從零開始規劃和理解實驗教學策略，選擇適合學生日常學習（包括預習和復習）需要的實驗項目。

2.3 教學評價方面

建立基于師生互動的教育評論。教師對學生的準備、實驗操作過程、獲得的數據和數據處理進行合理、全面的評價。學生還可以對教師的教育方法和介紹方法提出相應的意見，對實驗操作中的重點和難點進行點評，對實驗儀器進行故障排除。協助教師合理調整教育策略。

3 完善大學物理實驗信息化教學體系

（1）結合學生生活習慣，運用微信二維碼技術，將考試難點和學習內容收縮在二維碼上進行鏈接。學生能夠隨時掃描二維碼，獲取相關學習視頻，查找測驗儀器的相關材料信息，取得更全面的學習方法，開闊視野，進一步了解學習內容和測驗環節，達到事半功倍的效果。

（2）逐漸給網站的教學文檔添加不同的實驗點和難點。這樣學生在預習過程中能夠有清晰的目標，復習知識關鍵，既節省時間，又避免預習的盲目性。

（3）能夠在網站上設置相應的共享視頻，包含實驗教學視頻。經過觀看視頻，學生能夠在預習或復習時及時把握理論知識和儀器結構。

（4）網站中相關的虛擬測驗體系首要觸及測驗環節。學生能夠自在控制自己的時間，根據需要登錄測驗渠道，及時充分了解實驗原理、儀器結構等相關數據和信息。

（5）學生能夠經過門戶網站留言板上傳自己的問題，及時與教師交流，加強師生交流。在課堂教學過程中，為了有用檢驗學生的實際預習情況，增進師生之間的有益互動，能夠在課前預習中設置相關問題。上課前五分鐘，教師隨機就這門課的實驗內容和知識點發問，然后進一步調查學生的預習情況。教師能夠及時處理預習中存在的問題，修正和反映結果，也能夠起到一定的催促學生的作用。教師應充分把握學生的實際學習狀況，給予有針對性地講解和教學，有助于進步實踐教學能力。

4 教學效果分析

虛擬現實技術在物理實驗教育中的應用，顯著進步了學生的課前準備質量、學習愛好和講堂教育效率，首要表現在以下幾個方面：

（1）在實驗過程中，學生對實驗儀器的詳細操作辦法和基本原理有了更全面、深化的了解。在實踐教育過程中，教師不必像曾經一樣演示每一個操作過程，能夠節約大量時間，進步講堂教育的效率。如果學生對實驗原理一無所知，只會在講堂聽老師講課，不會深化思考，很難到達突出的教育作用；信息教育技術的應用能夠協助教師充沛掌握和理解學生的實踐預習，促使學生掌握實驗原理和辦法，從而不斷提高教學質量。

（2）在教學過程中，師生互動顯著增加。學生敢和老師深入討論，這有助于培養學生的思維能力，思維模式，同時學習方法也會逐步得到提升。他們能夠更深入地思考問題，認真觀察實驗現象。

（3）學生從一開始就重視數據的真實性和合理性，在實驗過程中注意到一些相關因素對測驗結果的影響。此外，學生犯的錯誤解逐步減少，這有助于越來越深化地考慮實驗的意圖。

5 結語

本文探討了大學物理實驗的教學方法。將虛擬現實技術引入物理實驗教學，解決了物理實驗課備課難度不足的問題。虛擬現實技能可以搭建虛擬測試條件，減少測試儀器的損壞，方便學生隨時預習和復習測試項目或測試測量方法，突出教育資源的共享和應用，有助于改善實驗教育現狀，更新實驗教育方法，提高實驗教育水平。