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大学物理教学信息化探讨与实践韩财宝王春霞朱婷

发表时间：2020/5/28 来源：《论证与研究》2020年4期作者：韩财宝王春霞朱婷

[导读] 摘要：在互联网+时代背景下，信息化与大学物理实验教学的深入融合能很好的解决传统教学模式的弊端。本文从大学物理实验网络平台的建设、信息化教学模式研究等方面作了深入探讨。

                                                     韩财宝   王春霞   朱婷
                                                    (皖江工学院   243031)
        摘要：在互联网+时代背景下，信息化与大学物理实验教学的深入融合能很好的解决传统教学模式的弊端。本文从大学物理实验网络平台的建设、信息化教学模式研究等方面作了深入探讨。
        关键词：信息化；大学物理；实验教学；实践
        一、传统大学物理实验教学面临的问题
        物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验对于培养学生获得科学实验的基本技能和经验，对后继工程技术课程的学习和从事科学技术工作都将起到重要作用。目前，传统实验教学一般会有以下突出问题：
        一、不同专业，实验内容相同，这就忽视了学生的专业需求和个人兴趣，很难做到因材施教。二、受仪器资源的限制，传统的实验预习部分学生只能通过学习教材进行，学生预习实验经常流于形式，学生依据教材抄写实验目的、实验仪器、实验原理等，而真正的预习效果不理想。
        三、实验过程中，教师处于主导地位，学生机械模仿实验步骤，对于学生的逻辑思维能力和创新意识培养不足。四、在课后数据处理环节，在复杂计算、复杂作图等方面，学生可以通过计算机软件处理数据，这也是信息化时代学生必需掌握的一种技能。五、学生遇到问题不能及时有效的与老师沟通。六、教师在有限的授课时间内，授课内容很难与工程实际相联系，如果借助信息化手段，将更生动、更全面的展示物理实验在工程技术等科技新领域的应用和发展。
        二、网络平台在大学物理实验应用的信息化背景
        《教育信息化十年发展规划（2011-2020）年》指出，“扎实推进信息技术与教育教学的深度融合，深入推进信息技术在日常学科教学中的深入、广泛应用”。在数字化时代，传统的实验教学已不能满足学生微课化、碎片化的学习行为，将网络平台应用于大学物理实验教学，顺应时代发展的產物，必将成为教育改革的趋势[1]。网络平台教学打破教与学的时间限制、空间限制、资源限制，具有开放、灵活、直观、生动等优势[2]。通过网络平台，可以实现有效预习、预习效果检测、仿真动画、演示实验、视野拓展、师生互动以及考试测评等目的。同时，针对一些物理过程，我们准备利用学生掌握的计算机语言进行编程，编写有关物理现象的小程序，如贪吃蛇、弹簧振子运动模拟、电场模拟等内容，并将其整合到网络平台上，使学生对物理知识的理解更加深入。基于网络平台的物理实验教学以网络平台为辅、课堂教学为主，信息化手段与传统教学有机结合的方式，对于培养学生独立实验的能力、分析与研究的能力、创新能力、理论联系实际的能力、开拓学生的思维和视野，具有重要作用。
        三、大学物理实验的网络平台建设
       （一）大学物理实验网络平台功能
        大学物理实验的网络平台以实验为模块，每个实验有仪器简介、实验预习微视频、实验仿真动画、视野拓展等预习导学内容，学生通过网络平台进入实验模块进行预习，预习后进入预习题库答题，答题合格后方可准许实验，不合格者重新预习，这样学生的预习效果大大提高。此外，网络平台设置师生互动、电子报告提交、成绩管理等功能。
       （二）数字化教学资源库的构建
        教学资源库构建的主体是大学物理实验的任课教师，每位教师负责几个大学物理实验数字化资源的创建。针对每个实验，教师需创建预习题库、实验仪器图片、实验预习微课视频、虚拟实验演示视频等。实现物理实验教学资源的数字化，是创建基于共享网络空间的物理实验的第一步。

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        除去现有的网络资源视频，鼓励教师积极摄录具有特色的实验视频，结合本校的物理实验中心特色，会更容易让学生接受。天津大学仁爱学院物理实验中心有仪器设备1169套，其中演示实验仪器30套，固定资产约200万元。由于资源和时间限制，每个学生并不能一一操作。现在，通过网络平台，教师通过录制视频，学生可以了解到每个实验，并可以通过网上预约，去操作感兴趣的实验。
       （三）数字化物理实验教学资源库的共建共享
        数字化物理实验教学资源库的建立，仅靠单独一所学校教师的力量，很难保证其高质量和高水平。在互联网+的时代，多所院校合作，达到资源共建共享，在保证质量的同时，使资源库内容更加丰富。
        四、基于网络平台的大学物理实验信息化教学模式实现
       （一）技术基础
        天津大学仁爱学院物理实验网络平台的建立，是物理实验中心与计算机中心共同开发。计算机中心作为技术支撑，建立、维护、管理网络平台，物理实验中心负责网站内容的构建。
       （二）用户基础
        互联网+时代的到来给传统教学模式带来巨大冲击，学生的学习行为已经在很大程度上通过网络获得，尤其是智能手机端占很大的比例。CNNIC中国互联网络信息中心发布《第38次中国互联网络发展状况统计报告》，截至2016年6月，我国手机网民规模达6.56亿，网民中使用手机上网的比例92.5%，手机在上网设备中占据主导地位。智能手机在学生中至少人手一部，这将成为新型学习方式的用户基础。
       （三）信息化时代教师团队的建设
        网络平台的各种教学资源需要教师去填充、完善、更新，这就要求教师提出了更高的要求，要求教师在互联网时代能够从海量的信息库中找到最适应本校学生的资源，要求教师能够利用智能设备制作高水平的微课视频，要求教师具有与时俱进的学习能力，更重要的是，在“翻转课堂”新型教学模式下，教师的教学方法如何能做到以学生为本、最大限度的发挥学生的主观能动性的作用。以网络平台为基础，将教师“引领、指导、交流”的方式应用与大学物理实验课堂，激发学生的学习兴趣，促进学生的自主学习，培养学生理论联系实际的能力，在大学物理实验课堂改革作相关的探索。
        五、深入推进大学物理实验教学信息化
        现代信息技术与物理实验教学的深度融合是大势所趋，是大学物理实验教学改革的必由之路。学校实验室与设备管理中心、教务处以及学院十分重视实验室教学及管理的信息化建设，投入人力财力物力加强物理实验信息化课程群数字资源的建设，有助于学生了解实验过程和步骤，深入理解实验原理，激发实验兴趣，从而提高实验效率。
        以Flash软件为基础，结合其他图形图像处理软件，对大学物理实验以及物理学专业实验中的光学部分、力热实验中的热传导综合实验进行了系统设计和模拟，让学生更加形象直观地理解迈克尔逊干涉仪、热传导综合实验仪等的结构及其工作原理，更好地开展光学和热传导方面的实验。
        六、结束语
        在互联网+时代背景下，网络平台与大学物理实验教学的深入融合能很好的解决传统教学模式的弊端。大学物理信息化教学模式实现的基础是网络平台内容和功能的建设，在此基础上，教师的教学模式应有较大变革，本文提出以学生为本，教师“引领、指导、督学、交流”四位一体的方式，进行大学物理实验的信息化教学，这种教学模式提高了学生的预习效果，提高了学生的动手能力、逻辑思维能力，开拓了学生视野，激发了学生的学习兴趣，促进学生的自主学习，为培养复合型、应用型人才奠定良好基础。
        参考文献：
        [1]刘向绯,彭玉平,李庆荣,朱小飞.大学物理信息化数字教学改革实践——运动学专题[J].当代教育实践与教学研究,2019(03):5-6.
        [2]卢树华,田方,王丽辉.大学物理教学信息化探讨与实践[J].大学物理,2019,38(01):47-52.
        [3]罗伟,王明吉,李贤丽,张利巍.大学物理实验信息化教学改革探索与实践[J].物理与工程,2016,26(S1):176-179+183.
        [4]王小兰,戴亚文.信息化环境下大学物理实验教学新模式的研究与实践[J].大学物理实验,2013,26(03):114-118.
        [5]袁玉珍. 培养信息化时代创新型人才的大学物理STS教学改革与实践[C].