首页 -> 2007年第5期
大学物理实验信息化教学与物理实验教学方法的研究
作者：霍剑青 王晓蒲
关键词：大学物理实验；信息化教学；多元化教学模式；教学方法
一、信息化教学在大学物理实验中的作用和意义
20世纪末以数字化为核心的信息技术的高度发展，预示人类在本世纪又将经历一次重大变革。如果说19世纪的工业革命使人类从依靠体力的劳动中摆脱出来，那么今天的信息革命将使人类社会从繁杂的形式化脑力劳动中解放出来。大规模的记忆容量，亿次计算机的运算速度，互联网的交互管理能力，各种智能数据库、CAD等应用软件的功能，以及它们的准确性都是人脑所不能比拟的。21世纪人类对待这类脑力劳动将如同操纵机器完成体力劳动一样简单。也就是说在信息化时代，脑力劳动性质正在发生着深刻的变化。站在这个角度来思考，对未来科技人才的培养应着重探索、创新和开发方面能力的培养。信息时代需要大批有实践能力、创新能力的优秀人才，同时信息技术将人类从形式化的脑力劳动中解放出来，引发了信息化教育，为培养创新人才提供了任何时代都无可比拟的优越条件，作为教育工作者必须充分利用时代给予我们的优越条件，出色地完成时代赋予我们培养创新人才的历史使命。
物理实验是物理学的基础，大学物理实验反映了理工科及各个学科科学实验的共性和普遍性的问题。在培养学生严谨的科学思维、创新能力，培养学生理论联系实际，特别是与科学技术发展相适应的综合能力，以适应科技发展与社会进步对人才需求方面有着不可替代的作用。
近10 多年来，围绕着培养具有实践能力、创新思维和创新能力的高素质人才，我校以教育部世界银行贷款项目、创建国家名牌课程、“985工程”、“211工程”教育部理工科基地建设、国家级精品课程建设、国家级实验教学示范中心等项目为依托，全面进行了实验课程体系、教学内容、教学方法、教学模式等方面的改革，在多年的教学实践中产生了教学理念先进，教学内容丰富，教学条件优良的优秀教学成果。学校实验教学硬件设备、实验室条件也发生了大幅度、跨世纪的改观，由过去的教学弱点转变为教学改革中的亮点。
当前如何进一步更新教育理念，深入进行教学改革；如何进一步巩固和用好已取得的成果，是目前我们面临的又一课题。尤其在实验教学师资队伍正在进行新老交替的今天，该课题显得更加重要。
我们认为实验教学方法的研究，尤其是如何真正在教学实践中实现以教师为主导、以学生为主体的教学方法研究是巩固十多年来的教学改革成果、进一步深入进行教学改革的重要内容和举措，也是实现教学目标的重要保证。
长期以来，我们的理工科教学，特别是物理实验教学长期受到教学环境和师资水平的限制，因袭多年的传统教学模式，客观上引导学生向形式化、记忆型方式学习，制约了学生的创新能力及科学素质的形成；近几年来我国面临高等教育从精英教育到大众教育的转变，学校扩大招生和培养学生实践能力和创新能力的教学目标都需要大量优秀的教育资源。优秀教育资源的缺乏成为严重困扰教学质量的难题，成为教学改革发展的瓶颈。针对上述问题，我们在大学物理实验课程体系、教学内容、教学方法和教学模式等方面进行了改革，并取得了显著成效。在此基础上，近几年来，我们以大学物理实验国家级精品课程网络资源建设为平台，运用信息化教育思想和技术进一步研究以学生为主体、教师为主导的教学方法，改革实验中的“模仿型”教学，建设丰富的优秀的网络教学资源，创造培养创新人才的新的教学模式、教学方法、教学环境，在教学实践中取得了很好的教学效果。
二、以学生为主体、教师为主导的物理实验教学方法的研究与实践
1、注重实验教学过程，激发学生的学习兴趣，引导学生在教学过程中积极思考
实验教学中获得实验数据，是实验课的必然结果，也是在实验课教学中师生都十分重视的重要环节，相对而言，对实验教学过程重视不够。从培养学生的素质和能力的角度来看，实验的教学过程非常重要。实验课的教学过程是提高学生知识，能力和素质的过程，也是正确获得实验科学数据的重要保证。
实验教学过程中的第一步，是引导学生读懂实验的原理、设计思想、实验方法及实验仪器的结构和运行机理等基本知识，只有这样，他们才能在实验教学课堂中积极思考，主动投入，发挥他们在实验教学中的主体作用，这也是实验课成败的关键。实验教学与课堂教学的知识密切相关，但是它们之间往往又没有直接一一对应的关系。在实验教学中，往往一个实验要用到几个学科领域的知识点，并且更加强调实验的方法和知识的综合应用，如何引导学生学会综合应用已学过的知识，并在此基础上学会新知识、新方法，这是实验教学中的重要环节，也是物理实验课教学中的难点。
我们在实验教学中，以实验方法为主线，应用精品课程丰富的网络资源，将学生已学过的知识作为切入点，采用研讨的方法引导学生学会读懂物理实验的原理，理解物理实验设计思想、实验方法，掌握物理实验的实验技能，有效地激发了他们的学习热情，实验教学实践中出现了学生主动参与，积极思考，勇于创新的热烈场面。
2、注重实验的设计性、研究性、开放性
实验的设计性、研究性、开放性是实验的教学方法的重要表现形式，同一个实验，同样的教学设备会因为教学方法的不同而产生不同的教学效果。传统教学模式常常是以教师为主体，学生照葫芦画瓢，抑制了学生主动性的发挥，使得本来就有限的教学资源没有发挥出最好的教学效果。注重实验的设计性、开放性、研究性是在在教学过程中真正实施以学生为主体、教师为主导的教学方法的具体体现，并能充分用好已有的硬件和软件教学资源。
开设设计性实验时，由教师给定的实验题目、实验要求及可供学生选择的实验条件，由学生自己提出设计思想、拟定实验方案，选择测量仪器、确定实验条件、实验参数，并基本独立完成实验的全过程。
开设研究性实验时，教师组织若干个基础物理实验涉及领域的课题，以科研方式组织教学 。学生在通过查阅资料理解相关领域的基本知识、基本方法及其应用的基础上，在教师指导下确定研究课题或研究内容、设计实验方案、完成实验、最后写出研究性小论文等。 研究性实验可以学生个体或团队的形式进行。
实验的开放性，是指实验的内容、时间和空间对学生开放。上述设计性、研究性实验内容和题目由学生自命题或部分自命题，由教师审核命题，并指导学生完成实验。
我校注重实验的设计性、研究性、开放性。在每一
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