试论大学物理实验教学信息化

周文真



试论大学物理实验教学信息化

周文真

（湖南科技学院 实验实训中心，湖南 永州 425199）

大学物理实验对激发和培养大学生的观察力、想象力、创造力、动手能力起着非常重要的作用，而传统的教学方式和手段很难适应信息化时代的要求。必须从实验项目选择、实验教学管理、实验教学计划、教学方案、教学内容等有关课堂教学及学生课堂学习、实验操作、实验教学效果评估、考核、总结等方面进行信息化改革，来达到信息化时代大学物理实验教学的目标和要求。

大学物理实验；实验教学；教学改革；信息化

1 问题的提出

“做实验确实非常重要，因为任何理论没实验证明是没有用的，实验可以推翻理论，理论绝对不能推翻实验。”（丁肇中）大学物理实验是培养学生基础实验知识、实验方法和实验技能的课程，大学物理实验对激发和培养学生的观察、想象、创造能力有着其他课程不可替代的作用。引导学生深入观察各种自然现象，激发学生的想象力、创造力，培养和提高学生独立开展科学研究工作的素质和能力[1]。通过对仪器设备的调试、操作，学生的实践动手能力、对多种仪器设备的操作技能、理论联系实际的能力等都会得到系统的训练。更重要的是，通过大学物理实验教学，使大学生能够真正地正确体会、理解和掌握不同实验项目中那些精妙的设计思想、严谨的实验原理和独特的实验方法，并在今后的工作中与相关的专业知识相结合，就可能有所发现、有所发明、有所创造。[2]大学物理实验课程的作用是显而易见的。

大学物理实验教学虽然重要，但当前发展现状并不值得乐观，在许多高校普遍存在以下方面的问题：一是实验内容陈旧，据有关统计，60%以上来源于经典物理，反映当代物理发展的新趋势、新方向的内容较少；二是实验项目类型缺乏新意，现行的大学物理实验开设的实验大多是一些验证性、仿效性的实验，设计型的、创新型的实验很少，这既不不利于激发学生做实验的兴趣，更难达到培养学生创新的能力；三是考试考核方式方法落后，目前大学物理实验考核办法基本上是沿袭传统方法——统一时间，让所有学生做同一个实验，在根据学生完成的实验报告给予评分，既不重视学生做实验的过程，也不看重学生在做实验过程中表现出来思想、能力，因此，考试难以做到客观准确；四是教学管理落后，多数高校的大学物理实验教学的管理仍停留在传统的教学管理模式和水平上，未能充分利用信息技术革新的优势，学生只能按照学校的课程计划一成不变地去做实验，导致大量的实验资源（仪器设备、师资）闲置，未能发挥应有效益，开放性实验形同虚设，致使许多有兴趣、有天赋潜能的学生的要求难以得到满足。凡此等等，我们必须认真思考并回答——当今大学物理实验教学向何处去？

2 信息化是大学物理实验教学的发展趋势

大学物理实验教学信息化就是以计算机、互联网等信息化技术手段带动实验教学、管理的科学化、现代化，以提高实验教学质量和效益的过程；它是将现代信息技术与先进的管理理念相融合，转变大学物理实验教学的方式方法、师生教学互动模式、管理模式、成绩评定模式，重新整合大学实验教学资源，提高实验教学质量、提高大学生科学素质和科研能力的过程。

大学物理实验教学信息化管理的精髓是信息集成，其核心依托计算机数据库及其网络平台，数据管理系统把实验教学项目的选择、方案的设计、时间地点的安排、仪器的配置与准备、指导老师的选择、实验报告的撰写与收集、实验成绩的评价等各个环节集成起来，形成师生及管理者共享资源、信息，实行最优化原则来提高现有实验仪器设备的利用效率，充分发挥教师的能动性和积极性，同时在尊重大学生的自主性的基础上，激发其学习的兴趣、发掘其学习潜能，从而使大学物理实验教学取得良好的教育、教学效果。

相对于传统的教学模式，实验教学信息化具有二大特征：一是改变实验教学的传统管理模式，实行立体全方位管理，实现对教师、实验课堂、实验设备、学生全面管理的管理目标。就得要求对实验教学管理进行深化改革，在现有信息资源共享的基础上，使教师与学生、教师之间、实验教学部门与理论课教学部门之间以及负责实验教学的部门与学校相关部门之间交流和沟通更直接，从而大大提高管理效率，降低管理成本。二是运用信息技术对实验教学的各个流程和环节（如教师、学生、教学过程、作业批改、成绩评定等）实行有效控制和管理，实现各种要素配置最优化、各个环节紧密结合而达到最合理化，即能实现资源共享，又可以达到实时监控。是故，信息化是当代大学物理实验教学发展的趋势。

3 加大教改力度，实现大学物理实验教学信息化

实现大学物理实验教学信息化是一项较为复杂的系统工程，至少应进行以下几方面：第一，实验项目开设选择信息化改革；现代科学技术（物理学更甚）发展日新月异，作为物理学的基础课程——大学物理实验，其内容的选择必须与时俱进，体现现代科技发展变化的时代风貌，反映其时代特征。要开设好大学物理实验项目、确定实验内容（既适合本校学生的实际，又要体现现代科技发展要求），就要充分利用互联网等信息技术，搜集国内外大学物理实验开设的情况，通过网上调查，确准了解、把握本校学生的学习基础等实际情况，确定开设实验项目，并随着情况变化而不断调整，以确保大学物理实验教学目的的有效贯彻。第二，实验教学管理的信息化改革；实验教学管理信息化可分为三个层次：最高层次是学校层次，中间是教学系部层次，最后是实验管理员和任课教师层次。传统意义上的实验教学管理仅仅集中或注重中间层次，学校很少掌握实验教学的有关数据、信息，对开设了些什么实验项目、是谁主讲、实验计划、进度等等很少过问，这往往导致实验项目开设缺少顶层设计与指导，降低该课程教学目的的全局性、前瞻性；传统的实验教学管理也不太重视最低层次的管理，导致管理难以做到具体化、精细化。[3]由于信息技术的进步，为实验教学管理实行全面化、三层次协同化提供的技术支持，充分利用计算机和互联网等信息技术平台，学校从宏观上进行设计、指导，系部进行具体规划管理，将学校的意图、指导思想传达给授课教师，并将教师反映的信息数据汇总存档保存，同时向学校有关部门报备；教师与实验管理员合作，收集授课对象——学生的有关信息数据，在此基础上开设具体的、切实可行的实验项目计划，制成电子文档，发送给系部管理者。如此，对实验教学管理既可宏观调控，又能具体、精细到人，甚至到每一节课、每一个实验。第三，实行教学计划、教学方案、教学内容等有关课堂教学信息化；[4]实验教学是以学生为主体、教师为主导的双边活动，教学能否取得预期效果（使学生掌握相关知识、发展能力等）其关键在于教师的所作所为。教师的基本能力素养是比较稳定的，难以短时间内得以提高，但课前准备工作（主要包括教学计划、教学方案）可以做得尽可能的完善完美。将实验教学的内容、教学计划、教学方案进行信息化，能产生两个方面的良好效果：其一，科学合理的教学计划、适用完善教学方案公诸于网上，可供同行学习、参考，提高学习者的教学水平；其二，教学新手或教学水平较差的将其教学计划、教学方案公诸于网上，可以得到同行或水平较高者的帮助指导，再改进自己的计划与方案，快速提高自己的教学能力和水平。第四，学生课堂学习、实验操作信息化改革；[5]现代教学理论研究指出，现代课堂教学方式正向大众化和个别化方向发展。利用计算机、视频监控和互联网技术，将学生的课堂学习、实验操作实行信息化，教师可以轻松地监控整个课堂或多个课堂（主要是开放性实验）情况，尽可能地实现教学大众化，克服传统实验教学受场地和人数限制的缺点；另一方面，学生通过计算机和视频设备与指导老师直接对话，接受一对一的个别帮助与指导，实现课堂教学的个别化。第五，实现实验教学效果评估、考核、总结信息化；评估、考核是检验教学效果的方法手段。对学生实验考核实现信息化，即学生在装备计算机和视频监控设备的实验室完成考试考核，教师既可以得到学生考试的结果如实验报告，又可以了解掌握学生实验操作的过程，综合二者的情况，给出的成绩会更加科学合理；同时，利用计算机对试卷进行评判，可以减少人为因素，使之更为客观、高效，使教师从繁重枯燥的阅卷工作中解脱出来。每个学期或每门实验课程结束，教师写好总结与心得，电子文稿存档汇总，既可做考评依据，又可与同行或他人进行相互交流，或提高自己，或帮助他人。

信息化是大学物理实验教学的发展趋势和方向，是一项富有挑战性的工作。需要我们不断地研究、探索、尝试，不停地总结经验教训才能逐渐地走向成熟、完善。

[1]胡成华,史玲娜.大学物理实验教学创新模式的探索与实践[J].物理与工程,2012,(1):44-46.

[2]王素红.大学物理实验教学改革的尝试[J].工科物理,1998,(6):32-33.

[3]黄英群,王秀娥,赵佳,刘漪.大学物理实验计算机与网络辅助教学研究[J].中国地质教育,2007,(4):115-117.

[4]林琦.计算机信息网络技术在大学物理实验教学中的应用探讨[J].大学物理实验,2013,(1):108-110.

[5]李坚,姜向东,王敏.利用信息技术,实现大学物理实验资源的有效合理利用[J].实验科学与技术,2003,(2):110-113.

（责任编校：宫彦军）

2016－04－26

湖南省教育厅普通高校教学改革研究项目（湘教通[2012]142号)。

周文真（1968－），女，湖南永州人，湖南科技学院实验实训中心高级实验师，研究方向为电子信息学与大学物理实验教学。

G642.0

A

1673-2219（2017）06-0034-02