物理实验信息化数字资源的建设与利用

廖立新　廖文虎

【摘 要】分析了在物理实验教学中建设信息化数字资源的必要性，提出了信息化数字资源建设目标以及资源建设的内容和建设方法。

【关键词】物理实验；信息化；数字资源；资源系统

Construction and Utilization of Digital Resources of Physical Experiment Information

——Taking the physics experiment teaching center of Jishou university as an example

LIAO Li-xin LIAO Wen-hu

（College of Physics，Mechanical and Electrical Engineering，Jishou Hunan 416000，China）

【Abstract】This paper analyzes the necessity of constructing the information digital resources in the physical experiment teaching，and puts forward the aims of the construction of information digital resources，other than the contents and methods of the construction of resources.

【Key words】Physical experiment；Information；Digital resources；Resource system

0 引言

大學物理实验是各高校理工科专业必开的一门基础实验课程，它在培养学生的动手实践能力及创新能力等方面起着举足轻重的作用。随着素质教育、创新教育改革的不断深入，教育部总体战略目标的提升以及各高校招生规模的扩大，现有的物理实验教学模式已不能满足现代教育教学目标的要求。因此，各高校都在以努力培养创新性人才为目标进行物理实验课程体系、教学模式、教学内容和教学方法的改革。其中，吉首大学物理实验教学中心结合本校的实际情况，进行了物理实验信息化数字资源的建设[1]，以给学生自主学习与研究的良好平台，实现资源共享，推进科教融合、课内课外结合的物理实验教学模式改革，已初见成效。

1 物理实验信息化数字资源的建设目标

吉首大学物理实验教学中心在现代教育教学理念的指导下，构建了大学物理实验信息化教学课程群数字资源建设团队，以《大学物理》等主干课为主线，以电子图书、图形/图像、音频、视频、动画、试题库、网络课件、仿真软件等为建设目标，充分利用现代技术手段，调动多种教学媒体、信息资源，通过对《大学物理实验》、《基础物理实验》、《近代物理实验》、《大学物理演示实验》和《大学物理虚拟仿真实验》等相关课程资源的建设，以物理实验教学中心各实验室、资料室以及中心网络平台为载体，采用开放式的大学物理实验教学模式，对学生、对教师做到资源的开放；做到时间、空间上的开放；做到实验仪器、实验内容的开放，有效地调动学生自主学习、探究学习的积极性，全面提高实验教学质量。

2 物理实验信息化数字资源建设的具体内容

大学物理实验课程的实践性、复杂性、综合性等特点决定了现代信息技术将在物理实验教学中发挥越来越大的作用，信息技术融入物理实验教学是教学改革的必然趋势之一[2]。目前，物理实验教学数字资源建设比较薄弱，因此，吉首大学物理实验教学中心通过多方面的考查与研究，结合本校的实际情况，向学校申请了相关的项目经费，加大人力物力的投入，进行了物理实验信息化课程群数字资源的建设。

2.1 组建课程数字资源建设团队

教师团队基于课程群进行建设，是数字资源建设主体。中心首先选拔了一批能够积极参与到信息化课程群数字资源建设的教师组成建设团队，通过团队合作，改革教学内容和方法，开发教学资源，促进教学研讨和教学经验交流，提高教学质量和效率。同时鼓励学生（特别是师范专业的学生）参与到资源建设团队中来，这样既可以激发他们学习、研究物理实验的兴趣，也可以培养他们的动手能力，进一步提高学生的实践能力、就业能力和创新能力。

2.2 设计制作全开放式的网络学习、教学系统

为了更好地为学生提供学习物理实验的资源和为教师改进实验教学方法和手段而提供方便，中心重新搭建了网络平台，精心设计制作大学物理实验网络学习、教学资源系统（如图1），并对学生、教师全面开放[3]。

2.3 编制、完善实验教材

实验教材是实验教与学的重要资源，因此，中心专门组建了一支建设团队，根据我校的现有仪器，编制出版了《大学物理实验》、《基础物理实验》、《大学物理演示实验》、《近代物理实验》和《大学物理虚拟仿真实验》等实验教材。并把这些教材以电子版的形式上传至中心资源系统以供学生学习。

除了自编的教材外，中心还把一些先进的、具有指导意义的实验电子讲义上传至中心资源系统，学生通过对这些资源的学习，激发了他们学习实验的兴趣，也拓宽了他们的知识面。

2.4 收集、自制媒体素材

媒体素材包括文本、图形/图像、音频、视频和动画资源等。对这部分资源的建设，中心采取两种方式，一是广泛收聚，二是加强自制。对于网上的相关资源，中心组织了相关人员专门收集并分类整理，最后都上传至中心资源系统。中心还结合本校现有实验仪器、实验项目，组织相关老师和学生成立了资源自制小组，按计划自制了大量符合中心教学仪器的实验教学资源，这些资源主要包括仪器图片、实验教学PPT课件、实验仿真FLASH课件、实验教学视频等，并及时把这些数字资源上传到中心资源系统以供学生预习与学习。在平时的实验教学活动中，中心指导教师都能很好地灵活运用这些数字资源开展实验教学，取得了很好的教学效果。

2.5 加强虚拟仿真实验教学

虚拟仿真实验具有形象性、生动性和趣味性，是能把一些实物仪器无法展现出来的微观或宏观实验现象、实验过程通过虚拟仿真再现出来的一种新的实验教学方法和手段[4]。为此，中心在2016年购买了科大奥锐的大學物理仿真实验（Online版），在实际教学过程中，要求学生在每做一个实验之前都在网上先预习、操作一次该仿真软件，让学生加深对实验原理、实验步骤的理解，激发学生学习实验的兴趣，提高实验教学效率[5]。

2.6 组建大学物理实验习题库

大学物理实验习题库的建设中包含实验前预习自测题和实验后的创新设计题。前者是检查学生实验前的准备情况，后者是为学生实验后对实验的巩固和灵活运用。中心组织了一批理论课老师和实验指导老师成立了习题库建设团队，经团队成员共同讨论和研究，对每一个实验都设计出10个左右的自测题，并提出1—2个创新设计题的设计思路，最后经过综合成每门实验课程的5套习题，并上传至资源系统，以供学生预习和学习。特别是学生通过创新设计题的学习，有效的锻炼了学生创新设计能力，激发了学生思维，为他们后续的研究性学习做准备和铺垫。

3 结语

吉首大学物理实验教学中心通过几年的努力，已逐步建设和完善了本校物理实验信息化教学数字资源，建立了网上学习资源系统，为学生提供了各种形式的物理实验学习资源，改进了教师实验教学手段和方法，取得了一定的成果：2014年，由资源建设团队制作的“FLASH光学实验教学仿真软件”参加湖南省现代教育技术应用竞赛荣获一等奖；2015年物师专业的马如林、邓鑫等5位同学的“磁悬浮两体运动模型的研究”创新项目得到湖南省教育厅立项等。中心在改革、改进各种实验教学方法和手段的同时，通过对物理实验教学资源的建设，进一步深化了物理实验教学改革，优化物理实验教学条件，提高了学生的实践能力、就业能力和创新能力。

【参考文献】

[1]牟艳秋，白士刚，等.数字化网络教学模式在大学物理实验教学中的应用[J].林区教学，2013（6）：95-96.

[2]张恩平，薛必翠.基于网络环境“学教并重”辅助教学模式的研究[J].高等理科教育，2007（6）：46-48.

[3]王晓蒲，霍剑青.大学物理虚拟实验网络教学系统[J].物理实验，2001，21（5）：19-21.

[4]向远明，范熠.虚拟仿真实验室在心理学实验教学中的作用[J].实验技术与管理，2015，32（12）：120-122.

[5]邱会华，周鹏.虚拟仿真实验在物理化学实验教学中的作用[J].山东化工，2016，45（17）：132-133.

[责任编辑：田吉捷]