信息技术对高校物理实验教学创新的促进作用分析

李捷+石友彬+王慧+陈春雷

摘要：本文从影响高校物理实验教学创新的因素入手，着重分析了信息技术对高校物理实验教学创新的促进作用，探索了信息技术应用于高校物理实验教学的原则和途徑，并提出了信息技术应用于高校物理实验教学创新应注意的问题。

关键词：信息技术；高校；物理实验；教学创新；促进作用

信息技术作为新课改下的重要教学手段，被运用在教学改革之中，能够有效提高教学质量。而物理学科是高校的重点学科，直接影响着学生科学思维与科学素质的培养。而且，高校物理学科具有较强的实践性，需要高校积极开展实验教学。在这种情况下，很多高校积极探索信息技术对高校物理实验教学创新的促进作用。在物理实验教学中运用信息技术要实现信息技术与物理课程的有效整合，正确处理信息技术与教学内容、教学方式、教学主体之间的关系。研究信息技术对高校物理实验教学创新的促进作用不仅能够有效提高物理实验教学质量，而且对物理实验教学改革有着深刻意义。

1.影响高校物理实验教学创新的因素

1.1教学内容

教学内容是整个教学过程中教师和学生所学习的全部知识、情感和技能。教师和学生需要从教学资源中选择合适的教学内容并进行加工。并且，教师和学生需要运用科学的方法对物理教材进行加工，使物理教学内容符合教学目标。因此，在物理教学的过程中，不能将教学内容定位为教材知识的记忆，而是要对教学内容进行分析，让学生能够将所学的知识联系起来，并学会运用知识解决现实问题。随着教育事业的发展，教学内容也在不断发展变化，教学内容对物理教学创新有着重要的影响，教师对教学内容的选择、学生对教学内容的学习状况都会影响到物理实验教学质量。

1.2教学方法

在传统教学的过程中，大多数物理老师十分重视学生的知识积累以及学生对知识的记忆，因为采用知识灌输的方法。很多物理老师认为，学生只要记住了物理知识，就可以掌握物理技术。但是这种思想是错误的，教师的教学方法，直接影响到学生对物理知识和技能的学习。只有教师摒弃传统的理论灌输式教育采取新兴教学方法，在物理实验教学的过程中，积极运用多媒体教学法，合作探究教学法等，能够有效提高学生的学习兴趣，让学生真正参与到课堂之中。

1.3教学环境

教学环境对高校物理实验教学创新有着重要的影响，先进的教学体制，完善的教学设施以及良好的学习氛围都能够促进教学创新。反之，恶劣的教学环境，以及，不够完善的教学设施，都会阻碍物理实验教学创新。具体来说，教学环境能够为物理实验教学提供客观条件。当物理教师在进行、波动图像、磁场分布、电场分布，电荷转移等抽象实验的时候，需要运用多媒体技术设施创造虚拟实验环境。而如果学校缺乏多媒体设备，将无法开展物理虚拟实验。由此可见，教学环境对高校物理实验教学创新有着重要的影响。

2.信息技术对高校物理实验教学创新的促进作用

2.1信息化教材与资源的促进作用

信息化教材是信息技术应用于教育发展的需求。高校在改革物理实验教学的过程中，需要对信息化教材的呈现进行深入思考。并且随着信息技术的发展，电子教材的设计与开发，已经成为教育事业的重要发展趋势。虽然电子教材的内容于传统物理实验教材的内容基本相同，但是开发人员需要对教材中的学科概念和教材知识点进行深入加工，充分考虑高校物理实验的特点，用数字化智能化的声音、视觉、图形、文字等呈现物理实验教材。这样在学生使用电子教材的时候，就可以运用相应的动画图片视频等素材，从多角度观看教学内容。而信息化的教学资源是，高校运用信息技术开展物理实验教学创新的前提。信息化的教学资源，能够为学生提供丰富多样的实验素材，让学生更好的了解实验步骤和实验概念，进而为学生的自主实验提供条件。

2.2信息化教学过程的促进作用

信息化教学过程主要指教学内容、教学方法、教学模式的信息化和数字化。在现代教育理论的指导下，运用信息化教学手段，培养学生的信息素养，已经成为提高教学质量的重要保证。并且现代建构主义、行为主义、人本主义、认知主义理论都要求，高校物理实验教学适应信息时代的要求，采用信息化的教学方式。而信息化的教学过程能够加强信息技术的运用，丰富理实验教学内容。同时，信息化的教学过程能够为学生提供更加直观的实验方式，而以信息技术为支撑的吸力实验能够让高校，物理实验教学开展虚拟实验，优化实验教学环节。

2.3信息化教学环境与技术的促进作用

信息化教学环境主要包括多媒体教学环境、计算机网络教学环境和虚拟仿真教学环境。首先，多媒体教学环境，能够利用多媒体技术，优化物理实验教学过程。具体来说，在多媒体物理实验教学的过程中，教师可以利用图像、声音、文字、影像等多种媒体技术对物理实验教学内容进行加工，通过人机交互操作，为学生讲解物理实验过程。在这种情况下，学生能够看到具体的物理实验过程，进而掌握物理实验技能；其次，计算机网络教学环境能够，让教师运用网络资源，促进学生的自主学习。并且教师还可以在学生自主实验，的过程中为学生提供指导，加强师生之间的合作探讨，优化物理实验教学过程。另外，计算机网络教学环境具有资源共享、实时交互和信息丰富的特点，能够丰富物理实验教学内容，为学生提供充足的物理实验学习资料；最后虚拟仿真教学环境，能够让教师和学生运用信息技术开展假设性实验，并通过虚拟仿真操作来了解实验步骤和实验结果。

3.信息技术应用于高校物理实验教学的原则

3.1将信息技术与物理实验教学方式相结合

信息技术应用于高校物理实验教学，应坚持将信息技术与物理实验教学方式相结合的原则。这是因为，物理实验教学方式直接影响着实验教学的结果。只有将信息技术与教学方式，相结合才能够创新物理实验教学方式，优化实验教学效果。而信息技术在教学中有着重要的优势，能够支持学生的主动探究、自主学习和协作交流。因此将信息技术与物理实验教学方式相结合，需要教师积极重视学生的自主学习能力，为学生提供自主探究的环境，加强学生之间的交流与协作，鼓励学生运用信息技术学习物理实验。

3.2以学生为本

高校物理实验教学的最终目的是为学生服务，提高学生的物理知识和技能。因此信息技术应用于高校物理实验教学需要坚持以学生为本的原则，充分重视学生能力的培养。为此，高校物理教师应充分，了解学生的个性差异和学习能力差异，根据学生的差异，采取因材施教的层次教学法，并运用信息技术为学生创设个性化的学习环境。另外，高校，物理教师应积极为学生创造良好的学习条件，让学生能够自主选择信息技术工具，加强学生，收集和处理信息的锻炼，进而提高学生的信息素养。

3.3资源共享

资源共享是将信息技术应用于物理实验教学的重要结果，信息技术能够加快教学资源和学习资源的传播，方便教师的教学和学生的学习。在这种情况下，教师和学生能够，自主选择网络中的教学资源和学习资源，对自身的知识结构进行补充，实现自身的提高与发展。并且资源共享能够丰富物理实验教学内容，加强学生对物理实验教学的了解，帮助学生的物理实验学习和开展。

3.4目标性原则

目标性原则指物理实验教学应以教学目标为导向，选择合适的信息技术，应将信息技术与教学策略相结合，进而优化物理实验教学效果。坚持目标性原则，开展物理实验教学，能够保证物理实验教学的正确方向，增强信息技术选择的合理性，避免信息技术的泛化，以及对信息技术的过度依赖，正确发挥信息技术在物理实验教学中的辅助作用。并且，目标性原则，能够增强物理实验教学的目的性，明确学生的物理实验目的，强化学生的物理实验学习动力，进而优化学生的学习效果。

4.信息技术应用于高校物理实验教学的途径

4.1运用信息技术创设环境

运用信息技术能够创设具体的物理实验环境，让学生在仿真环境中进行物理实验，加强学生对物理实验的感受和体验，优化实验效果。例如，物理教师可以运用信息技术创设一个飞行员情境，让学生动手参与飞行员的飞行，并让学生在飞行的过程中去轰炸一艘敌舰。在这种情境的引导下，学生需要通过鼠标控制飞机来对敌舰进行投弹，寻找投彈的目标与距离，并思考投弹过程中的运动学规律，进而加强学生对相关运动学规律的思考和探索，激发学生的积极性。

4.2运用信息技术支持物理实验

DIS系统是信息技术、传感技术与现实实验的结合， DIS系统能够实现对物理实验的自动控制和数据记录，并对数据进行智能化分析。因此，DIS系统在物理实验教学中有着明显的优势。高校物理实验教师可以将DIS系统与实验教学相结合，增加学生的实验深度和实验范围，节省数据处理时间，使信息技术更好的支持物理实验。例如物理老师可以运用DIS实验系统开展牛顿第三定律实验，将原本复杂的规律简单的呈现出来，学生可以在系统中明确的看出两个力的关系。

4.3运用信息技术指导课外实验

现阶段高校的物理实验教学都为课堂实验教学要求学生根据教师的指导，在规定时间内完成是物理实验，忽视了学生的创造性培养。并且高效的物理实验室多采取封闭管理的方式，没有对学生开放，学生的自主实验机会较少。而将信息技术运用于课外实验，能够通过物理实验的时空限制，提高学生的自主实验积极性。为此学校应充分利用信息技术网络的管理功能，建立物理实验预约系统。学生可以在预约系统中提前提交预约申请，便于学校安排实验教室和器材。并且信息化的呈现方式，能够为学生提供丰富的实验内容和实验课题，对学生的物理实验进行理论和实践指导，减少学生在实践过程中的失误，提高学生的实践成功率，进而增强学生的成就感。另外信息技术的交互功能能够实现学生与教师以及学生之间的实验交流与讨论，进而为学生创造一个平等、合作的实验环境。

5.信息技术应用于高校物理实验教学应注意的问题

首先，信息技术用于物理实验教学，应注意实验教学与信息技术的结合程度，避免信息技术的滥用以及物理教师和学生对信息技术的过度依赖；其次，信息技术应用于高校物理实验教学，应注于信息技术与传统物理实验手段的结合，不能彻底抛弃传统的实验手段。这是因为传统的实验手段能够让学生，在真实的环境中了解实验过程和实验结果，这种效果是信息技术的虚拟性无法替代的。

参考文献：

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基金项目：本文系广东海洋大学2016 年度教育教学改革项目“信息技术在大学物理实验教学有效性的研究”（项目编号： XJG201663）、广东海洋大学物理实验教学改革项目、2015年度中华农业科教基金及广东省教学科研项目“理工科类大学物理教学中培养学生创新能力及创业能力的研究与实践”（项目编号： NKJ201503030、项目编号：2011TJK068）的研究成果。