浅谈 MCAI 与工科《大学物理实验》教学

浅谈 MCAI 与工科《大学物理实验》教学
3cYnM(w5B ^GH0代红权 长江大学物理科学与技术学院 434023
xk\4k*u%q4n0【文章摘要】中国论文网\5Uv(E^ t
从 MCAI 在工科《大学物理实验》中国论文网#K!A h8L |)p!rZ
教学实践中讨论多媒体课件用于物
!tR k`axT0理实验教学的优势与不足 , 针对其中国论文网Y$c.C;DJ N
不足进行分析、探索 , 提出一些建
.oZF6Yy4c#K0议，更好地实现大学物理实验教学现
_$iqQd0代化。
D'py I8xZ0【关键词】中国论文网f}Z
b9sQ
MCAI; 大学物理实验 ; 教学措施中国论文网:c(o'ZX7]4k,~)L
MCAI 即多媒体计算机辅助教学，多中国论文网|O7j%W \D
媒体计算机辅助教学是在电脑上面，把教中国论文网$K)c]h m4wz
学内容包括文字、图片以及教学内容有关中国论文网.SI,YR5kc-u&q
的音频、视频资料进行有机处理结合，充
8[G3@jJ0分利用多种现代化设备，促进学生看、听、中国论文网6{.g*uH'q7PupO
思，可极大提高教学效果。物理学是一门中国论文网H;fWG LX4@AP9P1Z
以实验为基础的学科，
.Lgy"T@5aF0《大学物理实验》是中国论文网;P5Q x\/w9@ G D
高等院校的一门十分重要的基础课，学生中国论文网U {+e%t A
做好物理实验不但可培养学生动手能力，
+^| E+^Qb%E0F0也能促进学生理解物理概念和规律，久而中国论文网1QE\ sQ%p$|
久之也能培养学生创新素质。在大学物理中国论文网w,mV
q5Gd3P
\~s(]
实验教学中应用多媒体对提高教学质量
5`F)^\V.X0和教学效率的作用，早已得到广大师生的
phUb|%Ay8x0肯定。下面 , 笔者就工科《大学物理实验》中国论文网aNW
C1e1j;]g b
教学实践中应用 MCAI 进行一些探讨。中国论文网1M2on]0pf%m-{
1 MCAI 应用于大学物理实验教学的中国论文网a3E"zl2j~v4TWh
优势中国论文网
D{4? a!UYo^
1.1 改变实验环境，提高学生学习物
V \Cc~N)^L0理知识兴趣。以前缺乏现代气息的物理实
8u*X pvG0验氛围影响了学生做好大学物理实验的
h,{;|hVA0兴趣和积极性，现在基于 MCAI 的大学物
CM[$g~Wp0理虚拟实验课件安装在现代化的实验室中国论文网y?a_|
机房，与电脑一起成长的 90 后大学生当中国论文网kq"Jsn k2}-Z*k@H
然感觉亲切，这样可极大调动他们学习物中国论文网D3W yMI(j
理实验的主观能动性。利用大学物理虚拟
DQxU+~D+VP'r~0实验课件这种现代化教学平台，教师也可中国论文网)uV}3v ?#^(R,y
b
很好地提高实验教学效果，虚拟实验课件中国论文网/}(t~-Z'wr
\
可从实验理论、内容安排、实验技巧等方
1z f5x1A)AI@$g0面进行充分设计，有机整合，再加上教师
5~)S&G
A{4eO^([0自己多年的教学经验，充分利用实验课件中国论文网1`~5o-xj)f;aj P)A,F%D
的优势，提高学生对实验及其物理理论的
CaF1]:O'q0Ap0认识。
{mbb G3N.Y ?'Q01.2 实验课件适时性、重复性好，便于中国论文网d0]'m"TXCP
学生预习和复习。利用基于 MCAI 的大学中国论文网n(\xrQ `
物理虚拟实验课件学生可以很好地进行
o'if9V3I!}0实验前的预习工作，实验前的预习是学生
NJ1d&v)L$SO/NN0做好物理实验的重要前提，可帮助学生熟中国论文网wa v3Q5U T3L7Ra0K
浅谈 MCAI 与工科中国论文网bX/Pk&kcw
《大学物理实验》教学
7QL'@Q6t-Trw0代红权 长江大学物理科学与技术学院 434023
c5t ]8^6N1N.JtI] Yt0悉本次实验所涉及的理论知识，弄清实验中国论文网fr Cq
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原理，了解所用的实验仪器，利用动画技中国论文网;v!w _"Fz
术预习它们的结构和使用方法，尤其是对
g+L[V'RF(\p*rmm#{0那些复杂实验仪器的详细解剖，预计可能中国论文网 whIh7T2b$Q'D,cgl
在实验中出现的问题，学生就可以在实验中国论文网mr1W`9mSVOl:z
前对本次实验有个全面了解，在以后进行
7M g6e%|E-i6Y~0的真实操作中就会顺利许多，减少操作失
G"c6s7[,Q(_ D0误，也保护了仪器。克服了以前实验预习
C`1c$\!S0只能通过枯燥地看实验纸质教材来完成，
Qm2E8J6QbF0课本上实验内容抽象、难懂，学生昏昏欲
"k.m5VV#R+B)n!N&w0睡。学生在真实仪器上操作完实验后，课
-m\*xdl2P h2Lg(O w1U0后也可利用实验课件很好地复习，通过多中国论文网rss2d {,p_
次改变实验参数，来更好地理解实验理论
u }}ZE(}4rA0知识，从而归纳、梳理实验室及课堂上面
\}Q6wD'`1HBsZ0所学的物理知识，达到实验之目的。
hv/f1O+a^R4k Z01.3 MCAI 模拟仿真实验。生活中太
6|~_5t GGf!EF0多物理现象的变化都是瞬间变化的，转瞬中国论文网r^lY/ng&I/f+i
即逝，利用课堂上面普通的演示实验学生
#pr{1RIJ0肉眼很难观察到其变化，但是利用电脑多中国论文网 y2Y%{.V:gto
媒体技术可轻松重复 模拟，可以方便调
?D7Z&?/mZ^5h,}F0节变化的快慢及细节的放大缩小，更可以
:@gd-lG!u8F0重复地多角度观看，这样学生乐于学也乐中国论文网'F
}JH yFUij
于思。还有一些突变的物理过程，以及一
|T6o:@7jA`c*y\(p0些微观的物理变化现象，根本就无法用演中国论文网q_e5Hi
示实验方法来观察讨论，解决这样的问
{gOVN#t0题，MCAI 的优势就很明显了，利用强大中国论文网O Lf7gn1W MpE\
的电脑技术来模拟仿真这些实验现象，把
5v\"I'kQ&`0那些晦涩难懂物理模型在电脑上面转换
9A&E8YcbxOD0为可视可听的动画影像，恰当地数学建
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JVi$C*t6F.}z0模，电脑上输入不同实验参数，通过运算中国论文网V)f
[pV$x+I?
模拟，物理过程中各个量的变化情况就可
9_ zs2@5q0直观地用图形表现出来，便于充分展示这
0r}fb!c,L)Q YN0些物理过程的内涵，直观的模拟仿真使得
?8Os5D/m0[._t0学生的感性认识得到了升华，也能更好地
!s7cE2M/I!N g.j6E0理解物理规律。
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p*B01.4 减少实验设备资金投资、丰富实中国论文网2F/{;Zu$N o m;P"x6v
验内容。物理实验仪器中，有的相当昂贵，
];X(_&t"{:s8|:C0有的十分易损，利用数学建模，编写程序，中国论文网[n3]f"|bhN
就可用 MCAI 来模拟完成那些需要高端中国论文网3sR6n/`a&F3E
设备仪器才能完成的实验内容，也能够完中国论文网YN7~]V^
成那些需要大笔耗材的实验内容，这样可
#p*@QTd0以很好地降低做实验成本，克服设备不足中国论文网OT1lr&e9nr3E
的难题。并且实验课件操作起来安全，更中国论文网?&o^l:x {(eC6V Jb$I
加不会有损坏仪器的可能，便于学生大胆
H$Na+B3]3`di.r/Z0尝试，勇于实践，培养学生创新能力。中国论文网Dc\aS}~,{(}%\6K |
2 MCAI 应用于大学物理实验教学的中国论文网,lqz{9P0D zkOH
几点思考
Q Oh g {2Fk02.1 教学中要妥善处理好实训与虚
F j'Yz{0拟的关系。因为数学模型的关系，模拟实中国论文网7^Z#F jC
验过程的课件一般比较理想化，对操作中
s@%A/B;IZ0的一些细节缺乏模拟，特别是不好模拟人中国论文网-Qnj"Su
为因素导致的实验误差，这样不利于学生
QSl7I"Ik#Y){0发现问题，另外实验数据采集也具有统一中国论文网aS etE9PCf$z!H
性。所以物理实验应以真实实验为最终依中国论文网PxoT&@j
托，实验课件只是手段，合理利用二者才中国论文网bG'g8o8M'}T w/I
可以优势互补。一个实验项目，必须根据
Ie'}D/p&@h p)?j1Y0实际内容采取多种教学手段，引导学生在中国论文网E*E&YpyX&}!PT6F
电脑上利用实验课件反复模拟，强化学生
7W%H:@k"m"~o2?0对实验方法的理解，初步熟悉实验仪器的
jI {1c}1\g!y0?0构造和使用，然后转战到真实仪器上实际中国论文网uFP*r[+I0Z \+?$~Y$G
操作，这样盲目性、出错率都会大大降低，中国论文网N9x}`V~:m^!b
提高了教学效果，达到了实验目的。况且
0S1]i7j`v/t0有些基础实验项目操作不太复杂，就不必中国论文网 s*pX2Jn1k+xBViP
利用 MCAI, 学生直接在传统实验室完成，
!L"e*Idd6Lz0这样不但提高了动手能力，对物理实验直
qm%l3dk_k0观的感受乐趣也存于学生心中，是虚拟实中国论文网&sm o.@xB
验课件不能代替的。中国论文网"F(vf1x&x_
2.2 在物理实验中不难实现数据处
(ga.vNk'Fd(x^ R;GF0理，但其局限性在于可能削弱学生对数据
$n!a+@9?*~0\;yPA0t0处理基本方法掌握，鉴于数据处理能力是中国论文网oRw`j9r
实验能力构成的主要组成要素，在设计课中国论文网m%t.P U\+u7L@ G\
件数据处理模块时，应侧重于快速准确地
tgb3W.u+aDF8dn,@a0处理那些冗繁的纯数学运算问题，而对那中国论文网 Tj8L z.y@u
些需要应用物理实验数据处理基本方法中国论文网!B/FXHYw
的问题时，还是应该学生自己动手处理。中国论文网scZI%Vq"U4w?&|
2.3 教师的观念和方法对实验教学
5{C0j!`4o1O{4G0课件的处理直接影响到教学的质量，关系中国论文网3Q9x5?,h4HQWb%x2CV#O
到学生的创造力的培养和发展。因此，教
'pt*C1PxQ0师还必须不断学习现代教育理念，实现
&Mc | Q"}X!k0MCAI 与物理实验教学设计的高度整合。中国论文网J'TQtL
物理实验教学和其他教学一样，都是一种
J/V|4K-BV{6G/E\'c0复杂的系统工程，教师不仅教给学生知中国论文网
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识，还要与学生有思想人文的交流，光有
Lb%s[Kp,[0MCAI 是无法做到的。教师应注重研究如
4cx1X$@1J?7K%V0何在遵循主体感知特点的前提下，更好地
g5S:WqSI0运用媒体，以利于师生之间情感流动，提中国论文网(kxsT q!~+L
高学生的科学素养和人文素养。中国论文网]ATpC%s
3 小结中国论文网#Ea:`S%] _6s2w
在多媒体物理实验课件的制作和教中国论文网'w0nbm ^ T%Q/?;j3tK
学中，应遵从思想性原则、客观性原则、整
#iq7Ph:HgD,d~#_0体性原则、发展性原则、最优性原则。根据
-c4d{{C;tWT0实际教学要求，合理编排教学内容，做到中国论文网w(mPY)Ux%x|&`
重难点突出。教师还是要发挥主导作用，
'{{#w1vZd`0MCAI 只是辅助教师完成教学任务的现中国论文网+t{5on } j+`M
代化工具，物理实验课件是为物理实验教
QG7`/lf6u b*w(V0学服务的，并非使用越多越好，合理使用
@ ?6S2W'n!d#l'F0MCAI，才能提高大学物理实验教学效果。中国论文网A%B;H%^a}
　　中国论文网7|(g)uYL
【参考文献】中国论文网$`"{:|d_.mE3?$?
[1] 杨改学 . 现代教育技术教程 [M].中国论文网vF'BM&{;J8Pie!V)\Q
兰州 : 甘肃教育出版社 ,2001.中国论文网\:k~ L)Hu
f)e(K.CW
[2] 张敏，何龙庆，张波 . 大学物理实
-mv$J ^QP0验教学改革的研究［J］. 大学物理中国论文网:j+R"wVgE0|yf
实验，2009,(1).