計算機輔助大學(xué)物理實(shí)驗分析論文
1、引言
大學(xué)物理實(shí)驗一直是高�；A教育中的重要內容，也是大學(xué)生進(jìn)入學(xué)校后首先要接觸的基礎實(shí)驗之一，對培養學(xué)生的實(shí)踐能力、觀(guān)察能力和創(chuàng )新能力具有深遠的意義。隨著(zhù)計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中引入計算機輔助手段，這是高校教學(xué)發(fā)展的必然趨勢，也是提高大學(xué)生學(xué)習有效性的重要途徑。
2、大學(xué)物理實(shí)驗應用計算機
大學(xué)物理是一切技術(shù)學(xué)科的基礎課程，利用高等數學(xué)的方法對物理的相關(guān)領(lǐng)域的基本規律進(jìn)行定量的描述，不少學(xué)生的數學(xué)知識水平有限，對于物理實(shí)驗中出現的復雜問(wèn)題難以理解。而采用計算機進(jìn)行解析，可以將復雜的數值進(jìn)行簡(jiǎn)化，尤其是計算機模擬融合了科學(xué)實(shí)驗與理論分析的優(yōu)勢，是解決物理實(shí)驗問(wèn)題的重要工具，隨著(zhù)其應用范圍的不斷擴大，計算機將在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中凸顯出其明顯的優(yōu)勢，將計算機技術(shù)引進(jìn)到大學(xué)物理教學(xué)中是勢在必行的。在大學(xué)物理實(shí)驗中經(jīng)常用到的計算機工具主要分為兩類(lèi)：一種是制作課件的編程工具。例如：VisualBasic中的管理函數與事件控制，主要用于操作用戶(hù)與應用程序的交互，Java和C++相比，雖然二者非常相似，但是Java中的功能更加精致，Java開(kāi)發(fā)的程序可以在任何微處理器中運行，不僅能夠在網(wǎng)絡(luò )中傳輸，還能在客戶(hù)機上運行，主要適合局域網(wǎng)和因特網(wǎng)環(huán)境。另一種是強大的數學(xué)軟件。例如：Matlab的擴展性能比較好，數值運算功能強大，文字處理和數據分析都比較便捷，程序環(huán)境簡(jiǎn)單、高校，其計算機功能比較直觀(guān)，也是當前應用最為廣泛的工程軟件之一。與Mathematic相比較，兩者雖然都有很強大的數值計算功能，但是后者也可以進(jìn)行符號運算。大學(xué)生常用到的Flash軟件，主要用于網(wǎng)頁(yè)動(dòng)畫(huà)設計，其繪畫(huà)功能比較強，有豐富的聲音效果，操作起來(lái)比較容易，通過(guò)矢量圖可以保證圖片不會(huì )因為擴大或者放小而出現失真的情況，這種軟件比較容易掌握，對大多數教師和學(xué)生而言，都是良好的實(shí)踐工具。計算機輔助大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)模式的主要包括以下內容：
一是在大學(xué)物理實(shí)驗操作階段，以多媒體的課件形式將物理知識的難點(diǎn)、重點(diǎn)列出來(lái)，通過(guò)視頻的形式可以將復雜的實(shí)驗過(guò)程演示出來(lái)，這個(gè)階段，缺乏師生之間的溝通，設計原則以教師的教學(xué)思路與教學(xué)流程為主。
二是大學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行物理實(shí)驗模擬練習，計算機根據程序來(lái)判斷對錯，并指導學(xué)生進(jìn)行操作，這一措施比較靈活，學(xué)生可以根據自己的時(shí)間安排和實(shí)際需求，來(lái)強化自己的實(shí)驗技能。
三是課堂教學(xué)的時(shí)間有限，學(xué)生可以查詢(xún)數據庫的資料或者人工智能對話(huà)來(lái)選擇自己需要的信息，這一模式有利于培養學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力，但是也要求大學(xué)生必須具備良好的計算機操作能力。
四是對于一些比較繁雜的物理實(shí)驗數據，可以選取計算機的數學(xué)模型程序進(jìn)行數據分析，可以大大降低學(xué)生和教師的任務(wù)量。
計算機輔助大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)的優(yōu)勢：
一是不少教師采用CAI課件之后，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)就可以將實(shí)驗項目的相關(guān)資料上傳網(wǎng)站，學(xué)生通過(guò)計算機終端隨時(shí)隨地都可以訪(fǎng)問(wèn)課件內容，能夠及時(shí)做好實(shí)驗項目前的各項準備。
二是計算機的各項技術(shù)的采用，使原本復雜的物理數據處理簡(jiǎn)便化，還能通過(guò)演示的方式將整個(gè)實(shí)驗流程呈現在學(xué)生面前，為學(xué)生學(xué)物理降低了難度，學(xué)生通過(guò)模仿網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗，獨立操作完成實(shí)驗教學(xué)，可以增加物理實(shí)驗的趣味性。
三是學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現虛擬的實(shí)驗操作，不用擔心破壞實(shí)驗儀器，學(xué)生敢于大膽嘗試，每個(gè)人根據自身情況的不同，考慮到學(xué)生的個(gè)體差異，有利于因材施教。
四是物理教師在設計教學(xué)時(shí)，可以利用Authorware或者PPT來(lái)制作電子教案，將實(shí)驗的操作流程與注意事項，整齊的羅列出來(lái)，再適當配備一些語(yǔ)言解說(shuō)或者圖片，不僅可以降低課上的板書(shū)時(shí)間，為學(xué)生的獨立思考留出時(shí)間，還可以活躍課堂氛圍，讓學(xué)生在了解實(shí)驗內容的同時(shí)，還能提高物理教學(xué)效果。計算機的輔助功能雖然強大，但是我們在利用計算機功能的同時(shí)也要正確看待計算機的作用。
在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中，教師的作用是任何工具都不能替代的。物理教師不能過(guò)分依賴(lài)計算機，要正確采用計算機輔助教學(xué)，面對不同學(xué)習程度的學(xué)生要采用不同的教學(xué)方法，雖然計算機技術(shù)優(yōu)勢突出，但是有些教學(xué)工作必須要通過(guò)人工來(lái)實(shí)現。教師是教學(xué)活動(dòng)的主導，不能因計算機的強大作用而削弱教師的地位，教師要懂得取長(cháng)補短，充分發(fā)揮教師教學(xué)與計算機輔助的各自?xún)?yōu)勢，對于計算機中課件內容和程序都要根據學(xué)生的需求定期更新，學(xué)生也要在教師的指導下正確利用多媒體，物理實(shí)驗是培養學(xué)生實(shí)踐操作能力的重要方式，教師要讓學(xué)生在掌握扎實(shí)的理論知識的基礎上，還要培養學(xué)生自主學(xué)習，甚至可以讓學(xué)生自己制作實(shí)驗系統，進(jìn)而來(lái)培養學(xué)生的各項能力。
3、結束語(yǔ)
總之，伴隨著(zhù)計算機軟硬件的快速發(fā)展，計算機輔助教學(xué)在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中的作用也越來(lái)越大，尤其是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)達，開(kāi)放型的教育方式受到了學(xué)生的歡迎，為學(xué)生的發(fā)展提供了更加廣闊的空間。當然，計算機輔助大學(xué)物理教學(xué)并不能取代人工實(shí)驗，要兼顧傳統教學(xué)與現代教學(xué)雙管齊下，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，為大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量的提升，不斷做出更多的努力！
參考文獻
[1]吳能芝.計算機模擬輔助大學(xué)物理教學(xué)的研究[J].華中師范大學(xué)，2007（04）.
[2]馮放，李茫雪.計算機輔助在大學(xué)物理實(shí)驗教學(xué)中應用的思考[J].東北農業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會(huì )科學(xué)版），2010（04）.[3]
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