物理实验教学新手段的探索

牛洁

摘要：物理实验是物理学研究中一种非常重要的和基本的研究方法。在学员物理实验教学中应用现代教育技术、利用网上虚拟实验室可在很大程度上提高学员学习物理的兴趣。

关键词：物理实验；新手段；教学探索

物理实验教学水平是反映一个学校教学、科研、管理水平的重要标志，是学员掌握知识、发展思维，提高创造力的重要条件；更是培养基础扎实、知识面宽、具有创新能力的高素质士官人才的重要保证。在科技日益发达的今天，物理实验也可以合理采纳融入新手段。

一、应用现代教育技术开展物理实验

（一）运用多媒体教学来提高物理实验效果

为了达到物理实验目的和要求，培养学员用实验方法观察、研究实验现象和规律的能力，培养学员良好的动手能力和实验素养，提高实验效率。可将多媒体技术引进学员物理实验教学中，以提高学员物理实验教学效果。

（二）运用电视录像进行实验教学

教学录像能做到形象逼真，声像同步，由静态到动态，单维到多维，单色到多色，比投影、ppt的效果更好。有些比较复杂的实验仪器，学员在调节时比较难掌握，可将这些仪器的使用和调节方法步骤制成电视录像片，对仪器的每个部件和调节时比较难掌握的旋钮逐一用特定镜头再配成解说，就特别的形象、直观，学员对照实物边看边调节，其效果明显。

二、利用网上虚拟实验室开展物理实验

随着教育技术在教学中的广泛应用，近年来兴起并逐步应用的网上虚拟实验，也应引起高度重视。

网上虚拟实验室可以解决学校实训设备不足、型号落后等问题。因为虚拟实验不受实验室的空间、实验仪器的组数、实验指导教员数量等的限制，拓宽了实验室的空间，提高了学员学习效率。但是这种实验仿得再真，也不是真的，网上实验不能完全代替实际实验，就象部队定期在仿真训练的基础上再进行一次实战演习一样，学员在网上实验室作众多实验后，也还是要进物理实验室实际做一些实验，只有这样，才能培养他们的动手能力、仪器设备的使用能力和排除故障的能力等。而有了虚拟实验，减轻了实验室准备实验的工作量，教员的工作可以更多的投入到对学员的指导中，对实验室的投入可以在提高仪器设备档次上下功夫，而不要过于追求数量。

1.网上虚拟实验室的与物理实验仿真实验室的建设。网上虚拟实验室充分利用成熟的网络技术和现代仿真技术，在多媒体计算机上完成仿真实验教学，提高了物理实验的教学效益和教学水平。物理实验仿真实验室由学员操作平台和教员主控制平台组成，同时配备打印机、扫描仪，组成一个局域教学网，可满足一个队或一个区队的学员进行实验。同时，该实验室也作为校园网网上教室之一，与学校校园网相联而实现网上教学，学员随时随地可以从校园网上进行物理仿真实验。而仿真实验也是学员最感兴趣的实验项目之一。众所周知，网上实验室的发展，其软件资源的开发极其重要，学校可在吸收和借鉴优秀软件的同时组织实验室教员根据教学需要，开发出适合士官学员的仿真实验软件，以适应网上教学的需要。事实已经证明，网上虚拟实验室建成后，学员可以利用多媒体计算机完成物理仿真实验项目几十项，可覆盖学校物理实验的主要内容。

2.网上虚拟实验室的特点及其应用

（1）开放性。网上虚拟实验室通过网络系统向用户开放，教员要指导学员根据自己的需要自由地选择网上虚拟实验室储存的大量的实验模式、各种虚拟实验仪器仪表、各种实验器件或构件、各种虚拟实验环境等。学员也可以自行构建实验环境、实验模块、实验仪器等，随意地增加网上虚拟实验室的各种“库”，使得网上虚拟实验室具有良好的灵活性。

（2）自主性。仿真实验与传统实验相比，有一个明显的区别，那就是实验的模式是非固定的、动态的、具有良好的自主性。仿真实验项目的实验框架是不固定的，学员可以依据物理实验纲目，根据自己的需要和兴趣，自行设计实验步骤和实验方法。

（3）直观性。利用虚拟实验室的实验模型库搭接、组合、拆装实验框架，可解剖调整并实时观察仪器的内部结构运作，加强熟悉仪器功能和使用方法的训练。使学员对物理实验的整体坏境、所用仪器的整体结构建立起直观的认识。

（4）交互性。仿真实验是计算机仿真技术、多媒体技术等高新技术的有机组合应用，特别是多媒体计算机具有图文并茂、丰富多彩的人机交互方式，因而对物理实验的相关理论、现代应用等方面都有深入的演示和讲解，使物理仿真实验成为连接物理理论与实践的一种新的教学模式。

3.网上虚拟实验室的主要功能及其应用

（1）自主学习功能。对本实验内容中的目的要求、儀器、原理等提供一个预习帮助，还介绍本实验的背景资料、预习线索提示、练习测试题、注意事项等。

（2）网络教学功能。具有网上实验讲授、实验演示、协作实验、交互讨论、问题解答、作业发布、辅助教学等功能，对在实验操作过程中学员遇到的问题能给予指导。

（3）报告评阅功能。评阅系统具有网上实验报告生成、递交、批改功能，还能根据学员物理实验结果中出现的问题和情况，正确引导学员发现问题、解决问题和分析问题。

（3）考核评价功能。系统能够根据学员的实验结果计算出成绩，并对学员的操作进行定性和定量分析，提出准确的评估意见。此外，系统还提供标准试题库，随机生成试卷考察学员的理论水平。

经过近年来的探索和尝试，物理实验新手段的种种优势已经被人们所认可，显示出其很强的生命力与广阔的发展前景。