計算機輔助大學(xué)物理實驗分析論文
1、引言
大學(xué)物理實驗一直是高;A(chǔ)教育中的重要內(nèi)容,也是大學(xué)生進入學(xué)校后首先要接觸的基礎(chǔ)實驗之一,對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、觀察能力和創(chuàng)新能力具有深遠(yuǎn)的意義。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,在大學(xué)物理實驗教學(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(xí)有效性的重要途徑。
2、大學(xué)物理實驗應(yīng)用計算機
大學(xué)物理是一切技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)課程,利用高等數(shù)學(xué)的方法對物理的相關(guān)領(lǐng)域的基本規(guī)律進行定量的描述,不少學(xué)生的數(shù)學(xué)知識水平有限,對于物理實驗中出現(xiàn)的復(fù)雜問題難以理解。而采用計算機進行解析,可以將復(fù)雜的數(shù)值進行簡化,尤其是計算機模擬融合了科學(xué)實驗與理論分析的優(yōu)勢,是解決物理實驗問題的重要工具,隨著其應(yīng)用范圍的不斷擴大,計算機將在大學(xué)物理實驗教學(xué)中凸顯出其明顯的優(yōu)勢,將計算機技術(shù)引進到大學(xué)物理教學(xué)中是勢在必行的。在大學(xué)物理實驗中經(jīng)常用到的計算機工具主要分為兩類:一種是制作課件的編程工具。例如:VisualBasic中的管理函數(shù)與事件控制,主要用于操作用戶與應(yīng)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(shù)學(xué)軟件。例如:Matlab的擴展性能比較好,數(shù)值運算功能強大,文字處理和數(shù)據(jù)分析都比較便捷,程序環(huán)境簡單、高校,其計算機功能比較直觀,也是當(dāng)前應(yīng)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(shù)值計算功能,但是后者也可以進行符號運算。大學(xué)生常用到的Flash軟件,主要用于網(wǎng)頁動畫設(shè)計,其繪畫功能比較強,有豐富的聲音效果,操作起來比較容易,通過矢量圖可以保證圖片不會因為擴大或者放小而出現(xiàn)失真的情況,這種軟件比較容易掌握,對大多數(shù)教師和學(xué)生而言,都是良好的實踐工具。計算機輔助大學(xué)物理實驗教學(xué)模式的主要包括以下內(nèi)容:
一是在大學(xué)物理實驗操作階段,以多媒體的.課件形式將物理知識的難點、重點列出來,通過視頻的形式可以將復(fù)雜的實驗過程演示出來,這個階段,缺乏師生之間的溝通,設(shè)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)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進行物理實驗?zāi)M練習(xí),計算機根據(jù)程序來判斷對錯,并指導(dǎo)學(xué)生進行操作,這一措施比較靈活,學(xué)生可以根據(jù)自己的時間安排和實際需求,來強化自己的實驗技能。
三是課堂教學(xué)的時間有限,學(xué)生可以查詢數(shù)據(jù)庫的資料或者人工智能對話來選擇自己需要的信息,這一模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、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驗數(shù)據(jù),可以選取計算機的數(shù)學(xué)模型程序進行數(shù)據(jù)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)物理實驗教學(xué)的優(yōu)勢:
一是不少教師采用CAI課件之后,通過互聯(lián)網(wǎng)就可以將實驗項目的相關(guān)資料上傳網(wǎng)站,學(xué)生通過計算機終端隨時隨地都可以訪問課件內(nèi)容,能夠及時做好實驗項目前的各項準(zhǔn)備。
二是計算機的各項技術(shù)的采用,使原本復(fù)雜的物理數(shù)據(jù)處理簡便化,還能通過演示的方式將整個實驗流程呈現(xiàn)在學(xué)生面前,為學(xué)生學(xué)物理降低了難度,學(xué)生通過模仿網(wǎng)絡(luò)實驗,獨立操作完成實驗教學(xué),可以增加物理實驗的趣味性。
三是學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)虛擬的實驗操作,不用擔(dān)心破壞實驗儀器,學(xué)生敢于大膽嘗試,每個人根據(jù)自身情況的不同,考慮到學(xué)生的個體差異,有利于因材施教。
四是物理教師在設(shè)計教學(xué)時,可以利用Authorware或者PPT來制作電子教案,將實驗的操作流程與注意事項,整齊的羅列出來,再適當(dāng)配備一些語言解說或者圖片,不僅可以降低課上的板書時間,為學(xué)生的獨立思考留出時間,還可以活躍課堂氛圍,讓學(xué)生在了解實驗內(nèi)容的同時,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也要正確看待計算機的作用。
在大學(xué)物理實驗教學(xué)中,教師的作用是任何工具都不能替代的。物理教師不能過分依賴計算機,要正確采用計算機輔助教學(xué),面對不同學(xué)習(xí)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)工作必須要通過人工來實現(xiàn)。教師是教學(xué)活動的主導(dǎo),不能因計算機的強大作用而削弱教師的地位,教師要懂得取長補短,充分發(fā)揮教師教學(xué)與計算機輔助的各自優(yōu)勢,對于計算機中課件內(nèi)容和程序都要根據(jù)學(xué)生的需求定期更新,學(xué)生也要在教師的指導(dǎo)下正確利用多媒體,物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生實踐操作能力的重要方式,教師要讓學(xué)生在掌握扎實的理論知識的基礎(chǔ)上,還要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),甚至可以讓學(xué)生自己制作實驗系統(tǒng),進而來培養(yǎng)學(xué)生的各項能力。
3、結(jié)束語
總之,伴隨著計算機軟硬件的快速發(fā)展,計算機輔助教學(xué)在大學(xué)物理實驗教學(xué)中的作用也越來越大,尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá),開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(dāng)然,計算機輔助大學(xué)物理教學(xué)并不能取代人工實驗,要兼顧傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)雙管齊下,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,為大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量的提升,不斷做出更多的努力!
參考文獻(xiàn)
[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)物理實驗教學(xué)中應(yīng)用的思考[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2010(04).[3]
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