林琦

摘? 要：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是高等院校理工類專業(yè)開(kāi)設(shè)的最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)課程，隨著科技的日益進(jìn)步，在高校中開(kāi)設(shè)的新課程也日益增多，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)不可避免地受到壓縮，在此情形下，為了保障教學(xué)效果不下降甚至有所提升，我們開(kāi)發(fā)了基于筆者學(xué)校實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的線上物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)，為學(xué)生提供了一個(gè)可互動(dòng)的、直觀的提前熟悉實(shí)驗(yàn)、模擬操作的網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)環(huán)境，并在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)? 線上預(yù)習(xí)系統(tǒng)? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434;O4-4 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）09（c）-0081-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科學(xué)生在進(jìn)入高等院校后系統(tǒng)學(xué)習(xí)的第一門實(shí)驗(yàn)課程，通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能比較系統(tǒng)地了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，加深對(duì)物理理論知識(shí)的理解，掌握部分實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法并了解規(guī)范使用儀器設(shè)備的普遍規(guī)則，掌握對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及誤差的處理方法，對(duì)學(xué)生后續(xù)需要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)及專業(yè)類實(shí)驗(yàn)課程起著鋪路石的作用。但是隨著社會(huì)的發(fā)展及科技的進(jìn)步，各種知識(shí)更新速度越來(lái)越快，尤其是與理工科相關(guān)的科技知識(shí)更是日新月異，學(xué)生在校時(shí)需要學(xué)習(xí)的新課程門數(shù)也相應(yīng)有較大幅度的上升，因此作為傳統(tǒng)課程的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)受到了一定程度的壓縮。在此情形下，有必要引入新的教學(xué)手段來(lái)保障課程的教學(xué)效果不下降甚至還要有所提升。

對(duì)于新的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，筆者學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)中心采用的是搭建物理實(shí)驗(yàn)的線上預(yù)習(xí)系統(tǒng)，使學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)前，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站上的線上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)觀看相關(guān)實(shí)驗(yàn)的Flash動(dòng)畫(huà)演示并可以進(jìn)行模擬操作，比較直觀地了解實(shí)驗(yàn)中會(huì)使用到的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，了解實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)的讀取方法，減少進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后的適應(yīng)時(shí)間，在學(xué)時(shí)減少的情況下，保證了教學(xué)效果。實(shí)際上物理實(shí)驗(yàn)線上預(yù)習(xí)系統(tǒng)其他院校也多有采用[1-3]，但通常使用的是由軟件開(kāi)發(fā)商設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的通用系統(tǒng)，其系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、讀數(shù)裝置及操作方法較難與學(xué)校本身的實(shí)際情況完全匹配，而該校物理實(shí)驗(yàn)中心的線上預(yù)習(xí)系統(tǒng)雖然界面較為簡(jiǎn)陋，實(shí)驗(yàn)類型并不多，但由于是根據(jù)該校物理實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)際情況獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)，更能與實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相匹配，在使用中也得到了良好的教學(xué)效果。

1? 基于該校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的物理實(shí)驗(yàn)線上預(yù)習(xí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與簡(jiǎn)介

該校使用的物理實(shí)驗(yàn)線上預(yù)習(xí)系統(tǒng)采用Flash程序開(kāi)發(fā)，具有交互功能，學(xué)生可點(diǎn)擊界面上的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行連線、測(cè)量等實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作，整個(gè)網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)基于微軟的asp.net技術(shù)，該線上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)的入口位于物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站的右上角，該校學(xué)生通過(guò)校園網(wǎng)即可登錄該系統(tǒng)，如圖1所示。

預(yù)習(xí)系統(tǒng)現(xiàn)包含了聲速測(cè)定、分光儀調(diào)整等9個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，基本涵蓋了該校開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)和部分綜合物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，點(diǎn)擊其中的實(shí)驗(yàn)名稱鏈接即可進(jìn)入相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目動(dòng)態(tài)演示及模擬操作界面。圖2為聲速測(cè)定實(shí)驗(yàn)的演示及模擬操作示意圖，以下以此實(shí)驗(yàn)為例加以說(shuō)明，其中的聲速測(cè)定儀、信號(hào)發(fā)生器及雙蹤示波器與實(shí)驗(yàn)室所使用的真實(shí)儀器完全一致，學(xué)生在此模擬界面中可比較直觀地熟悉實(shí)驗(yàn)中使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并可點(diǎn)擊界面上的步驟按鈕模擬操作實(shí)驗(yàn)的主要步驟，在界面上也給出了主要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明，讓學(xué)生更好地更直觀地看到并理解相位法測(cè)聲速的李薩如圖形變化規(guī)律及其相關(guān)的物理原理，在該實(shí)驗(yàn)?zāi)M界面上還給出了聲速測(cè)定儀位置標(biāo)尺及手搖鼓輪的讀數(shù)方法，通過(guò)讀取李薩如圖形分別為一三象限斜線和二四象限斜線時(shí)的接收器位置刻度，即可計(jì)算出聲波的半波長(zhǎng)，再乘以聲波的頻率計(jì)算出聲波在空氣中的速度。整個(gè)實(shí)驗(yàn)的模擬過(guò)程完全按照本校物理實(shí)驗(yàn)教材的原理及步驟描述，使學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，即可較好地熟悉實(shí)驗(yàn)，為正式的操作奠定良好的預(yù)習(xí)基礎(chǔ)。

2? 采用線上物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)后的教學(xué)效果

在教學(xué)實(shí)踐中，我們鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前利用線上物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，此舉得到了學(xué)生的良好響應(yīng)，學(xué)生普遍反映該系統(tǒng)直觀易懂，很好地解決了只看教材時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象存在隔膜感的問(wèn)題，對(duì)于理解相對(duì)抽象的實(shí)驗(yàn)原理也起到了很好的輔助作用。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，實(shí)驗(yàn)操作更快、更準(zhǔn)確，對(duì)數(shù)據(jù)的分析判斷也更到位。實(shí)驗(yàn)老師也普遍反映在實(shí)驗(yàn)前使用過(guò)預(yù)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)生，實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)分析更出色，進(jìn)而也直接影響了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)。總之，線上物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)的使用在實(shí)驗(yàn)課時(shí)有所減少的情況下，較好地保障了課程的教學(xué)效果。

3? 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的加速進(jìn)步，理工類高等院校開(kāi)設(shè)的相關(guān)新課程也日益增多，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)不可避免地會(huì)受到一定幅度的壓縮，在此情形下，我們開(kāi)發(fā)了基于該校實(shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)備的線上物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)系統(tǒng)，為學(xué)生提供了一個(gè)直觀的熟悉實(shí)驗(yàn)、模擬操作的網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)環(huán)境，在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的教學(xué)效果。在日后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們將繼續(xù)完善實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并對(duì)更新了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)重新制作網(wǎng)上模擬實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備動(dòng)畫(huà)，為物理實(shí)驗(yàn)課程的順利開(kāi)展持續(xù)提供助力。

參考文獻(xiàn)

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