廖立新　廖文虎

【摘 要】分析了在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中建設(shè)信息化數(shù)字資源的必要性，提出了信息化數(shù)字資源建設(shè)目標(biāo)以及資源建設(shè)的內(nèi)容和建設(shè)方法。

【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn)；信息化；數(shù)字資源；資源系統(tǒng)

Construction and Utilization of Digital Resources of Physical Experiment Information

——Taking the physics experiment teaching center of Jishou university as an example

LIAO Li-xin LIAO Wen-hu

（College of Physics，Mechanical and Electrical Engineering，Jishou Hunan 416000，China）

【Abstract】This paper analyzes the necessity of constructing the information digital resources in the physical experiment teaching，and puts forward the aims of the construction of information digital resources，other than the contents and methods of the construction of resources.

【Key words】Physical experiment；Information；Digital resources；Resource system

0 引言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是各高校理工科專(zhuān)業(yè)必開(kāi)的一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，它在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力等方面起著舉足輕重的作用。隨著素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育改革的不斷深入，教育部總體戰(zhàn)略目標(biāo)的提升以及各高校招生規(guī)模的擴(kuò)大，現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代教育教學(xué)目標(biāo)的要求。因此，各高校都在以努力培養(yǎng)創(chuàng)新性人才為目標(biāo)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革。其中，吉首大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心結(jié)合本校的實(shí)際情況，進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)信息化數(shù)字資源的建設(shè)[1]，以給學(xué)生自主學(xué)習(xí)與研究的良好平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享，推進(jìn)科教融合、課內(nèi)課外結(jié)合的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革，已初見(jiàn)成效。

1 物理實(shí)驗(yàn)信息化數(shù)字資源的建設(shè)目標(biāo)

吉首大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在現(xiàn)代教育教學(xué)理念的指導(dǎo)下，構(gòu)建了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)課程群數(shù)字資源建設(shè)團(tuán)隊(duì)，以《大學(xué)物理》等主干課為主線(xiàn)，以電子圖書(shū)、圖形/圖像、音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)、試題庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)課件、仿真軟件等為建設(shè)目標(biāo)，充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段，調(diào)動(dòng)多種教學(xué)媒體、信息資源，通過(guò)對(duì)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》、《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》、《近代物理實(shí)驗(yàn)》、《大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)》和《大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》等相關(guān)課程資源的建設(shè)，以物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心各實(shí)驗(yàn)室、資料室以及中心網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為載體，采用開(kāi)放式的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，對(duì)學(xué)生、對(duì)教師做到資源的開(kāi)放；做到時(shí)間、空間上的開(kāi)放；做到實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開(kāi)放，有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的積極性，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

2 物理實(shí)驗(yàn)信息化數(shù)字資源建設(shè)的具體內(nèi)容

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐性、復(fù)雜性、綜合性等特點(diǎn)決定了現(xiàn)代信息技術(shù)將在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮越來(lái)越大的作用，信息技術(shù)融入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)改革的必然趨勢(shì)之一[2]。目前，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)字資源建設(shè)比較薄弱，因此，吉首大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過(guò)多方面的考查與研究，結(jié)合本校的實(shí)際情況，向?qū)W校申請(qǐng)了相關(guān)的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，加大人力物力的投入，進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)信息化課程群數(shù)字資源的建設(shè)。

2.1 組建課程數(shù)字資源建設(shè)團(tuán)隊(duì)

教師團(tuán)隊(duì)基于課程群進(jìn)行建設(shè)，是數(shù)字資源建設(shè)主體。中心首先選拔了一批能夠積極參與到信息化課程群數(shù)字資源建設(shè)的教師組成建設(shè)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，改革教學(xué)內(nèi)容和方法，開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，促進(jìn)教學(xué)研討和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生（特別是師范專(zhuān)業(yè)的學(xué)生）參與到資源建設(shè)團(tuán)隊(duì)中來(lái)，這樣既可以激發(fā)他們學(xué)習(xí)、研究物理實(shí)驗(yàn)的興趣，也可以培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力、就業(yè)能力和創(chuàng)新能力。

2.2 設(shè)計(jì)制作全開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、教學(xué)系統(tǒng)

為了更好地為學(xué)生提供學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的資源和為教師改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段而提供方便，中心重新搭建了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，精心設(shè)計(jì)制作大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、教學(xué)資源系統(tǒng)（如圖1），并對(duì)學(xué)生、教師全面開(kāi)放[3]。

2.3 編制、完善實(shí)驗(yàn)教材

實(shí)驗(yàn)教材是實(shí)驗(yàn)教與學(xué)的重要資源，因此，中心專(zhuān)門(mén)組建了一支建設(shè)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)我校的現(xiàn)有儀器，編制出版了《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》、《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》、《大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)》、《近代物理實(shí)驗(yàn)》和《大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》等實(shí)驗(yàn)教材。并把這些教材以電子版的形式上傳至中心資源系統(tǒng)以供學(xué)生學(xué)習(xí)。

除了自編的教材外，中心還把一些先進(jìn)的、具有指導(dǎo)意義的實(shí)驗(yàn)電子講義上傳至中心資源系統(tǒng)，學(xué)生通過(guò)對(duì)這些資源的學(xué)習(xí)，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的興趣，也拓寬了他們的知識(shí)面。

2.4 收集、自制媒體素材

媒體素材包括文本、圖形/圖像、音頻、視頻和動(dòng)畫(huà)資源等。對(duì)這部分資源的建設(shè)，中心采取兩種方式，一是廣泛收聚，二是加強(qiáng)自制。對(duì)于網(wǎng)上的相關(guān)資源，中心組織了相關(guān)人員專(zhuān)門(mén)收集并分類(lèi)整理，最后都上傳至中心資源系統(tǒng)。中心還結(jié)合本校現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，組織相關(guān)老師和學(xué)生成立了資源自制小組，按計(jì)劃自制了大量符合中心教學(xué)儀器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，這些資源主要包括儀器圖片、實(shí)驗(yàn)教學(xué)PPT課件、實(shí)驗(yàn)仿真FLASH課件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻等，并及時(shí)把這些數(shù)字資源上傳到中心資源系統(tǒng)以供學(xué)生預(yù)習(xí)與學(xué)習(xí)。在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，中心指導(dǎo)教師都能很好地靈活運(yùn)用這些數(shù)字資源開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了很好的教學(xué)效果。

2.5 加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有形象性、生動(dòng)性和趣味性，是能把一些實(shí)物儀器無(wú)法展現(xiàn)出來(lái)的微觀(guān)或宏觀(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程通過(guò)虛擬仿真再現(xiàn)出來(lái)的一種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段[4]。為此，中心在2016年購(gòu)買(mǎi)了科大奧銳的大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)（Online版），在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生在每做一個(gè)實(shí)驗(yàn)之前都在網(wǎng)上先預(yù)習(xí)、操作一次該仿真軟件，讓學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的興趣，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率[5]。

2.6 組建大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)習(xí)題庫(kù)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)習(xí)題庫(kù)的建設(shè)中包含實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)自測(cè)題和實(shí)驗(yàn)后的創(chuàng)新設(shè)計(jì)題。前者是檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備情況，后者是為學(xué)生實(shí)驗(yàn)后對(duì)實(shí)驗(yàn)的鞏固和靈活運(yùn)用。中心組織了一批理論課老師和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師成立了習(xí)題庫(kù)建設(shè)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)團(tuán)隊(duì)成員共同討論和研究，對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都設(shè)計(jì)出10個(gè)左右的自測(cè)題，并提出1—2個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)題的設(shè)計(jì)思路，最后經(jīng)過(guò)綜合成每門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的5套習(xí)題，并上傳至資源系統(tǒng)，以供學(xué)生預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)。特別是學(xué)生通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)題的學(xué)習(xí)，有效的鍛煉了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，激發(fā)了學(xué)生思維，為他們后續(xù)的研究性學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備和鋪墊。

3 結(jié)語(yǔ)

吉首大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過(guò)幾年的努力，已逐步建設(shè)和完善了本校物理實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)數(shù)字資源，建立了網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)，為學(xué)生提供了各種形式的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)資源，改進(jìn)了教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法，取得了一定的成果：2014年，由資源建設(shè)團(tuán)隊(duì)制作的“FLASH光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真軟件”參加湖南省現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用競(jìng)賽榮獲一等獎(jiǎng)；2015年物師專(zhuān)業(yè)的馬如林、鄧鑫等5位同學(xué)的“磁懸浮兩體運(yùn)動(dòng)模型的研究”創(chuàng)新項(xiàng)目得到湖南省教育廳立項(xiàng)等。中心在改革、改進(jìn)各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段的同時(shí)，通過(guò)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)，進(jìn)一步深化了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、就業(yè)能力和創(chuàng)新能力。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]