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淺談MCAI與物理實驗教學論文

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1MCAI應用於大學物理實驗教學的優勢

淺談MCAI與物理實驗教學論文

1.1改變實驗環境,提高學生學習物理知識興趣。以前缺乏現代氣息的物理實驗氛圍影響了學生做好大學物理實驗的興趣和積極性,現在基於MCAI的大學物理虛擬實驗課件安裝在現代化的實驗室機房,與電腦一起成長的90後大學生當然感覺親切,這樣可極大調動他們學習物理實驗的主觀能動性。利用大學物理虛擬實驗課件這種現代化教學平臺,教師也可很好地提高實驗教學效果,虛擬實驗課件可從實驗理論、內容安排、實驗技巧等方面進行充分設計,有機整合,再加上教師自己多年的教學經驗,充分利用實驗課件的優勢,提高學生對實驗及其物理理論的認識。

1.2實驗課件適時性、重複性好,便於學生預習和複習。利用基於MCAI的大學物理虛擬實驗課件學生可以很好地進行實驗前的預習工作,實驗前的預習是學生做好物理實驗的重要前提,可幫助學生熟悉本次實驗所涉及的理論知識,弄清實驗原理,瞭解所用的實驗儀器,利用動畫技術預習它們的結構和使用方法,尤其是對那些複雜實驗儀器的詳細解剖,預計可能在實驗中出現的問題,學生就可以在實驗前對本次實驗有個全面瞭解,在以後進行的真實操作中就會順利許多,減少操作失誤,也保護了儀器。克服了以前實驗預習只能透過枯燥地看實驗紙質教材來完成,課本上實驗內容抽象、難懂,學生昏昏欲睡。學生在真實儀器上操作完實驗後,課後也可利用實驗課件很好地複習,透過多次改變實驗參數,來更好地理解實驗理論知識,從而歸納、梳理實驗室及課堂上面所學的物理知識,達到實驗之目的。

1.3MCAI模擬仿真實驗。生活中太多物理現象的變化都是瞬間變化的,轉瞬即逝,利用課堂上面普通的演示實驗學生肉眼很難觀察到其變化,但是利用電腦多媒體技術可輕鬆重複模擬,可以方便調節變化的快慢及細節的放大縮小,更可以重複地多角度觀看,這樣學生樂於學也樂於思。還有一些突變的物理過程,以及一些微觀的物理變化現象,根本就無法用演示實驗方法來觀察討論,解決這樣的問題,MCAI的優勢就很明顯了,利用強大的電腦技術來模擬仿真這些實驗現象,把那些晦澀難懂物理模型在電腦上面轉換爲可視可聽的動畫影像,恰當地數學建模,電腦上輸入不同實驗參數,透過運算模擬,物理過程中各個量的變化情況就可直觀地用圖形表現出來,便於充分展示這些物理過程的內涵,直觀的模擬仿真使得學生的感性認識得到了昇華,也能更好地理解物理規律。

1.4減少實驗設備資金投資、豐富實驗內容。物理實驗儀器中,有的相當昂貴,有的十分易損,利用數學建模,編寫程序,就可用MCAI來模擬完成那些需要高端設備儀器才能完成的實驗內容,也能夠完成那些需要大筆耗材的實驗內容,這樣可以很好地降低做實驗成本,克服設備不足的難題。並且實驗課件操作起來安全,更加不會有損壞儀器的可能,便於學生大膽嘗試,勇於實踐,培養學生創新能力。

2MCAI應用於大學物理實驗教學的幾點思考

2.1教學中要妥善處理好實訓與虛擬的關係。因爲數學模型的關係,模擬實驗過程的課件一般比較理想化,對操作中的一些細節缺乏模擬,特別是不好模擬人爲因素導致的實驗誤差,這樣不利於學生髮現問題,另外實驗數據採集也具有統一性。所以物理實驗應以真實實驗爲最終依託,實驗課件只是手段,合理利用二者纔可以優勢互補。一個實驗項目,必須根據實際內容採取多種教學手段,引導學生在電腦上利用實驗課件反覆模擬,強化學生對實驗方法的'理解,初步熟悉實驗儀器的構造和使用,然後轉戰到真實儀器上實際操作,這樣盲目性、出錯率都會大大降低,提高了教學效果,達到了實驗目的。況且有些基礎實驗項目操作不太複雜,就不必利用MCAI,學生直接在傳統實驗室完成,這樣不但提高了動手能力,對物理實驗直觀的感受樂趣也存於學生心中,是虛擬實驗課件不能代替的。

2.2在物理實驗中不難實現數據處理,但其侷限性在於可能削弱學生對數據處理基本方法掌握,鑑於數據處理能力是實驗能力構成的主要組成要素,在設計課件數據處理模組時,應側重於快速準確地處理那些冗繁的純數學運算問題,而對那些需要應用物理實驗數據處理基本方法的問題時,還是應該學生自己動手處理。

2.3教師的觀念和方法對實驗教學課件的處理直接影響到教學的質量,關係到學生的創造力的培養和發展。因此,教師還必須不斷學習現代教育理念,實現MCAI與物理實驗教學設計的高度整合。物理實驗教學和其他教學一樣,都是一種複雜的系統工程,教師不僅教給學生知識,還要與學生有思想人文的交流,光有MCAI是無法做到的。教師應注重研究如何在遵循主體感知特點的前提下,更好地運用媒體,以利於師生之間情感流動,提高學生的科學素養和人文素養。

3小結

在多媒體物理實驗課件的製作和教學中,應遵從思想性原則、客觀性原則、整體性原則、發展性原則、最優性原則。根據實際教學要求,合理編排教學內容,做到重難點突出。教師還是要發揮主導作用,MCAI只是輔助教師完成教學任務的現代化工具,物理實驗課件是爲物理實驗教學服務的,並非使用越多越好,合理使用MCAI,才能提高大學物理實驗教學效果。