淺談MCAI與物理實驗教學論文

　　1MCAI應用于大學物理實驗教學的優(yōu)勢

　　1.1改變實驗環(huán)境，提高學生學習物理知識興趣。以前缺乏現(xiàn)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(xiàn)在基于MCAI的大學物理虛擬實驗課件安裝在現(xiàn)代化的實驗室機房，與電腦一起成長的90后大學生當然感覺親切，這樣可極大調(diào)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(xiàn)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(nèi)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(jīng)驗，充分利用實驗課件的優(yōu)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、重復性好，便于學生預習和復習。利用基于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，了解所用的實驗儀器，利用動畫技術預習它們的結構和使用方法，尤其是對那些復雜實驗儀器的詳細解剖，預計可能在實驗中出現(xiàn)的問題，學生就可以在實驗前對本次實驗有個全面了解，在以后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�？朔�了以前實驗預習只能通過枯燥地看實驗紙質(zhì)教材來完成，課本上實驗內(nèi)容抽象、難懂，學生昏昏欲睡。學生在真實儀器上操作完實驗后，課后也可利用實驗課件很好地復習，通過多次改變實驗參數(shù)，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(xiàn)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松重復模擬，可以方便調(diào)節(jié)變化的快慢及細節(jié)的放大縮小，更可以重復地多角度觀看，這樣學生樂于學也樂于思。還有一些突變的物理過程，以及一些微觀的物理變化現(xiàn)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(yōu)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(xiàn)象，把那些晦澀難懂物理模型在電腦上面轉換為可視可聽的動畫影像，恰當?shù)財?shù)學建模，電腦上輸入不同實驗參數(shù)，通過運算模擬，物理過程中各個量的變化情況就可直觀地用圖形表現(xiàn)出來，便于充分展示這些物理過程的內(nèi)涵，直觀的模擬仿真使得學生的感性認識得到了升華，也能更好地理解物理規(guī)律。

　　1.4減少實驗設備資金投資、豐富實驗內(nèi)容。物理實驗儀器中，有的相當昂貴，有的十分易損，利用數(shù)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(nèi)容，也能夠完成那些需要大筆耗材的實驗內(nèi)容，這樣可以很好地降低做實驗成本，克服設備不足的難題。并且實驗課件操作起來安全，更加不會有損壞儀器的可能，便于學生大膽嘗試，勇于實踐，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

　　2MCAI應用于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系。因為數(shù)學模型的關系，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(jié)缺乏模擬，特別是不好模擬人為因素導致的實驗誤差，這樣不利于學生發(fā)現(xiàn)問題，另外實驗數(shù)據(jù)采集也具有統(tǒng)一性。所以物理實驗應以真實實驗為最終依托，實驗課件只是手段，合理利用二者才可以優(yōu)勢互補。一個實驗項目，必須根據(jù)實際內(nèi)容采取多種教學手段，引導學生在電腦上利用實驗課件反復模擬，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，然后轉戰(zhàn)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復雜，就不必利用MCAI,學生直接在傳統(tǒng)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于學生心中，是虛擬實驗課件不能代替的。

　　2.2在物理實驗中不難實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，但其局限性在于可能削弱學生對數(shù)據(jù)處理基本方法掌握，鑒于數(shù)據(jù)處理能力是實驗能力構成的主要組成要素，在設計課件數(shù)據(jù)處理模塊時，應側重于快速準確地處理那些冗繁的純數(shù)學運算問題，而對那些需要應用物理實驗數(shù)據(jù)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(zhì)量，關系到學生的創(chuàng)造力的培養(yǎng)和發(fā)展。因此，教師還必須不斷學習現(xiàn)代教育理念，實現(xiàn)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，都是一種復雜的系統(tǒng)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，以利于師生之間情感流動，提高學生的科學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)。

　　3小結

　　在多媒體物理實驗課件的制作和教學中，應遵從思想性原則、客觀性原則、整體性原則、發(fā)展性原則、最優(yōu)性原則。根據(jù)實際教學要求，合理編排教學內(nèi)容，做到重難點突出。教師還是要發(fā)揮主導作用，MCAI只是輔助教師完成教學任務的現(xiàn)代化工具，物理實驗課件是為物理實驗教學服務的，并非使用越多越好，合理使用MCAI，才能提高大學物理實驗教學效果。

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