摘 要： 將信息技術(shù)恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于高職物理實驗教學(xué)中是實驗教學(xué)的改革和創(chuàng)新。信息技術(shù)可豐富實驗教學(xué)的內(nèi)容，強(qiáng)化實驗教學(xué)的效果，提升實驗教學(xué)的層次，有利于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的操作技能。在教學(xué)實踐中可充分應(yīng)用多媒體技術(shù)輔助物理實驗教學(xué)，將信息技術(shù)作為信息加工工具、研究工具和交流工具。要注重培養(yǎng)學(xué)生自主探究的精神，不斷強(qiáng)化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識技能的培訓(xùn)，處理好“實”與“虛”的關(guān)系，使信息技術(shù)與高職物理實驗教學(xué)實現(xiàn)完美結(jié)合。
　　關(guān)鍵詞： 職業(yè)教育 物理實驗 信息技術(shù) 整合應(yīng)用
　　
　　物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)在高職物理中約占1/3的比例，學(xué)生通過做實驗不僅可以鞏固和加深對物理理論知識的理解和消化，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生在實踐中提出問題、分析問題和解決問題的能力。作為以培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才為主要目標(biāo)的高職院校，物理實驗教學(xué)還是培養(yǎng)學(xué)生動手和創(chuàng)新能力，連接相關(guān)專業(yè)技能教學(xué)的重要通道［１］。然而，受教學(xué)實驗設(shè)備所限，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代物理學(xué)科的發(fā)展，更無法滿足高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要。隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)平臺的進(jìn)一步開發(fā)，現(xiàn)代信息技術(shù)不僅可彌補(bǔ)傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足，而且可極大地拓展實驗教學(xué)的內(nèi)容和方式。信息技術(shù)與物理實驗教學(xué)的整合不僅是先進(jìn)教學(xué)理念的必然趨勢，而且是高職教育特點和物理學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)實要求和必然選擇。
　　一、信息技術(shù)與高職物理實驗教學(xué)整合的方向
　　1.憑借信息技術(shù)豐富實驗教學(xué)的內(nèi)容。
　　受時間和空間等客觀條件及儀器本身因素的限制，許多實驗靠傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式是不可能完成的，但如果利用計算機(jī)模擬，就可以突破時空限制，這將極大豐富物理實驗教學(xué)內(nèi)容。如“演示α粒子散射實驗”、“理想氣體模型”、“布朗運(yùn)動”、“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”、“自轉(zhuǎn)的地球繞太陽公轉(zhuǎn)”等實驗教學(xué)內(nèi)容都可以也只能以用計算機(jī)模擬進(jìn)行。一些如光滑、空氣阻力不計、理想氣體、質(zhì)點、勻速直線運(yùn)動等物理規(guī)律現(xiàn)實生活中很難找到完全相符的實例，有些現(xiàn)象甚至連近似都無法輕易達(dá)到；“海市蜃樓”、“大炮反沖的現(xiàn)象”、“火箭發(fā)射”等物理現(xiàn)象和科技成果更是在課堂和實驗室內(nèi)無法觀摩。但是在計算機(jī)中可以進(jìn)行理想化的模擬實驗。就是現(xiàn)代物理學(xué)中的氣墊、磁懸浮、真空等也可利用信息技術(shù)“搬”到課堂上和實驗室，虛擬技術(shù)彌補(bǔ)了現(xiàn)實條件的不足，使物理實驗的范疇大大延伸。
　　2.通過信息技術(shù)強(qiáng)化實驗教學(xué)的效果。
　　許多物理現(xiàn)象都是瞬間變化的，普通的教學(xué)實驗很難觀察，而信息技術(shù)可以重復(fù)再現(xiàn)，可以隨意調(diào)節(jié)大小、遠(yuǎn)近、動靜、快慢，把微觀世界加以放大，把龐然大物加以縮小，這將大大提高實驗教學(xué)效率。高職物理實驗不僅是觀摩和體驗，更主要的還要進(jìn)行原理總結(jié)，進(jìn)行必要的探討和研究，要在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并總結(jié)、歸納解決問題的途徑和辦法，將信息技術(shù)引入實驗教學(xué)中，借助相關(guān)軟件，可以迅速、準(zhǔn)確、方便地記錄數(shù)據(jù)，保存圖像，推導(dǎo)公式，形成理想的實驗報告。因此，把多媒體技術(shù)信息技術(shù)引入物理實驗教學(xué)，會起到事半功倍的教學(xué)效果。
　　3.利用信息技術(shù)，提升實驗教學(xué)的層次。
　　物理學(xué)有三個層次：第一個層次是實驗，就是收集數(shù)據(jù)；第二個層次是對實驗收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)，得出唯象理論；第三個層次是尋找唯象理論背后的根本規(guī)律，即所謂理論物理。信息技術(shù)與物理課程整合，可能將三個層次中事實性、過程性、概念性、原理性的內(nèi)容數(shù)字化，將數(shù)字化的各個部分內(nèi)容的呈現(xiàn)、儲存，以及傳播形成具有明確內(nèi)在關(guān)系的24549d5c3b9121cbd033b634ffb251e4680654c96af40b698ad02891abccf27f集合，成為一體化［2］。隨著信息技術(shù)在實驗教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)從過去單一的“計算機(jī)輔助教學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)前的“信息技術(shù)與課程的整合”。從單純的媒體演示工具轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熃虒W(xué)活動的體現(xiàn)者和學(xué)生學(xué)習(xí)的工具，師生、生生可以借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)、信息交換和問題探討，信息技術(shù)應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出媒體的概念，不但豐富了實驗教學(xué)信息量，而且讓學(xué)生有了獨立思考的空間和探討問題的平臺，從而引起了實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。
　　二、信息技術(shù)與高職物理實驗教學(xué)的整合的途徑
　　信息技術(shù)的飛速發(fā)展正使人類社會發(fā)生重大變革，同樣對各種教學(xué)活動也產(chǎn)生了重大影響。在物理實驗教學(xué)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)媒體進(jìn)行演示、闡述、展現(xiàn)，不僅能夠?qū)Τ橄蟮奈锢砀拍?、?guī)律和稍縱即逝的實驗現(xiàn)象進(jìn)行模擬，創(chuàng)造良好的教學(xué)情境，而且能充分讓學(xué)生動眼、動耳，動腦、動手、動口，并通過實驗，演示、操作相結(jié)合，邊看、邊想、邊做、邊練來感知事物，領(lǐng)悟概念、掌握原理，從而有效地培養(yǎng)中職學(xué)生思維的創(chuàng)造性、發(fā)散性、求異性、逆向性［3］。
　　1.多媒體技術(shù)輔助物理實驗教學(xué)（CAI）。
　　將CAI引入物理實驗教學(xué)中是信息技術(shù)與高職物理實驗教學(xué)整合最常見的形式，通過多媒體演示實驗的展示，仿真與模擬物理實驗，不但可將復(fù)雜問題層次化，變靜態(tài)為動態(tài)，化抽象為形象、化微觀為宏觀、化不可操作為可操作過程，還可解決一些實物難以演示的困難，彌補(bǔ)常規(guī)實驗儀器的不足。目前高職物理實驗教學(xué)中應(yīng)用較廣的是Multimedia Computer AssistitedInstruction（MCAI），包括助教和助學(xué)型兩種［4］。
　　2.信息加工。
　　信息技術(shù)與物理實驗教學(xué)的整合不只是把它作為多媒體展示工具來使用，更重要的是作為信息加工工具，計算機(jī)處理信息的高速化和智能化，為物理課堂演示實驗的數(shù)據(jù)的獲取、分析、處理提供了廣闊的應(yīng)用空間。如microsoft Excel的數(shù)據(jù)處理界面形式非常接近物理實驗數(shù)據(jù)的記錄方式，而且能夠?qū)?shù)據(jù)以表格和圖表的形式給出，把實驗數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化為自變量和因變量對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表，繪制點線圖，有助于尋找相關(guān)物理量的關(guān)系。再如建立數(shù)字信息系統(tǒng)實驗室（Digital lnformation SystelnLaboratory，DIS），這是由“傳感器+數(shù)據(jù)采集器+實驗軟件包+計算機(jī)”構(gòu)成的新型實驗系統(tǒng)，它使得傳統(tǒng)物理實驗變得既真實又準(zhǔn)確，同時通過接口與計算機(jī)連接，完成數(shù)據(jù)的采集、分析，如壓力傳感、溫度傳感、濕度傳感等［5］。
　　3.研究工具。
　　實驗不僅是一種驗證性或操作性的實踐活動，而且是一種探究性的實踐活動，信息技術(shù)為學(xué)生提供了進(jìn)一步研究和探索的平臺。虛擬儀器就是利用現(xiàn)有的計算機(jī)配上相應(yīng)的硬件和專用軟件，形成既有普通儀器的基本功能，又有一般儀器所沒有的特殊功能的高檔低價的新型儀器。這種技術(shù)實質(zhì)上是充分利用最新的計算機(jī)技術(shù)來實現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能，目前高職物理實驗中將信息技術(shù)應(yīng)用于研究主要有兩個方面：一是利用交互性物理（Interactire Physics，IP）、“仿真物理實驗室”等，為學(xué)生提供了自我動手、探素問題的模擬實驗環(huán)境；二是用DIS進(jìn)行數(shù)字化實驗，為學(xué)生的探究活動提供了工具保證［2］。
　　4.信息交流。
　　通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可在老師在線指導(dǎo)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境下進(jìn)行多媒體實驗操作，建立專題網(wǎng)站，師生間、同學(xué)間可對各項實驗操作方法、實驗結(jié)果進(jìn)行交流、討論；還可以對大型實驗進(jìn)行分協(xié)作、分步驟實施，專題實驗網(wǎng)站上還有大量的資源可以共享，或交流展示學(xué)生的實驗成果。
　　三、信息技術(shù)與高職物理實驗教學(xué)整合的實踐體會
　　1.注重培養(yǎng)學(xué)生自主探究的精神。
　　借助于多媒體技術(shù)和工具軟件，創(chuàng)設(shè)虛擬仿真環(huán)境，信息技術(shù)為學(xué)生提供了“研究、探索”的有利條件。教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，突擊學(xué)生的主體地位。教師始終是教學(xué)過程的設(shè)計、組織、傳授者，教學(xué)中應(yīng)創(chuàng)造條件，積極參與課件的設(shè)計、制作，引導(dǎo)學(xué)生思考和理解所涉及物理內(nèi)容的含義和本質(zhì)，還要把這樣的思維方式傳授給學(xué)生，“授之以魚，不如授之以漁”。要組織學(xué)生討論、探究，激發(fā)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題，幫助學(xué)生在頭腦中逐步建立物理模型，促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展、動手和操作能力的提高。
　　2.不斷強(qiáng)化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識技能的培訓(xùn)。
　　隨著各類計算軟件功能的不斷強(qiáng)大，其在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，在實驗教學(xué)中要把應(yīng)用于物理實驗中的信息技術(shù)作為一項重要的實驗操作技能傳授給學(xué)生，如MCAI課件的制作、實驗資料庫、積件庫、數(shù)據(jù)庫的建立和管理，數(shù)據(jù)采集裝置（Data Logger）的應(yīng)用，電荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）等輔助演示實驗的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術(shù)的掌握，虛擬儀器的應(yīng)用，Lab View軟件的學(xué)習(xí)與掌握等，尤其是在實驗建模與仿真、數(shù)據(jù)可視化處理等。使學(xué)生能應(yīng)用信息技術(shù)對復(fù)雜方程的數(shù)字化求解，可以將抽象的問題形象化展示，應(yīng)用信息工具解決某些物理實驗中的問題，從而提升物理實驗的現(xiàn)代化層次，促進(jìn)學(xué)生自主的學(xué)習(xí)和研究。
　　3.處理好“實”與“虛”的關(guān)系。
　　物理是以真實的物理現(xiàn)象作為客觀研究對象的，因此利用信息技術(shù)展示物理情景時，應(yīng)當(dāng)是客觀物理現(xiàn)象的真實放映。現(xiàn)代信息技術(shù)可為學(xué)生提供豐富的感性知識，但模擬實驗并不能完全替代真實的物理實驗，計算機(jī)上的模擬只是一種形象的動畫，與真實的科學(xué)研究模擬有本質(zhì)的區(qū)別，事實上模擬是不得已而為之的一種手段。如果能夠展示真實的現(xiàn)象，就最好不用模擬。如“電場中等勢線的描繪”等實驗，完全以計算機(jī)上的模擬，就會失去實驗的真實的科學(xué)價值。在物理實驗教學(xué)中要堅持把直接的真實物理現(xiàn)象放在第一位、錄像觀摩放在第二位、模擬放在第三位［4］。將信息技術(shù)引入物理實驗教學(xué)中只是一種輔助，是一個途徑和工具，不是目的，不能本末倒置。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　?。?］張敏，何龍慶，張波.大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的研究［J］.大學(xué)物理實驗，2009，22，（1）：100-102.
　?。?］姚橙.提高大學(xué)物理實驗課教學(xué)效率的研究與探討［J］.實驗室科學(xué)，2010，13，（3）：31-33.
　?。?］鄭海生.在物理教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)的優(yōu)勢及應(yīng)注意的問題［J］.考試周刊，2011，8，（37）：164-165.
　?。?］蔣興雨，李紅梅.淺議信息技術(shù)在大學(xué)物理課程教學(xué)中的應(yīng)用［J］，科技信息，2011，15，（17）：194.
　?。?］王林緒.信息技術(shù)在高職物理教學(xué)中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，7，（15）：157.