浅谈MCAI与物理实验教学

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1mcai应用于大学物理实验教学的优势

1.1改变实验环境，提高学生学习物理知识兴趣。以前缺乏现代气息的物理实验氛围影响了学生做好大学物理实验的兴趣和积极性，现在基于MCAI的大学物理虚拟实验课件安装在现代化的实验室机房，与电脑一起成长的90后大学生当然感觉亲切，这样可极大调动他们学习物理实验的主观能动性。利用大学物理虚拟实验课件这种现代化教学平台，教师也可很好地提高实验教学效果，虚拟实验课件可从实验理论、内容安排、实验技巧等方面进行充分设计，有机整合，再加上教师自己多年的教学经验，充分利用实验课件的优势，提高学生对实验及其物理理论的认识。

1.2实验课件适时性、重复性好，便于学生预习和复习。利用基于MCAI的大学物理虚拟实验课件学生可以很好地进行实验前的预习工作，实验前的预习是学生做好物理实验的重要前提，可帮助学生熟悉本次实验所涉及的理论知识，弄清实验原理，了解所用的实验仪器，利用动画技术预习它们的结构和使用方法，尤其是对那些复杂实验仪器的详细解剖，预计可能在实验中出现的问题，学生就可以在实验前对本次实验有个全面了解，在以后进行的真实操作中就会顺利许多，减少操作失误，也保护了仪器。克服了以前实验预习只能通过枯燥地看实验纸质教材来完成，课本上实验内容抽象、难懂，学生昏昏欲睡。学生在真实仪器上操作完实验后，课后也可利用实验课件很好地复习，通过多次改变实验参数，来更好地理解实验理论知识，从而归纳、梳理实验室及课堂上面所学的物理知识，达到实验之目的。

1.3MCAI模拟仿真实验。生活中太多物理现象的变化都是瞬间变化的，转瞬即逝，利用课堂上面普通的演示实验学生肉眼很难观察到其变化，但是利用电脑多媒体技术可轻松重复模拟，可以方便调节变化的快慢及细节的放大缩小，更可以重复地多角度观看，这样学生乐于学也乐于思。还有一些突变的物理过程，以及一些微观的物理变化现象，根本就无法用演示实验方法来观察讨论，解决这样的问题，MCAI的优势就很明显了，利用强大的电脑技术来模拟仿真这些实验现象，把那些晦涩难懂物理模型在电脑上面转换为可视可听的动画影像，恰当地数学建模，电脑上输入不同实验参数，通过运算模拟，物理过程中各个量的变化情况就可直观地用图形表现出来，便于充分展示这些物理过程的内涵，直观的模拟仿真使得学生的感性认识得到了升华，也能更好地理解物理规律。

1.4减少实验设备资金投资、丰富实验内容。物理实验仪器中，有的相当昂贵，有的十分易损，利用数学建模，编写程序，就可用MCAI来模拟完成那些需要高端设备仪器才能完成的实验内容，也能够完成那些需要大笔耗材的实验内容，这样可以很好地降低做实验成本，克服设备不足的难题。并且实验课件操作起来安全，更加不会有损坏仪器的可能，便于学生大胆尝试，勇于实践，培养学生创新能力。

2MCAI应用于大学物理实验教学的几点思考

2.1教学中要妥善处理好实训与虚拟的关系。因为数学模型的关系，模拟实验过程的课件一般比较理想化，对操作中的一些细节缺乏模拟，特别是不好模拟人为因素导致的实验误差，这样不利于学生发现问题，另外实验数据采集也具有统一性。所以物理实验应以真实实验为最终依托，实验课件只是手段，合理利用二者才可以优势互补。一个实验项目，必须根据实际内容采取多种教学手段，引导学生在电脑上利用实验课件反复模拟，强化学生对实验方法的理解，初步熟悉实验仪器的构造和使用，然后转战到真实仪器上实际操作，这样盲目性、出错率都会大大降低，提高了教学效果，达到了实验目的。况且有些基础实验项目操作不太复杂，就不必利用MCAI,学生直接在传统实验室完成，这样不但提高了动手能力，对物理实验直观的感受乐趣也存于学生心中，是虚拟实验课件不能代替的。

2.2在物理实验中不难实现数据处理，但其局限性在于可能削弱学生对数据处理基本方法掌握，鉴于数据处理能力是实验能力构成的主要组成要素，在设计课件数据处理模块时，应侧重于快速准确地处理那些冗繁的纯数学运算问题，而对那些需要应用物理实验数据处理基本方法的问题时，还是应该学生自己动手处理。

2.3教师的观念和方法对实验教学课件的处理直接影响到教学的质量，关系到学生的创造力的培养和发展。因此，教师还必须不断学习现代教育理念，实现MCAI与物理实验教学设计的高度整合。物理实验教学和其他教学一样，都是一种复杂的系统工程，教师不仅教给学生知识，还要与学生有思想人文的交流，光有MCAI是无法做到的。教师应注重研究如何在遵循主体感知特点的前提下，更好地运用媒体，以利于师生之间情感流动，提高学生的科学素养和人文素养。

3小结

在多媒体物理实验课件的制作和教学中，应遵从思想性原则、客观性原则、整体性原则、发展性原则、最优性原则。根据实际教学要求，合理编排教学内容，做到重难点突出。教师还是要发挥主导作用，MCAI只是辅助教师完成教学任务的现代化工具，物理实验课件是为物理实验教学服务的，并非使用越多越好，合理使用MCAI，才能提高大学物理实验教学效果。

本文作者:代红权工作单位:长江大学物理科学与技术学院