信息技术在物理实验教学中的有效应用

来源:用户上传      作者: 姬文银

　　物理是一门以实验为基础的自然科学，实验是物理教学的重要组成部分。在物理实验教学中运用现代教育技术有利于打破时间、空间和课堂条件的限制，模拟课堂上不能做的实验，作为辅助手段优化实验教学，有利于揭示物理现象内部的发展变化，使得一些抽象的和不易看到的事物形象地显示出来，能够弥补学生感知的不足，减少其抽象思维的难度，激发学生的学习兴趣，解决传统教学手段所面临的一些困难。
　　1 模拟课堂上不能做的实验
　　物理是一门实验科学，对事物的认识必须以实验结果为依据，尊重事实。但有些内容无法用实验演示，这时就可借助现代教育技术解决传统课堂上“在黑板上做实验”的尴尬。在原子物理部分，从最初对原子内部结构的认识→α粒子散射实验→卢瑟福原子模型是学习原子物理的基础，但在传统教学中只能是举出“西瓜模型”、看教材的实验器材在黑板上做实验、想象原子与原子核的比例……这对生活经验不丰富的学生来说很难理解，利用多媒体计算机制作逼真的模拟课件，可以帮助学生摆脱这些认识障碍。新课程标准里明确建议用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验，利用信息技术把微观世界加以放大，展示在学生眼前，许多情景不言自明，复杂情景图文并茂，有利于学生理解。理想气体模型、布朗运动、链式反应等内容也可以用计算机来模拟。像这样的模拟课件非常多，这些课件的应用给教学带来极大的方便。
　　2 加强学生实验操作的规范性
　　在教学中经常用到“仿真物理实验室”软件，此软件不是单纯地演示几个现成的实验，而是提供了一个实验器具比较完备的综合性实验环境，可以创设出一个合适的物理模型，然后按照这个模型的要求设定实验环境及有关参数，创建出所需的实验。实验电路的设计与连接是恒定电流这一章内容的综合考察，要求掌握各种仪表的使用方法，滑动变阻器的连接、测量原理，并会进行实物连接，是这一章的难点，也是考试的难点。传统教学中学生只能按照教师的设计意图去做，自己的设计为什么不行，不能到实验室验证。使用“仿真物理实验室”软件，按学生的设计连接电路，可以真实模拟实验，电表的读数会随电路结构的变化而变化，如果操作不规范，还会显示出灯泡被烧坏、超出电表量程等，并且能够比较滑动变阻器两种接法对电路中电流、电压的调节效果。在学生实验时用图像处理数据是一种常用的方法，使用此软件可以直接获得数据并能用电脑作图，完全可以模仿物理实验室的操作，既能节省实验时间，又能很快得出所需要的图像，总结出实验所揭示的物理规律。在不能到实验室操作的情况下使用此软件可大大提高教学效率和学生的学习效率，加强学生实验操作的规范性。
　　3 实验与课件相结合模式
　　3.1 变动为静
　　课堂演示实验能够激发起学生的兴趣，但由于有些物理过程较复杂，看到的是“结果”，而“过程”和“本质”不容易看清楚。这时可以借助计算机模拟实验过程，并且能变动为静，取其中一个状态进行分析。如在“交变电流的产生”这一节中，就可用教学用发电机与灵敏电流计连接显示发电机产生的电流大小和方向做周期性变化，但在具体分析电流的变化规律时，要取几个特殊位置和一个一般位置分析求解感应电动势，这时可把演示的实验用计算机模拟，并可变动为静，帮助学生理解物理过程和具体情景。
　　3.2 变抽象为形象
　　利用多媒体课件可以清楚地展现在物理实验中看不到的电场、磁场的分布，以及各种物理量的动态变化，帮助学生轻松地理解有关的物理规律，将抽象的概念和规律形象化、具体化。如在“楞次定律”这节课中，根据条形磁铁N极（或S极）插入和拔出闭合线圈时产生感应电流方向不同，首先提出研究课题：“如何确定感应电流的方向？”让学生自主地通过实验探究并适时地对学生进行点拨。其后，在学生分析实验现象并归纳结论的过程中，利用计算机动画再现实验过程，把实验中本来看不见的磁感线的分布及其变化展示在计算机屏幕上，从而使学生可以很快得出正确结论，帮助学生克服学习中的难点，增强课堂教学效果。
　　3.3 变难为易
　　在实验教学中的一个难点就是测量仪器的使用和读数，实物太小，传统教学中是采用放大实验仪器演示，配合挂图分析原理，可见度小，难以达到预期的目的；直接分发器材给学生又会分散学生的注意力，应用现代教育技术就可将这个难点突破。如在游标卡尺和螺旋测微器的使用实验中，先利用多媒体课件展示实验器材并介绍结构、原理并练习读数，在了解了基本的使用方法和原理之后再把实物发给学生练习使用，并让同桌之间互相测试，学生兴趣高，调动学习积极性，收到事半功倍的效果。在此笔者认为，好的课件比实物投影效果更好，一是清晰，二是便于调节。
　　（作者单位：宁夏海原县高崖中学）

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