計(jì)算機(jī)技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

張家豪

摘 要 在高中物理實(shí)驗(yàn)中，通過對計(jì)算機(jī)技術(shù)的合理應(yīng)用，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)知識。進(jìn)而提高其學(xué)習(xí)效果。由此可見，計(jì)算機(jī)技術(shù)在學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)上具有重要作用。基于此，文章主要就對計(jì)算機(jī)技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以發(fā)揮出計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)技術(shù)；高中；物理實(shí)驗(yàn)

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）214-0090-02

隨著近幾年我國信息科技的不斷發(fā)展，將計(jì)算機(jī)作為教學(xué)手段開始應(yīng)用在高中教學(xué)中，特別是學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)上，起到重要的作用。對于計(jì)算機(jī)技術(shù)，其具有較多的優(yōu)勢，如豐富的圖形和快速檢索功能以及強(qiáng)大的計(jì)算功能。在學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的功能，幫助學(xué)生更加直觀的了解學(xué)習(xí)的知識，進(jìn)而提高其學(xué)習(xí)效果。

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的定義及特點(diǎn)

1.1 定義

關(guān)于多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要就是指其能夠綜合處理各種不同的多媒體信息，文本、圖形、圖像以及音頻和視頻等，進(jìn)而使得多種信息逐漸建立一定的邏輯連接，最終成為具有系統(tǒng)性且交互性的 技術(shù)。

1.2 特點(diǎn)

1.2.1 集成性

在通常情況下，多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要結(jié)合多方面媒體的應(yīng)用，簡單來說就是結(jié)合文字、圖形、影響、聲音和動(dòng)畫這些媒體的應(yīng)用[1]。另外，其還建立在數(shù)字化處理的基礎(chǔ)。

1.2.2 交互性

在整個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)中，最為明顯的特色就是交互性。在實(shí)際中，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的交互性特點(diǎn)，能夠與使用者進(jìn)行溝通。由此可見其與過去傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)存在較大的差異。

1.2.3 互動(dòng)性

在這方面，主要表現(xiàn)在該技術(shù)的使用能夠形成人與機(jī)器、人與人及機(jī)器間的互動(dòng)。對于實(shí)際互動(dòng)交流的操作環(huán)境，則需要人們進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?/p>

1.2.4 虛擬性

在實(shí)際應(yīng)用中，多媒體計(jì)算技術(shù)能夠?yàn)槭褂谜咛峁┹^為真實(shí)的環(huán)境，促使其處于身臨其境的狀 態(tài)中。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)整合的可行性與必要性

經(jīng)過實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的功能與物流實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)的整合，能夠在一定程度上加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，進(jìn)而提高其學(xué)習(xí)效果。由此可見，計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要 作用[2]。

1）能夠調(diào)節(jié)物理實(shí)驗(yàn)過程的速度，幫助學(xué)生更好的理解所學(xué)知識。對于大多數(shù)高中學(xué)生，在學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)中所遇到的瞬間物理過程這節(jié)知識，如拋體運(yùn)動(dòng)、單擺運(yùn)動(dòng)和剛體碰撞等過程，因其速度變化較快且時(shí)間比較短。一些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中則看不清運(yùn)動(dòng)的實(shí)際狀態(tài)。在這其中，如果借助照相機(jī)對其進(jìn)行快拍，而計(jì)算機(jī)則能能夠有效控制快慢。這時(shí)學(xué)生就能夠通過屏幕較為清晰的觀看每段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)情況以及整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程軌跡變化。以此加深其對這些知識的理解和認(rèn)識。

2）可以使得抽象的問題客觀化，幫助學(xué)生比較容易想象問題。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中，對知識中所存在的物理現(xiàn)象和物理規(guī)律，在理解上具有一定的難度。在這時(shí)，通過對計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用，則能夠有效地將抽象問題以直觀的形式呈現(xiàn)給學(xué) 生[3]。比如，在學(xué)習(xí)有關(guān)運(yùn)動(dòng)的合成與分解這個(gè)問題時(shí)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)具有的動(dòng)畫性能，制作課件。以此提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

3.1 制作實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)用CAI課件

關(guān)于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，簡稱為CAI，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用在教育領(lǐng)域中主要方面。在現(xiàn)階段，CAI就是以計(jì)算機(jī)為主來代替或幫助教師完成部分教學(xué)任務(wù)。簡單來說就是模擬教師教學(xué)行為。以此能夠在一定程度上形成有序的教學(xué)信息。

對于學(xué)生所進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)，可分為3個(gè)階段，即學(xué)生實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作以及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)處理[4]。在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)這個(gè)階段中，因?qū)嶒?yàn)課與理論課基本上是共同進(jìn)行的。當(dāng)學(xué)生在完成課堂任務(wù)后，很少有時(shí)間做實(shí)驗(yàn)。這就使得學(xué)生對所做的物理實(shí)驗(yàn)比較難以理解，特別是一些操作要求比較高，儀器調(diào)節(jié)較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。大多數(shù)學(xué)生如果只是通過閱讀實(shí)驗(yàn)講義，是無法較好地理清具體的實(shí)驗(yàn)原理。在這種情況下，可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)這個(gè)階段制作CAI課件，以此能夠更好地幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和原理等。在此課件上，還可利用多媒體技術(shù)，展示具體的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過程。

對于這種CAI教學(xué)軟件在高中物理實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用，只起到一定的輔助和輔學(xué)的作用，不能夠代替學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)CAI教學(xué)軟件后，不僅能夠更好地掌握物理實(shí)驗(yàn)原理以及對儀器結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，還極大地提高自身學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)能力。

3.2 合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)

高中階段的物理實(shí)驗(yàn)，基本上是在特定的條件下通過控制變量法等完成的。因而在這個(gè)環(huán)境下，能夠有效鍛煉學(xué)生綜合能力。在物理實(shí)驗(yàn)中，可對其進(jìn)行仿真物理實(shí)驗(yàn)，以虛擬形式，模擬出各種情況的物理情境。促使學(xué)生深入理解和掌握知識，提高自身學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量，滿足發(fā)展要求。

對于計(jì)算機(jī)仿真，作為現(xiàn)代化技術(shù)，具體應(yīng)用在多個(gè)方面，如：模擬核試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬氣象變化、模擬導(dǎo)彈運(yùn)行以及模擬橋梁受力情況等。由此能夠清楚的看出，計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中都能夠得到廣泛應(yīng)用，并取得較好的效果。因而在高中物理實(shí)驗(yàn)中，合理的應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生掌握解決問題的方法[5]。在具體實(shí)驗(yàn)中，所使用的“仿真物理實(shí)驗(yàn)軟件”，就是計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)。在此軟件使用中，教師則可創(chuàng)設(shè)能夠探索物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的虛擬環(huán)境。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，在這個(gè)虛擬環(huán)境中，根據(jù)自己的想法來探索并研究物理現(xiàn)象和物理規(guī)律，并總結(jié)出物理規(guī)律。

3.3 對物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果以圖表形式展示

眾所周知，高中物理實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生通過大量的測量獲取最終結(jié)果。在一些特殊情況下，需要對相關(guān)數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行分析，并寫出相應(yīng)的方程。在這時(shí)，可讓學(xué)生根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的功能來理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。比如在牛頓第二定律或測量電源內(nèi)阻這個(gè)物理實(shí)驗(yàn)上，因該實(shí)驗(yàn)結(jié)果所涉及的數(shù)據(jù)比較多，且在課堂中不能夠完成這些大量的實(shí)驗(yàn)計(jì)算。針對這種情況，就可利用計(jì)算機(jī)中的電子表格來對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。在這其中，Excel具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，具體來說就是能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化分析和處理[6]。比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻測量實(shí)驗(yàn)中，其需要掌握審電流（I）與路端（U）電壓的關(guān)系。當(dāng)其在教師的指導(dǎo)下完成對計(jì)算公式的設(shè)計(jì)后，則就可通過Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過對Excel的使用，不僅能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)處理工作，還會描繪出相應(yīng)的圖像。

3.4 注重在物理實(shí)驗(yàn)中電子白板的應(yīng)用

所謂的電子白板則就是將過去傳統(tǒng)的教學(xué)工具黑板與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他技術(shù)相結(jié)合教學(xué)設(shè)備[7]。將這種現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備應(yīng)用在高中物理實(shí)驗(yàn)中，主要是因其所具有的功能，在一定程度上縮短學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率。特別是在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可利用該設(shè)備所具有的幾何畫板功能，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的畫圖。促使學(xué)生能夠在最短的時(shí)間內(nèi)畫圖，并得出相關(guān)的方程。在之前所學(xué)的電源內(nèi)阻測量中，學(xué)生則就可通過實(shí)驗(yàn)來測量若干組（U，I）值。同時(shí)，可借助計(jì)算機(jī)技術(shù)中的幾何畫板中的繪制功能，描繪出各個(gè)點(diǎn)。在完成之后，其還要按照具體的實(shí)驗(yàn)步驟畫出直線，在此基礎(chǔ)上，選擇幾何畫板軟件中的“方程”項(xiàng)，以此得出相關(guān)實(shí)驗(yàn)的方程。

4 結(jié)論

綜上所述，計(jì)算機(jī)所具有的功能，在高中物理實(shí)驗(yàn)中的合理應(yīng)用，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。為了能夠在這門課程中，讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)和理解所學(xué)知識，以及實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的目標(biāo)，首先就要認(rèn)識到計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的重要性。通過本文對計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)前高中物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用分析后，在具體應(yīng)用上，需要注重上述幾個(gè)方面。即制作實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)用CAI課件、合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)、對物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果以作圖和列表形式展示和注重在物理實(shí)驗(yàn)中電子白板的應(yīng)用等。通過這些方式，極大地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。進(jìn)而滿足現(xiàn)階段社會發(fā)展對人才的需求。由此可見，計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，為我國教育事業(yè)的發(fā)展提供重要的 動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉義喜.多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程·中學(xué)，2015（12）.

[2]崔立群.基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高中物理教學(xué)模式研究[J].文理導(dǎo)航（中旬），2015（2）：33.

[3]圖爾貢·麥麥提.高中物理學(xué)科與信息技術(shù)的有效整合分析[J].人間，2015，178（19）：108-109.

[4]曾會英.多媒體技術(shù)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國西部，2017（8）.

[5]錢旭東.關(guān)于新媒體在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用利弊分析[J].中學(xué)物理（高中版），2015，33（23）：81.

[6]方木軍.新媒體對高中物理教育教學(xué)模式的影響[J].廣東教育（綜合版），2015（11）：46-48.

[7]成軍.全面應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化高中物理教學(xué)[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2016（2）.