淺談現(xiàn)代信息技術(shù)在高中物理的實驗教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：現(xiàn)代信息技術(shù)不僅加速了全球信息化的進(jìn)程，而且也打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。本文從現(xiàn)代信息技術(shù)給物理的實驗教學(xué)中變化出發(fā)，在演示實驗、仿真實驗和模擬實驗三個方面闡述了怎樣將信息技術(shù)靈活、有效地應(yīng)用在物理實驗教學(xué)中，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。

關(guān)鍵詞：演示實驗；仿真實驗；模擬實驗

物理是門實驗的科學(xué)，物理定律的發(fā)現(xiàn)無不依賴實驗。物理學(xué)習(xí)當(dāng)然也離不開實驗。在目前的物理實驗教學(xué)中，由于中學(xué)的實驗儀器相對簡單，實驗結(jié)果往往偏差較大，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來一些新的困惑。而通過計算機把實驗設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)生的操作有機地融合為一體，通過對實驗環(huán)境的模擬，加強學(xué)生對實驗的物理思想和方法、儀器的結(jié)構(gòu)及原理的理解，并加強對儀器功能和使用方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)設(shè)計思考能力和比較判斷能力，可以達(dá)到簡單的實際實驗難以實現(xiàn)的效果，實現(xiàn)了培養(yǎng)動手能力，學(xué)習(xí)實驗技能，深化物理知識的目的。實驗教學(xué)中現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用主要可以從下面幾個方面入手：

一、 演示實驗，幫助學(xué)生形成初步的實驗認(rèn)識

豐富多彩、生動有趣的實驗是物理課的特點，絕大多數(shù)物理規(guī)律都是在實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過深刻的抽象思維演繹出來的。在物理教學(xué)過程中，怎樣使學(xué)生正確有效地觀察理解實驗，并運用抽象思維方法把握物理規(guī)律的本質(zhì)是物理教學(xué)成功的關(guān)鍵。

（一） 逼真地設(shè)計物理模型

物理現(xiàn)象中有很多是抽象的、看不見的，但利用計算機的模擬，我們可以把一個原本無法看到或難理解的現(xiàn)象呈現(xiàn)到學(xué)生的面前。

（二） 能把微觀的放大、宏觀的縮小

微觀世界難以觀察，而龐然大物又難以描述，在過去教學(xué)中只能讓學(xué)生看看掛圖或用語言、文字加以描述，學(xué)生很難得到正確完整的認(rèn)識和印象，現(xiàn)在可以利用課件把微觀世界加以放大，把龐然大物加以縮小，展示在學(xué)生眼前，許多情景不言自明，復(fù)雜情景圖文并茂，有利于學(xué)生獲取和理解。

（三） 能實現(xiàn)實驗效果的理想化

物理研究中一個很重要的方法便是近似，于是便有了許多理想化的模型。中學(xué)教學(xué)中有許多這樣的名詞術(shù)語，如光滑（無摩擦）、空氣阻力不計、勻速直線運動等，這些在實際中都無法找到完全相符的實例，有些現(xiàn)象甚至連近似都無法達(dá)到。但在計算機中，則可以完全不必?fù)?dān)心次要因素對現(xiàn)象的影響，可以讓學(xué)生觀察到真正理想化的物理現(xiàn)象。

二、 仿真實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和想象力

物理學(xué)是一門實驗性很強的學(xué)科，實驗幾乎貫穿了物理學(xué)習(xí)的整個過程。以網(wǎng)絡(luò)信息為核心的超媒體電腦技術(shù)，可以方便地把物理仿真實驗運用于課堂，輔助物理課堂教學(xué)。在教學(xué)中，教師講解了物理定律之后，馬上運用電腦技術(shù)仿真演示相關(guān)實驗，既加深了學(xué)生對定律的理解，又增加了物理課堂的趣味性。在講解物理習(xí)題的同時，如果能用仿真實驗技術(shù)相應(yīng)配套地建立一個習(xí)題所描述的物理模型，以逼真的動畫輔助物理教師的精辟解析，觸發(fā)學(xué)生的想象空間，這樣的教學(xué)效果肯定會更好。

1. 通過對實驗環(huán)境的模擬，使未做過實驗的學(xué)生通過仿真軟件對實驗的整體環(huán)境、所用儀器的整體結(jié)構(gòu)能建立起直觀的認(rèn)識。儀器的關(guān)鍵部位可拆卸，可解剖進(jìn)行調(diào)整并實時觀察儀器的各種指標(biāo)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動作，增強了熟悉儀器功能和使用方法的訓(xùn)練。

2. 在實驗中儀器實現(xiàn)了模塊化，學(xué)生可對提供的儀器進(jìn)行選擇和組合，用不同的方法完成同一實驗?zāi)繕?biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思考能力和對不同實驗方法的優(yōu)劣、誤差大小的比較、判斷能力。

3. 通過深入解剖教學(xué)過程，設(shè)計上充分體現(xiàn)教學(xué)思想的指導(dǎo)，使學(xué)生必須在理解的基礎(chǔ)上認(rèn)真思考才能正確操作，克服了實際實驗中出現(xiàn)的盲目操作和實驗“走過場”現(xiàn)象的缺點，使學(xué)生切實受益。

三、 模擬實驗，輔助教學(xué)

計算機在輔助教學(xué)模擬實驗方面表現(xiàn)尤為突出。由于客觀條件的限制，學(xué)生進(jìn)行實驗碰到了很多的具體困難。例如：一些微觀方面和宏觀方面的實驗只能用靜態(tài)模型觀看其結(jié)構(gòu)，其運動過程無法實現(xiàn)。運用計算機就能用生動的圖形演示其美妙的景象。另外一些有害有危險的實驗用計算機模擬，可以避免事故的發(fā)生。做實驗講究操作程序和實驗步驟，在實際操作過程中，學(xué)生由于課前準(zhǔn)備不充分，難免不手忙腳亂，輕則實驗效果不理想，重則造成實驗儀器損壞。用計算機模擬實驗后，學(xué)生對實驗步驟和過程心中有數(shù)，再到實驗室做實驗，就可避免不良實驗現(xiàn)象，糾正一些不良的實驗習(xí)慣。如研究平拋物體運動時，在演示了物體的平拋運動的實驗之后，學(xué)生有了感性認(rèn)識，但學(xué)生對運動的合成與分解還缺乏理性認(rèn)識。如果借助模擬實驗演示，就可以將水平方向和豎直方向的分解運動展示得清清楚楚，淋漓盡致，讓學(xué)生對兩個分運動的合成形成正確的認(rèn)識。

現(xiàn)代信息技術(shù)在物理教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，給我們的教學(xué)帶來方便的同時，也給教師提出了更高的要求，這就需要一方面對物理教師進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，另一方面需要加強學(xué)科教師的合作，發(fā)揮各自特長。

參考文獻(xiàn)：

[1]張衛(wèi)濤.基于現(xiàn)代信息技術(shù)的高中物理教學(xué)創(chuàng)新研究[J].新課程（下），2015（02）.

[2]謝靜.現(xiàn)代信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中的妙用[J].學(xué)周刊，2014（07）.

[3]嚴(yán)慶勇.巧借現(xiàn)代信息技術(shù)平臺[J].速建金彩物理實驗課堂，2014（17）.

作者簡介：

吳勇，湖南省岳陽市，汨羅市第四中學(xué)。