現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于高中物理實驗的探索

張龍

【摘?要】基于信息化時代的背景，現(xiàn)代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域得到了廣泛認可和有效應(yīng)用。在高中的物理實驗教學(xué)中，運用現(xiàn)代化信息技術(shù)能夠幫助高中生更好掌握和記憶物理知識。本文中筆者主要分析了在高中階段物理學(xué)科日常教學(xué)中運用現(xiàn)代化信息技術(shù)的重要價值，并提出了具有可行性的應(yīng)用路徑。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);高中物理實驗;探索

為了有效提升高中生的實驗?zāi)芰?，需要運用多元化方式，其中現(xiàn)代化信息技術(shù)可以說就是一種行之有效的方法，將其運用到高中里實驗的日常教學(xué)中，能夠提升高中生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)效率，激發(fā)他們對于學(xué)習(xí)物理實驗的熱情，培養(yǎng)高中生的動手能力。

一、模擬實驗，使物理實驗變得更加準確、簡單

構(gòu)建實驗場景能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗課程的效率，所以在高中物理學(xué)科實驗課程中，教師應(yīng)當(dāng)重視為學(xué)生構(gòu)建與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的實驗情境。運用現(xiàn)代化信息技術(shù)將實驗演示環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)變?yōu)槔枚嗝襟w設(shè)備來進行模擬實驗演示的環(huán)節(jié)，這能夠有效降低和控制外界因素對物理實驗的影響，以保障實驗結(jié)果的準確性，有利于高中生的學(xué)習(xí)運用現(xiàn)代化技術(shù)能夠?qū)⒁恍┎贿m合在課堂上進行演示的理想化物理實驗進行模擬，讓實驗?zāi)軌蚋訙蚀_、簡單地為學(xué)生展現(xiàn)出來。模擬實驗?zāi)軌蛞匀娴慕嵌认驅(qū)W生進行展示，讓學(xué)生看到實驗的整個過程，從而更好地掌握和記憶物理實驗的步驟和內(nèi)容。以伽利略的理想實驗學(xué)習(xí)為例，生活中摩擦力是到處存在的，因此這個實驗無法在真實環(huán)境下進行的，但我們現(xiàn)在可以通過運用flash來展示實驗過程，讓學(xué)生更加容易理解和掌握整個實驗。由此可見，通過現(xiàn)代化應(yīng)用來模擬物理實驗，能夠幫助高中生學(xué)習(xí)和了解到更多物理學(xué)中的理想化實驗，讓學(xué)生可以更好地去掌握物理實驗的步驟和過程。

二、仿真實驗，提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?/p>

現(xiàn)實中由于客觀條件等因素的限制，不少實驗是我們無法直接在實驗室內(nèi)進行操作的。例如，一些危險性較高、十分復(fù)雜且比較抽象的物理實驗，如強電實驗、強磁實驗、輻射實驗、爆炸的，仿真實驗?zāi)軌驈浹a真實物理實驗中存在的不足，讓學(xué)生能夠更加直觀清楚地看到實驗最終的現(xiàn)象，有利于幫助學(xué)生理解這些物理知識，掌握其中的物理規(guī)律。在物理學(xué)科的學(xué)習(xí)過程中，實驗器材扮演著不可或缺的角色。有一部分實驗要用到標(biāo)準很高的器材，這使得學(xué)生在實際進行操作的過程中容易無法完全放開手腳，這在一定程度上限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這時物理教師可以運用仿真技術(shù)這種現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段，讓學(xué)生能夠投入到物理實驗的操作中來，以收獲更加完整的實驗體會。同時，在學(xué)生操作仿真實驗的過程中，也能夠反思自己在實驗操作中存在的不足和發(fā)生的錯誤，在下次實驗中就可以避免發(fā)生同樣的失誤，這樣有利于提高學(xué)生的個人實驗?zāi)芰?。其次，仿真實驗?zāi)軌蛴行нm應(yīng)各種實驗者的不同實驗要求，不會存在器材數(shù)量不足的現(xiàn)象，這樣在學(xué)生更換實驗時也十分便于操作，可以節(jié)省時間進行更多的實驗操作。另外，仿真實驗具有一定的可變性，這有利于提升高中生的實驗設(shè)計能力，增強其實驗體會，推動其創(chuàng)新意識的發(fā)展。

三、利用微課提高物理課堂教學(xué)的成效

微課因其內(nèi)容有針對性且時長較短等特點，在高中物理學(xué)科的教學(xué)中得到了廣泛的認可和有效的應(yīng)用。教師在進行物理實驗課程的教學(xué)過程中，也可以將一些實驗過程進行錄制，這樣有助于使一些原本不夠直觀的物理實驗，變得更加明確直觀，能夠幫助學(xué)生更好地豐富物理實驗在頭腦中的展現(xiàn)。例如，有些實驗現(xiàn)象發(fā)生的速度很快，如分子動理論、實驗氣體實驗等，如果僅用眼睛直接觀察實驗現(xiàn)象是很難直接觀察到的，這時我們可以運用高速攝影機來將整個實驗的現(xiàn)象和實驗過程進行錄制。例如自由落體運動和平拋運動等，可以通過慢放的方式來更加直觀地感受實驗現(xiàn)象，這樣有助于幫助學(xué)生更好地掌握所學(xué)的物理知識。同時，微課能夠不受地點和時間的束縛，學(xué)生可以自由選擇地點和時間在課后進行反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)，這有助于加深學(xué)生對于物理實驗過程的記憶和理解，以提高學(xué)生對物理實驗的學(xué)習(xí)效果。

四、運用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析

在高中階段物理實驗課程的教學(xué)中，可以運用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析，有效處理物理實驗的數(shù)據(jù)，從而得到應(yīng)有的結(jié)論。在過去的物理實驗教學(xué)中，由于諸多因素的影響，使得實驗數(shù)據(jù)的樣本相對較少，很難滿足大數(shù)據(jù)對樣本的要求。如果應(yīng)用了現(xiàn)代化的信息技術(shù)，就可以把過去單個的物理實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€，然后利用計算機來處理數(shù)據(jù)，這樣能夠采集比過去更多的數(shù)據(jù)樣本，但是如果想運用大數(shù)據(jù)進行分析，樣本數(shù)量還是相對偏小。因此，我們在做實驗時可以把多次實驗的真實數(shù)據(jù)進行保存，以豐富物理實驗的數(shù)據(jù)樣本。以“測量彈簧的彈力和形變量之間關(guān)系”的物理實驗為例，可以將傳感器同彈簧相連，這樣能夠及時、準確地記錄彈簧的彈力數(shù)據(jù)，然后將彈簧同位移傳感器相連，這樣能將彈簧在實驗中發(fā)生的形變量進行記錄，最后將傳感器和計算機進行連接，把得到的彈力數(shù)據(jù)和形變量數(shù)據(jù)進行記錄，這樣可以在一次物理實驗中采集到更多的樣本數(shù)據(jù)。同時，也可以改變實驗條件，讓彈簧做加速運動，這樣可以采集到彈簧做加速運動時的數(shù)據(jù)，然后運用大數(shù)據(jù)技術(shù)來處理得到的數(shù)據(jù)，通過這個過程能夠判斷出一些錯誤比較明顯的數(shù)據(jù)。

綜上所述，在高中物理實驗課程的教學(xué)中運用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，可以將原本復(fù)雜、抽象、危險的物理實驗可以更加直觀、準確、簡明地展示給學(xué)生，讓學(xué)生能夠更容易理解物理知識。通過對實驗過程和實驗現(xiàn)象的直觀觀察，能夠加深理解，提高學(xué)習(xí)物理實驗的效果。

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