例談信息技術(shù)在高中物理實驗中的應(yīng)用

張登高

【摘 要】 在物理教學中，大部分的物理規(guī)律和知識的講解都要以實驗為基礎(chǔ)，實驗是學習和研究物理的重要途徑和方法。信息技術(shù)在實驗中的運用，可以幫助我們展示和模擬實驗，為提高物理課堂教學效果具有很重要的作用。

【關(guān)鍵詞】 信息技術(shù)? 物理? 實驗教學? ?應(yīng)用

在高中階段，許多物理實驗效果較差，信息技術(shù)的加入不僅能展示和模擬實驗，而且還可以進一步優(yōu)化實驗教學，提高實驗教學的效果，激發(fā)學生學習興趣，對于提高物理課堂教學效果具有非常重要的作用。

一、物理實驗的展示

物理是以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗教學是中學物理教學的重要一環(huán)。生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點，利用實驗課可以使學生記住實驗步驟和結(jié)論，還可以使學生透徹理解產(chǎn)生實驗結(jié)論的過程。但很多演示實驗，學生很難觀察清楚，導(dǎo)致實驗不易成功，此時我們可以通過投影展示，或者播放相關(guān)的視頻。例如，我們可以把探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)，投影到屏幕上;播放靜電感應(yīng)等實驗視頻。將信息技術(shù)與物理實驗整合可以突破常規(guī)實驗儀器的局限性，所以我們應(yīng)當充分發(fā)揮信息技術(shù)的特長，對那些難以觀察到的、復(fù)雜、困難的實驗進行模擬和提供幫助，成為常規(guī)實驗的補充，并把兩者結(jié)合起來，使實驗教學上升到一個新的層次，從而有助于學生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、獲得知識，提高學生的科學文化素質(zhì)和實驗技能水平。

二、物理實驗的模擬

在物理課堂的演示實驗中，由于受到實驗儀器本身的限制，很多實驗效果不盡人意，另外許多實驗根本無法進行。通過多媒體技術(shù)模擬一些難以完成的物理實驗，則可彌補常規(guī)實驗儀器的不足。用計算機模擬物理實驗，具有形象、直觀、動感逼真等特點，有利于幫助學生對物理問題的理解，以達到由抽象到形象，由微觀到宏觀的順利過渡，不僅填補了中學物理實驗的空白，還優(yōu)化了教學過程，提高了教學質(zhì)量和教學效率。有些物理實驗的過程很難分步觀察與判斷，而通過多媒體技術(shù)可以模擬控制實驗的速度，調(diào)整教與學的進度，在教師與計算機的共同啟發(fā)下達到實驗學習的目標。同時，模擬物理實驗?zāi)茏寣W生抓住觀察對象的主要特征和變化過程，明確觀察對象產(chǎn)生變化的現(xiàn)象和條件，有助于培養(yǎng)學生的注意力。如：LC振蕩電路中磁場能和電場能的相互轉(zhuǎn)化，及其在轉(zhuǎn)化過程中的振蕩電流和極板電量的變化規(guī)律;楞次定律中的感應(yīng)電流的磁場和引起感應(yīng)電流的磁通量的變化關(guān)系;帶電粒子在磁場中的運動;人造衛(wèi)星在運動模擬;以及凹凸透鏡成實像和成虛像時的物與像的連續(xù)變化規(guī)律等。

三、實驗數(shù)據(jù)的采集

在傳統(tǒng)實驗中，許多實驗的數(shù)據(jù)采集既費時又麻煩，而且效果也不理想。信息技術(shù)和傳感器相結(jié)合，不僅能提高數(shù)據(jù)采集的效率，而且數(shù)據(jù)更加準確。

傳感器是能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號的裝置。電流傳感器、電壓傳感器、力傳感器、溫度傳感器等代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗常用測量器材有電流表、電壓表、彈簧秤、水銀溫度計等。在研究平拋運動實驗中，通過傳感器和信息技術(shù)相結(jié)合，可以輕松、準確地采集到坐標信息。在教學《實驗：探究碰撞中的不變量》一節(jié)時，利用傳統(tǒng)的實驗室方案，單是測質(zhì)量、速度等物理量就要花費5至10分鐘的時間，大大浪費課堂時間，而利用光電門傳感器，連接數(shù)據(jù)采集器可以直接讀出速度的大小，省去大量計算，且避免讀數(shù)不準確、計算不準確帶來的誤差。

四、實驗數(shù)據(jù)的處理

高中物理實驗的數(shù)據(jù)處理和作圖，用手工方法不僅速度慢而且精度低，我們可以讓學生用excel等軟件來處理數(shù)據(jù)和作圖，不僅縮短時間，而且還可以提高精確度。例如，在教學《測小燈泡的伏安特性曲線》這一節(jié)時，連接好電路之后，需要調(diào)節(jié)滑變記錄小燈泡的電壓、電流大小，再根據(jù)數(shù)據(jù)進行圖像處理，且讀數(shù)不準確，作圖不規(guī)范，都會影響實驗結(jié)果。利用DISlab只需將電流傳感器、電壓傳感器接入電路，再連接數(shù)據(jù)采集器，就可以直接采集電壓、電流數(shù)據(jù)，并輸入計算機，經(jīng)過教學軟件處理，可以直接繪制出小燈泡的伏安特性曲線。另外，還可以輕松實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)之間的對比，有助于學生對數(shù)據(jù)的歸納和總結(jié)，更容易得出實驗結(jié)論。

近年來，隨著科技的進步和信息化的不斷發(fā)展，教育也在不斷地信息化。信息技術(shù)在高中物理實驗中的廣泛應(yīng)用，不僅培養(yǎng)了學生的科學探究精神，而且豐富了教師的教學模式和信息資源，激發(fā)了學生的學習興趣，還提高了實驗教學的質(zhì)量和效率，對提高物理課堂教學效果具有很重要的作用。

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