淺談信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用.doc

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1、淺談信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用隨著社會(huì)的進(jìn)步，以網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)為核心的信息技術(shù)已成為當(dāng)今時(shí)代的重要標(biāo)志，并滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，成為拓展人類思維的創(chuàng)造性工具。從教育教學(xué)來(lái)說(shuō)，信息技術(shù)為教學(xué)手段的現(xiàn)代化創(chuàng)造了前提條件，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的日臻完善為多媒體教學(xué)的實(shí)現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有其無(wú)可替代的優(yōu)越性，然而計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)工具的固有局限性也決定了其在輔助中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可避免地存在一些問(wèn)題。本文是筆者對(duì)信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的初步總結(jié)?！　∫?、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀　　傳統(tǒng)的物理教學(xué)以學(xué)生掌握和鞏固知識(shí)為目的，對(duì)實(shí)驗(yàn)在知識(shí)、能力、方法、情感

2、態(tài)度與價(jià)值觀等綜合科學(xué)素質(zhì)教育中的重要作用認(rèn)識(shí)不夠，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上以教師為中心：演示實(shí)驗(yàn)教師做、學(xué)生看；分組實(shí)驗(yàn)則讓學(xué)生按教師設(shè)計(jì)好的方案進(jìn)行，缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)造性活動(dòng)。而按照新的課程理念，演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)該重視學(xué)生參與，隨堂實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)則要盡量采用探究式，讓學(xué)生真正進(jìn)入科學(xué)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，扮演研究者的角色。這就要求實(shí)驗(yàn)不能只限于教科書規(guī)定的有限幾個(gè)，而要根據(jù)探究活動(dòng)的需要，讓學(xué)生盡可能多地在實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)，為他們創(chuàng)造接觸和熟悉各種儀器設(shè)備的機(jī)會(huì)；學(xué)生可以嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、選擇儀器、收集數(shù)據(jù)、歸納并總結(jié)規(guī)律。信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合，可利用視聽(tīng)資料、網(wǎng)絡(luò)資源等加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與

3、社會(huì)、生活、科學(xué)技術(shù)之間的聯(lián)系，信息技術(shù)的交互性和超文本鏈接優(yōu)勢(shì)，又為“師生互動(dòng)”提供了可靠的保證。在實(shí)驗(yàn)的不同環(huán)節(jié)，信息技術(shù)都可發(fā)揮獨(dú)特的作用：在觀察環(huán)節(jié)極大地?cái)U(kuò)展實(shí)驗(yàn)的可視性和可重復(fù)性，在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)使物理量的測(cè)量不但簡(jiǎn)單方便，而且精度提高，在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)則讓學(xué)生從機(jī)械、繁瑣的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中解脫出來(lái)，投入更有創(chuàng)造力的方面。因此，借助信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新要求?！　《⑿畔⒓夹g(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用　　實(shí)驗(yàn)課不僅要讓學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)步驟和相關(guān)結(jié)論，更為重要的是要使學(xué)生透徹理解并且完全掌握產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程。由于受到常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器本身的限制，傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)效果常不如人意

4、。信息技術(shù)作為演示的工具，可使靜態(tài)事物動(dòng)態(tài)化、微觀現(xiàn)象可視化、抽象知識(shí)形象化，完成難做實(shí)驗(yàn)的仿真模擬、進(jìn)行物理過(guò)程的動(dòng)態(tài)分析。信息技術(shù)作為演示工具，主要應(yīng)用在以下三方面：　?。?、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象基本清晰，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程所反映的物理規(guī)律比較抽象，學(xué)生理解困難。對(duì)此，要在做好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上應(yīng)用信息技術(shù)疊加分析性信息，為學(xué)生搭建由形象思維邁向抽象思維的“橋梁”，使學(xué)習(xí)者更深刻地理解客觀物理規(guī)律及其應(yīng)用。如做透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)由于常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器蠟燭在光屏上所形成的像隨著物距的變化而變化這一現(xiàn)象不明顯，有不連續(xù)和不能顯示光路的缺點(diǎn)，致使學(xué)生對(duì)透鏡成像的特點(diǎn)不易理解。若采用多媒體課件模擬演示實(shí)驗(yàn)，演

5、示焦距的改變、比例尺改變過(guò)程中物距、像距和像的變化情況，就能把幾何光學(xué)有關(guān)透鏡成像的問(wèn)題準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)直觀地演示在學(xué)生面前。還可將凸透鏡變?yōu)榘纪哥R，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的改變，并讓學(xué)生參與提出問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)觀察和分析總結(jié)的全過(guò)程，使整個(gè)模擬演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程流暢直觀。學(xué)生再使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法動(dòng)手操作，通過(guò)比較，他們就有了清晰完整的認(rèn)識(shí)，易于記住透鏡成像的規(guī)律和特點(diǎn)。如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中彈簧振子的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難同時(shí)觀察到回復(fù)力、加速度、速度和位移等物理量在四個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程及五個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻的大小和方向，這是教學(xué)的難點(diǎn)。而采用課件模擬，就可調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率或者使其暫停，便于對(duì)四個(gè)矢量的大小、方向變化進(jìn)行分析，也可重

6、復(fù)選擇觀察任意一個(gè)物理量的周期性變化，有利于學(xué)生建立簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)完整的物理圖景?！　?、實(shí)驗(yàn)所包含的物理本質(zhì)不夠清晰，需要用動(dòng)態(tài)模擬予以補(bǔ)充。如“波的疊加”、“波的干涉”、“平拋運(yùn)動(dòng)”等實(shí)驗(yàn)。以教學(xué)“平拋物體的運(yùn)動(dòng)”為例，教科書用一幅頻閃照片來(lái)顯示兩個(gè)小球同時(shí)平拋和自由下落的情況，讓學(xué)生比較，發(fā)現(xiàn)它們?cè)谒椒较虻倪\(yùn)動(dòng)不同，但豎直方向上的運(yùn)動(dòng)是相同的。由于這一方法未能具體表現(xiàn)平拋小球在各個(gè)點(diǎn)的分運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，學(xué)生理解掌握閃光照相所揭示的規(guī)律，把握公式的物理意義仍感到比較困難。如果我們借助《仿真物理實(shí)驗(yàn)室》，利用動(dòng)態(tài)模擬演示，就能使學(xué)生更好地理解這一知識(shí)?！　?、是在一般實(shí)驗(yàn)室中不可

7、能做出的實(shí)驗(yàn)，可用計(jì)算機(jī)科學(xué)模擬和視頻資源來(lái)支持教與學(xué)。在做布朗運(yùn)動(dòng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用ＣＣＤ顯微鏡將懸浮于液體的布朗顆粒的運(yùn)動(dòng)情況用數(shù)字投影儀投影于大屏幕上，將其視頻圖像輸入多媒體電腦中。學(xué)生通過(guò)大屏幕觀察分析大量分子對(duì)大顆粒和小顆粒的碰撞、運(yùn)動(dòng)及其結(jié)果，并用自己掌握的簡(jiǎn)單信息技術(shù)手段將此過(guò)程及運(yùn)動(dòng)軌跡描繪出來(lái)。這樣的引導(dǎo)—探究—嘗試，改變了過(guò)去空洞描述的缺陷，促進(jìn)了教學(xué)的互動(dòng)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，也將這樣一個(gè)抽象的概念清晰、直觀、具體地印入學(xué)生的腦海?！　∵@樣的例子還可舉很多，比如一些涉及微觀世界和肉眼看不見(jiàn)的物質(zhì)的