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信息技術(shù)促進高中物理實驗教學(xué)初探論文
摘 要：信息技術(shù)在物理實驗教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用。通過多媒體CAI進行演示實驗，不僅增強了學(xué)生的感性認識而且提高了實驗的精度。借助于通用軟件如EXCEL和數(shù)字信息系統(tǒng)實驗室對物理數(shù)據(jù)進行分析和研究，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)推理和歸納總結(jié)能力。
關(guān)鍵詞：實驗教學(xué) 數(shù)字化 信息技術(shù) 整合
信息技術(shù)與物理實驗教學(xué)整合，實現(xiàn)了實驗手段多樣化和現(xiàn)代化，能夠創(chuàng)建有利于引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的課程實施環(huán)境，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流以及分析和解決問題的能力。
一、有利于學(xué)生獲得直觀體驗
傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)以學(xué)生掌握和鞏固知識為目的，對實驗在知識、能力、方法、情感態(tài)度與價值觀等綜合科學(xué)素質(zhì)教育中的重要作用認識不足。實驗教學(xué)基本上是以教師為中心演示實驗，教師操作，學(xué)生觀察，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)物理規(guī)律。由于課堂的時間和空間的限制，以及實驗儀器、實驗設(shè)備的性能制約，多數(shù)演示實驗的操作過程以及物理現(xiàn)象可見度較低，無法讓全體學(xué)生同時獲得有效的刺激，難以形成直觀的感性認識。
新課程理念重視學(xué)生對物理實驗的理解。演示實驗，不僅要求學(xué)生關(guān)注所觀察的實驗現(xiàn)象，同時要求引導(dǎo)學(xué)生理解該物理現(xiàn)象是用來說明什么問題和怎樣說明問題的、了解實驗裝置的工作原理。學(xué)生分組實驗，要求學(xué)生明確實驗?zāi)康�、理解實驗原理，設(shè)計實驗，獨立操作，重視學(xué)生實驗技能的提高，使學(xué)生能正確使用高中物理實驗中的儀器和工具，獲得準確的實驗信息，避免刻板的技能訓(xùn)練，以適應(yīng)對技能要求的不斷變化。實驗是了解、研究自然規(guī)律的重要方法，是信息獲取、信息演繹、歸納的過程。演示實驗鼓勵學(xué)生參與其中，獲得直接觀察經(jīng)驗，體驗物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程；學(xué)生分組實驗采用探究式教學(xué)，根據(jù)探究活動的需要，增加學(xué)生在實驗室的活動，練習(xí)使用各種實驗儀器、實驗設(shè)備，嘗試實驗設(shè)計，收集實驗數(shù)據(jù)并歸納、總結(jié)實驗規(guī)律。
二、有利于學(xué)生探究物理本質(zhì)
1.動畫模擬與真實實驗相結(jié)合。
在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上，可利用實驗?zāi)M動畫，展示實驗現(xiàn)象發(fā)生的全過程，利用交互功能控制過程的進行，強化觀察主體，引導(dǎo)對物理現(xiàn)象的分析，增強實驗效果；可應(yīng)用信息技術(shù)疊加分析性信息，搭建形象思維與抽象思維的“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。在“平拋運動”的教學(xué)中，利用實驗演示平拋運動的物體和做自由落體運動的物體同時開始運動、同時落地，得出平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動的結(jié)論，現(xiàn)象不明顯，結(jié)論的得出略顯牽強。而利用Flash動畫模擬、重現(xiàn)運動過程，過兩個小球連一條直線，使直線隨小球一起下落，放慢動畫速度，發(fā)現(xiàn)直線始終保持水平，學(xué)生自然、合理地接受了實驗結(jié)論。 2.利用動畫技術(shù)模擬無法用傳統(tǒng)實驗演示的物理現(xiàn)象、物理過程，創(chuàng)設(shè)生動形象的物理情境。在“波的形成和傳播”的教學(xué)中，僅利用繩波的演示，學(xué)生很難發(fā)現(xiàn)質(zhì)點的運動與波的傳播的關(guān)系。而Flash動畫演示，繩子被形象地分解為一個個質(zhì)點，動畫模擬波的形成和傳播、質(zhì)點的運動，清楚、直觀地演示質(zhì)點的運動與波的傳播的關(guān)系，在教學(xué)中起到事半功倍的效果。
3.模擬實驗規(guī)則不允許操作或進行的技能訓(xùn)練。模擬物理實驗不受實驗一般規(guī)則的限制，學(xué)生可自由地進行模擬實驗的“操作”。在虛擬物理實驗室中利用相關(guān)課件，可讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中去獨立“操作”。例如觀察課件所模擬的電流表或電壓表的接線柱接反、測量值超過了量程、電源短路等誤操作情況下發(fā)生的現(xiàn)象，既保護了儀器又規(guī)范了學(xué)生的操作習(xí)慣。虛擬實驗室為學(xué)生提供了全方位的、開放性的操作環(huán)境，如學(xué)生在虛擬場景中拆解游標卡尺，練習(xí)測量（如測量圓柱的直徑、圓桶的深度和內(nèi)徑等），根據(jù)得到的反饋信息（測量方法和讀數(shù)）進行針對性訓(xùn)練，完成了對游標卡尺的結(jié)構(gòu)、測量方法及讀數(shù)的意義建構(gòu)。
三、有利于實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析
信息技術(shù)能使實驗信息處理高速化和智能化，一些通用軟件（如Excel）的數(shù)據(jù)處理界面非常接近實驗數(shù)據(jù)的分析方式，數(shù)據(jù)以圖表的形式顯示，有利于分析實驗數(shù)據(jù)。如測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗，用記錄表中的數(shù)據(jù)創(chuàng)建Excel數(shù)據(jù)表，生成點線圖，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)相關(guān)物理量之間的關(guān)系。
DIS可以替代打點計時器、彈簧秤、溫度計、壓強計等儀表，可以測量傳統(tǒng)儀表無法測量的物理量，如測量瞬時速度(光電門)、磁感應(yīng)強度(霍爾傳感器)、微電流(微電流傳感器)等。替代不是簡單的功能重復(fù)，而是測量范圍的擴展，是測量精度、速度的提高，是對電磁學(xué)實驗中暫態(tài)現(xiàn)象的觀察與記錄。
信息技術(shù)與實驗教學(xué)整合，發(fā)揮傳統(tǒng)實驗與信息技術(shù)各自的優(yōu)勢，優(yōu)化實驗教學(xué)過程，促進學(xué)生學(xué)習(xí)并應(yīng)用信息技術(shù)解決實際問題，能夠突出學(xué)生主體地位，有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)。
參考文獻
1.吳朝勁以信息技術(shù)促進物理實驗教學(xué)的探索與開放.《教育信息技術(shù)》，2011年，第9期。
2.李明淺談物理實驗中多媒體的運用.《江西教育學(xué)院學(xué)報》，2011年，第3期。
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