信息技术助力高中物理实验教学

信息技术助力高中物理实验教学

陈晓利

（渠县第二中学渠县635200）

新课程理念重视学生对物理实验的理解。实验是了解、研究自然规律的重要方法，是信息获取、信息演绎、归纳的过程。演示实验鼓励学生参与其中，获得直接观察经验，体验物理规律的发现过程我在多年的教学实践中，通过对现代教育技术教学的不断摸索，认为现代教育技术可以从以下几方面助力高中物理教学：

一、助力物理演示实验教学

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助,模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。因特网上的关于自然、社会、生活以及各学科的教育教学资源恰恰为物理教学和学习提供了研究、探索、实践的材料。能够比较直观的体现现实生活中的知识，能使学生由浅入深的理解物理现象和相关的知识。例如：在做《验证牛顿运动定律》的实验时，我在实验室演示实验的基础上，利用高中物理实验信息化教学资源（下载），用视频展示实验装置和实验的全过程：首先，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力，测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系图线，验证加速度是否与外力成正比。然后，保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量，测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证加速度是否与质量成反比。整个模拟实验过程由于有大屏幕的展示，因而显得流畅、直观、明了，再现过程清晰，从而使学生对该实验有了一个完整的认识。由此可知通过信息技术与物理实验整合，可以突破常规实验仪器的局限性，所以我们应当充分发挥信息技术的特长，对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟，使之成为常规实验的补充，并把两者结合起来，使实验教学上升到一个新的层次，从而有助于学生发现规律、获得知识，提高学生的科学文化素质和实验技能水平,对物理这一学生发愁的学科是一个非常好的帮助.

二、积极开展信息化模拟实验

传统物理实验室，一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失，有许多实验室规章制度，对学生诸多限制；另一方面由于实验环境和实验条件的限制，实验结果往往和物理理论不一致，数据上也往往出现比较大的误差，这一切暴露出传统实验室弊端的一面。

让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作，以自主模拟实验为基础进行多媒体教学，则可以解决这一难题。例如：在上传统电学实验课时，通常会告诉学生,电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程，电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作，这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维，而有些学生就是要看看这样做的结果，便背地里进行试验，最终损坏了仪器。然而，须知这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下，倡导学生自主探讨性实验，既可保护仪器又能培养学生的创新能力，并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。再如在网络环境下采用“仿真物理实验室”虚拟电学实验室软件，实现网络与物理学科教学的整合。学生在网络技术环境进行多媒体实验操作，通过网上交流，学生可以一边操作一边在网上畅游，获取新知识，或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题，就可以通过网络从其他同学那里获取相关信息，进行讨论，让学生自主学习，并自主观察模拟实验，从而掌握学习成果和学习方法，扩展发散思维。

这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境，使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合，能够培养学生自主模拟实验、观察实验，并归纳、总结，抽象成所需知识的能力，从而学会学习，使学生主动地获取物理知识，发展能力，并促使他们建立科学的世界观。

三、借助实验解释物理本质

1.动画模拟与真实实验相结合

在传统实验的基础上，可利用实验模拟动画，展示实验现象发生的全过程，利用交互功能控制过程的进行，强化观察主体，引导对物理现象的分析，增强实验效果；可应用信息技术叠加分析性信息，搭建形象思维与抽象思维的“桥梁”，使学习者更深刻地理解客观物理规律及其应用。在“平抛运动”的教学中，利用实验演示平抛运动的物体和做自由落体运动的物体同时开始运动、同时落地，得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动的结论，现象不明显，结论的得出略显牵强。而利用Flash动画模拟、重现运动过程，过两个小球连一条直线，使直线随小球一起下落，放慢动画速度，发现直线始终保持水平，学生自然、合理地接受了实验结论。

2.利用动画技术模拟无法用传统实验演示的物理现象、物理过程，创设生动形象的物理情境。在“波的形成和传播”的教学中，仅利用绳波的演示，学生很难发现质点的运动与波的传播的关系。而Flash动画演示，绳子被形象地分解为一个个质点，动画模拟波的形成和传播、质点的运动，清楚、直观地演示质点的运动与波的传播的关系，在教学中起到事半功倍的效果。

3.模拟实验规则不允许操作或进行的技能训练。模拟物理实验不受实验一般规则的限制，学生可自由地进行模拟实验的“操作”。在虚拟物理实验室中利用相关课件，可让学生在网络环境中去独立“操作”。例如观察课件所模拟的电流表或电压表的接线柱接反、测量值超过了量程、电源短路等误操作情况下发生的现象，既保护了仪器又规范了学生的操作习惯。虚拟实验室为学生提供了全方位的、开放性的操作环境，如学生在虚拟场景中拆解游标卡尺，练习测量（如测量圆柱的直径、圆桶的深度和内径等），根据得到的反馈信息（测量方法和读数）进行针对性训练，完成了对游标卡尺的结构、测量方法及读数的意义建构。

现代教育技术教学，应以提高教学质量为宗旨，应将模拟实验与真实实验有机结合，充分发挥各教学手段特点和独特的功能，在教学中它们是相互补充、取长补短的关系，以获得更好的教学效果。