計算機技術在高中物理實驗中的應用

張家豪

摘 要 在高中物理實驗中，通過對計算機技術的合理應用，使得學生在學習中更好地理解和掌握實驗知識。進而提高其學習效果。由此可見，計算機技術在學生學習物理實驗上具有重要作用。基于此，文章主要就對計算機技術在高中物理實驗中的應用進行分析，以發揮出計算機技術的作用。

關鍵詞 計算機技術；高中；物理實驗

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）214-0090-02

隨著近幾年我國信息科技的不斷發展，將計算機作為教學手段開始應用在高中教學中，特別是學生在物理實驗學習上，起到重要的作用。對于計算機技術，其具有較多的優勢，如豐富的圖形和快速檢索功能以及強大的計算功能。在學習物理實驗中，利用計算機技術所具有的功能，幫助學生更加直觀的了解學習的知識，進而提高其學習效果。

1 計算機技術的定義及特點

1.1 定義

關于多媒體計算機技術，主要就是指其能夠綜合處理各種不同的多媒體信息，文本、圖形、圖像以及音頻和視頻等，進而使得多種信息逐漸建立一定的邏輯連接，最終成為具有系統性且交互性的 技術。

1.2 特點

1.2.1 集成性

在通常情況下，多媒體計算機技術，主要結合多方面媒體的應用，簡單來說就是結合文字、圖形、影響、聲音和動畫這些媒體的應用[1]。另外，其還建立在數字化處理的基礎。

1.2.2 交互性

在整個計算機技術中，最為明顯的特色就是交互性。在實際中，通過計算機技術所具有的交互性特點，能夠與使用者進行溝通。由此可見其與過去傳統計算機技術存在較大的差異。

1.2.3 互動性

在這方面，主要表現在該技術的使用能夠形成人與機器、人與人及機器間的互動。對于實際互動交流的操作環境，則需要人們進行適當的控制。

1.2.4 虛擬性

在實際應用中，多媒體計算技術能夠為使用者提供較為真實的環境，促使其處于身臨其境的狀 態中。

2 計算機技術與高中物理實驗進行優質整合的可行性與必要性

經過實踐證明，計算機技術所具有的功能與物流實驗進行相關的整合，能夠在一定程度上加深學生對所學知識的理解，進而提高其學習效果。由此可見，計算機技術在教育領域中的應用具有重要 作用[2]。

1）能夠調節物理實驗過程的速度，幫助學生更好的理解所學知識。對于大多數高中學生，在學習物理實驗中所遇到的瞬間物理過程這節知識，如拋體運動、單擺運動和剛體碰撞等過程，因其速度變化較快且時間比較短。一些學生在學習過程中則看不清運動的實際狀態。在這其中，如果借助照相機對其進行快拍，而計算機則能能夠有效控制快慢。這時學生就能夠通過屏幕較為清晰的觀看每段時間的運動情況以及整個運動過程軌跡變化。以此加深其對這些知識的理解和認識。

2）可以使得抽象的問題客觀化，幫助學生比較容易想象問題。學生在物理學習過程中，對知識中所存在的物理現象和物理規律，在理解上具有一定的難度。在這時，通過對計算機模擬技術的應用，則能夠有效地將抽象問題以直觀的形式呈現給學 生[3]。比如，在學習有關運動的合成與分解這個問題時，借助計算機技術具有的動畫性能，制作課件。以此提高學生學習效果。

3 計算機技術在高中物理實驗中的應用

3.1 制作實驗前預習用CAI課件

關于計算機輔助教學，簡稱為CAI，是計算機應用在教育領域中主要方面。在現階段，CAI就是以計算機為主來代替或幫助教師完成部分教學任務。簡單來說就是模擬教師教學行為。以此能夠在一定程度上形成有序的教學信息。

對于學生所進行的物理實驗，可分為3個階段，即學生實驗前預習、實驗操作以及實驗后數據處理[4]。在實驗預習這個階段中，因實驗課與理論課基本上是共同進行的。當學生在完成課堂任務后，很少有時間做實驗。這就使得學生對所做的物理實驗比較難以理解，特別是一些操作要求比較高，儀器調節較為復雜的實驗。大多數學生如果只是通過閱讀實驗講義，是無法較好地理清具體的實驗原理。在這種情況下，可利用計算機技術，對實驗前預習這個階段制作CAI課件，以此能夠更好地幫助學生了解實驗目的、要求和原理等。在此課件上，還可利用多媒體技術，展示具體的實驗原理和實驗過程。

對于這種CAI教學軟件在高中物理實驗中的運用，只起到一定的輔助和輔學的作用，不能夠代替學生進行實驗操作。當學生在學習實驗預習CAI教學軟件后，不僅能夠更好地掌握物理實驗原理以及對儀器結構的認識，還極大地提高自身學習效果和學習能力。

3.2 合理應用計算機虛擬技術

高中階段的物理實驗，基本上是在特定的條件下通過控制變量法等完成的。因而在這個環境下，能夠有效鍛煉學生綜合能力。在物理實驗中，可對其進行仿真物理實驗，以虛擬形式，模擬出各種情況的物理情境。促使學生深入理解和掌握知識，提高自身學習效率和學習質量，滿足發展要求。

對于計算機仿真，作為現代化技術，具體應用在多個方面，如：模擬核試驗、計算機模擬氣象變化、模擬導彈運行以及模擬橋梁受力情況等。由此能夠清楚的看出，計算機技術在各個領域中都能夠得到廣泛應用，并取得較好的效果。因而在高中物理實驗中，合理的應用計算機仿真進行實驗，有利于學生掌握解決問題的方法[5]。在具體實驗中，所使用的“仿真物理實驗軟件”，就是計算機虛擬技術。在此軟件使用中，教師則可創設能夠探索物理現象和物理規律的虛擬環境。學生在學習過程中，在這個虛擬環境中，根據自己的想法來探索并研究物理現象和物理規律，并總結出物理規律。

3.3 對物理實驗結果以圖表形式展示

眾所周知，高中物理實驗，需要學生通過大量的測量獲取最終結果。在一些特殊情況下，需要對相關數據圖像進行分析，并寫出相應的方程。在這時，可讓學生根據計算機技術所具有的功能來理解實驗數據。比如在牛頓第二定律或測量電源內阻這個物理實驗上，因該實驗結果所涉及的數據比較多，且在課堂中不能夠完成這些大量的實驗計算。針對這種情況，就可利用計算機中的電子表格來對這些數據進行計算。在這其中，Excel具有較強的數據處理功能，具體來說就是能夠對實驗數據進行自動化分析和處理[6]。比如，學生在學習電源電動勢與內阻測量實驗中，其需要掌握審電流（I）與路端（U）電壓的關系。當其在教師的指導下完成對計算公式的設計后，則就可通過Excel進行數據處理。通過對Excel的使用，不僅能夠自動完成數據處理工作，還會描繪出相應的圖像。

3.4 注重在物理實驗中電子白板的應用

所謂的電子白板則就是將過去傳統的教學工具黑板與現代計算機技術以及其他技術相結合教學設備[7]。將這種現代化教學設備應用在高中物理實驗中，主要是因其所具有的功能，在一定程度上縮短學生學習時間，提高學習效率。特別是在實驗中，學生可利用該設備所具有的幾何畫板功能，進行實驗前的畫圖。促使學生能夠在最短的時間內畫圖，并得出相關的方程。在之前所學的電源內阻測量中，學生則就可通過實驗來測量若干組（U，I）值。同時，可借助計算機技術中的幾何畫板中的繪制功能，描繪出各個點。在完成之后，其還要按照具體的實驗步驟畫出直線，在此基礎上，選擇幾何畫板軟件中的“方程”項，以此得出相關實驗的方程。

4 結論

綜上所述，計算機所具有的功能，在高中物理實驗中的合理應用，極大地提高學生學習效果。為了能夠在這門課程中，讓學生更好的學習和理解所學知識，以及實現對學生的素質教育和創新教育的目標，首先就要認識到計算機技術所具有的重要性。通過本文對計算機技術在當前高中物理實驗應用分析后，在具體應用上，需要注重上述幾個方面。即制作實驗前預習用CAI課件、合理應用計算機虛擬技術、對物理實驗結果以作圖和列表形式展示和注重在物理實驗中電子白板的應用等。通過這些方式，極大地培養學生的創新精神和創造能力。進而滿足現階段社會發展對人才的需求。由此可見，計算機技術的出現，為我國教育事業的發展提供重要的 動力。

參考文獻

[1]劉義喜.多媒體計算機技術在高中物理教學中的應用[J].新課程·中學，2015（12）.

[2]崔立群.基于網絡技術的高中物理教學模式研究[J].文理導航（中旬），2015（2）：33.

[3]圖爾貢·麥麥提.高中物理學科與信息技術的有效整合分析[J].人間，2015，178（19）：108-109.

[4]曾會英.多媒體技術在高中物理教學中的應用研究[J].中國西部，2017（8）.

[5]錢旭東.關于新媒體在高中物理教學中的應用利弊分析[J].中學物理（高中版），2015，33（23）：81.

[6]方木軍.新媒體對高中物理教育教學模式的影響[J].廣東教育（綜合版），2015（11）：46-48.

[7]成軍.全面應用信息技術優化高中物理教學[J].中學生數理化（教與學），2016（2）.