淺談現代信息技術在高中物理的實驗教學中的應用

摘要：現代信息技術不僅加速了全球信息化的進程，而且也打破了傳統的教學模式。本文從現代信息技術給物理的實驗教學中變化出發，在演示實驗、仿真實驗和模擬實驗三個方面闡述了怎樣將信息技術靈活、有效地應用在物理實驗教學中，以便更好地培養學生的創新意識、創新精神、創新能力和解決實際問題的能力。

關鍵詞：演示實驗；仿真實驗；模擬實驗

物理是門實驗的科學，物理定律的發現無不依賴實驗。物理學習當然也離不開實驗。在目前的物理實驗教學中，由于中學的實驗儀器相對簡單，實驗結果往往偏差較大，給學生的學習帶來一些新的困惑。而通過計算機把實驗設備、教學內容、教師指導和學生的操作有機地融合為一體，通過對實驗環境的模擬，加強學生對實驗的物理思想和方法、儀器的結構及原理的理解，并加強對儀器功能和使用方法的訓練，培養設計思考能力和比較判斷能力，可以達到簡單的實際實驗難以實現的效果，實現了培養動手能力，學習實驗技能，深化物理知識的目的。實驗教學中現代信息技術的應用主要可以從下面幾個方面入手：

一、 演示實驗，幫助學生形成初步的實驗認識

豐富多彩、生動有趣的實驗是物理課的特點，絕大多數物理規律都是在實驗的基礎上，經過深刻的抽象思維演繹出來的。在物理教學過程中，怎樣使學生正確有效地觀察理解實驗，并運用抽象思維方法把握物理規律的本質是物理教學成功的關鍵。

（一） 逼真地設計物理模型

物理現象中有很多是抽象的、看不見的，但利用計算機的模擬，我們可以把一個原本無法看到或難理解的現象呈現到學生的面前。

（二） 能把微觀的放大、宏觀的縮小

微觀世界難以觀察，而龐然大物又難以描述，在過去教學中只能讓學生看看掛圖或用語言、文字加以描述，學生很難得到正確完整的認識和印象，現在可以利用課件把微觀世界加以放大，把龐然大物加以縮小，展示在學生眼前，許多情景不言自明，復雜情景圖文并茂，有利于學生獲取和理解。

（三） 能實現實驗效果的理想化

物理研究中一個很重要的方法便是近似，于是便有了許多理想化的模型。中學教學中有許多這樣的名詞術語，如光滑（無摩擦）、空氣阻力不計、勻速直線運動等，這些在實際中都無法找到完全相符的實例，有些現象甚至連近似都無法達到。但在計算機中，則可以完全不必擔心次要因素對現象的影響，可以讓學生觀察到真正理想化的物理現象。

二、 仿真實驗，培養學生創造力和想象力

物理學是一門實驗性很強的學科，實驗幾乎貫穿了物理學習的整個過程。以網絡信息為核心的超媒體電腦技術，可以方便地把物理仿真實驗運用于課堂，輔助物理課堂教學。在教學中，教師講解了物理定律之后，馬上運用電腦技術仿真演示相關實驗，既加深了學生對定律的理解，又增加了物理課堂的趣味性。在講解物理習題的同時，如果能用仿真實驗技術相應配套地建立一個習題所描述的物理模型，以逼真的動畫輔助物理教師的精辟解析，觸發學生的想象空間，這樣的教學效果肯定會更好。

1. 通過對實驗環境的模擬，使未做過實驗的學生通過仿真軟件對實驗的整體環境、所用儀器的整體結構能建立起直觀的認識。儀器的關鍵部位可拆卸，可解剖進行調整并實時觀察儀器的各種指標和內部結構的動作，增強了熟悉儀器功能和使用方法的訓練。

2. 在實驗中儀器實現了模塊化，學生可對提供的儀器進行選擇和組合，用不同的方法完成同一實驗目標，培養學生的設計思考能力和對不同實驗方法的優劣、誤差大小的比較、判斷能力。

3. 通過深入解剖教學過程，設計上充分體現教學思想的指導，使學生必須在理解的基礎上認真思考才能正確操作，克服了實際實驗中出現的盲目操作和實驗“走過場”現象的缺點，使學生切實受益。

三、 模擬實驗，輔助教學

計算機在輔助教學模擬實驗方面表現尤為突出。由于客觀條件的限制，學生進行實驗碰到了很多的具體困難。例如：一些微觀方面和宏觀方面的實驗只能用靜態模型觀看其結構，其運動過程無法實現。運用計算機就能用生動的圖形演示其美妙的景象。另外一些有害有危險的實驗用計算機模擬，可以避免事故的發生。做實驗講究操作程序和實驗步驟，在實際操作過程中，學生由于課前準備不充分，難免不手忙腳亂，輕則實驗效果不理想，重則造成實驗儀器損壞。用計算機模擬實驗后，學生對實驗步驟和過程心中有數，再到實驗室做實驗，就可避免不良實驗現象，糾正一些不良的實驗習慣。如研究平拋物體運動時，在演示了物體的平拋運動的實驗之后，學生有了感性認識，但學生對運動的合成與分解還缺乏理性認識。如果借助模擬實驗演示，就可以將水平方向和豎直方向的分解運動展示得清清楚楚，淋漓盡致，讓學生對兩個分運動的合成形成正確的認識。

現代信息技術在物理教學中的廣泛應用，給我們的教學帶來方便的同時，也給教師提出了更高的要求，這就需要一方面對物理教師進行技術培訓，另一方面需要加強學科教師的合作，發揮各自特長。

參考文獻：

[1]張衛濤.基于現代信息技術的高中物理教學創新研究[J].新課程（下），2015（02）.

[2]謝靜.現代信息技術在高中物理教學中的妙用[J].學周刊，2014（07）.

[3]嚴慶勇.巧借現代信息技術平臺[J].速建金彩物理實驗課堂，2014（17）.

作者簡介：

吳勇，湖南省岳陽市，汨羅市第四中學。