例談信息技術在高中物理實驗中的應用

張登高

【摘 要】 在物理教學中，大部分的物理規律和知識的講解都要以實驗為基礎，實驗是學習和研究物理的重要途徑和方法。信息技術在實驗中的運用，可以幫助我們展示和模擬實驗，為提高物理課堂教學效果具有很重要的作用。

【關鍵詞】 信息技術? 物理? 實驗教學? ?應用

在高中階段，許多物理實驗效果較差，信息技術的加入不僅能展示和模擬實驗，而且還可以進一步優化實驗教學，提高實驗教學的效果，激發學生學習興趣，對于提高物理課堂教學效果具有非常重要的作用。

一、物理實驗的展示

物理是以實驗為基礎的學科，實驗教學是中學物理教學的重要一環。生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點，利用實驗課可以使學生記住實驗步驟和結論，還可以使學生透徹理解產生實驗結論的過程。但很多演示實驗，學生很難觀察清楚，導致實驗不易成功，此時我們可以通過投影展示，或者播放相關的視頻。例如，我們可以把探究彈力和彈簧伸長的關系，游標卡尺和螺旋測微器的讀數，投影到屏幕上;播放靜電感應等實驗視頻。將信息技術與物理實驗整合可以突破常規實驗儀器的局限性，所以我們應當充分發揮信息技術的特長，對那些難以觀察到的、復雜、困難的實驗進行模擬和提供幫助，成為常規實驗的補充，并把兩者結合起來，使實驗教學上升到一個新的層次，從而有助于學生發現規律、獲得知識，提高學生的科學文化素質和實驗技能水平。

二、物理實驗的模擬

在物理課堂的演示實驗中，由于受到實驗儀器本身的限制，很多實驗效果不盡人意，另外許多實驗根本無法進行。通過多媒體技術模擬一些難以完成的物理實驗，則可彌補常規實驗儀器的不足。用計算機模擬物理實驗，具有形象、直觀、動感逼真等特點，有利于幫助學生對物理問題的理解，以達到由抽象到形象，由微觀到宏觀的順利過渡，不僅填補了中學物理實驗的空白，還優化了教學過程，提高了教學質量和教學效率。有些物理實驗的過程很難分步觀察與判斷，而通過多媒體技術可以模擬控制實驗的速度，調整教與學的進度，在教師與計算機的共同啟發下達到實驗學習的目標。同時，模擬物理實驗能讓學生抓住觀察對象的主要特征和變化過程，明確觀察對象產生變化的現象和條件，有助于培養學生的注意力。如：LC振蕩電路中磁場能和電場能的相互轉化，及其在轉化過程中的振蕩電流和極板電量的變化規律;楞次定律中的感應電流的磁場和引起感應電流的磁通量的變化關系;帶電粒子在磁場中的運動;人造衛星在運動模擬;以及凹凸透鏡成實像和成虛像時的物與像的連續變化規律等。

三、實驗數據的采集

在傳統實驗中，許多實驗的數據采集既費時又麻煩，而且效果也不理想。信息技術和傳感器相結合，不僅能提高數據采集的效率，而且數據更加準確。

傳感器是能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號的裝置。電流傳感器、電壓傳感器、力傳感器、溫度傳感器等代替傳統實驗常用測量器材有電流表、電壓表、彈簧秤、水銀溫度計等。在研究平拋運動實驗中，通過傳感器和信息技術相結合，可以輕松、準確地采集到坐標信息。在教學《實驗：探究碰撞中的不變量》一節時，利用傳統的實驗室方案，單是測質量、速度等物理量就要花費5至10分鐘的時間，大大浪費課堂時間，而利用光電門傳感器，連接數據采集器可以直接讀出速度的大小，省去大量計算，且避免讀數不準確、計算不準確帶來的誤差。

四、實驗數據的處理

高中物理實驗的數據處理和作圖，用手工方法不僅速度慢而且精度低，我們可以讓學生用excel等軟件來處理數據和作圖，不僅縮短時間，而且還可以提高精確度。例如，在教學《測小燈泡的伏安特性曲線》這一節時，連接好電路之后，需要調節滑變記錄小燈泡的電壓、電流大小，再根據數據進行圖像處理，且讀數不準確，作圖不規范，都會影響實驗結果。利用DISlab只需將電流傳感器、電壓傳感器接入電路，再連接數據采集器，就可以直接采集電壓、電流數據，并輸入計算機，經過教學軟件處理，可以直接繪制出小燈泡的伏安特性曲線。另外，還可以輕松實現實驗數據之間的對比，有助于學生對數據的歸納和總結，更容易得出實驗結論。

近年來，隨著科技的進步和信息化的不斷發展，教育也在不斷地信息化。信息技術在高中物理實驗中的廣泛應用，不僅培養了學生的科學探究精神，而且豐富了教師的教學模式和信息資源，激發了學生的學習興趣，還提高了實驗教學的質量和效率，對提高物理課堂教學效果具有很重要的作用。

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