信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用論文

時(shí)間：2023-03-06 04:05:54 論文我要投稿

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　　摘要：近年來(lái)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，教育領(lǐng)域得到快速發(fā)展，并使教育趨于信息化發(fā)展。在物理教學(xué)中，大部分的物理知識(shí)規(guī)律的講解都需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生理解，實(shí)驗(yàn)是開(kāi)展學(xué)習(xí)研究物理知識(shí)規(guī)律的重要方法及途徑。通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用，可以將在實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件下難以實(shí)現(xiàn)的重要實(shí)驗(yàn)通過(guò)多媒體設(shè)備展現(xiàn)出來(lái)，打破實(shí)驗(yàn)條件的局限性，提高課堂演示效果。本文論述了現(xiàn)代信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及其所發(fā)揮的重要作用。

信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用論文

　　關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；應(yīng)用

　　信息技術(shù)是用于處理信息、管理信息所采納的科學(xué)技術(shù)的總的稱(chēng)謂，簡(jiǎn)稱(chēng)IT。其定義根據(jù)所應(yīng)用的領(lǐng)域、層次及目標(biāo)的不同而具有多種不同的表達(dá)。此文所指的信息技術(shù)是在教育教學(xué)過(guò)程中所應(yīng)用到的信息技術(shù)，是學(xué)生及教師在獲取信息、管理信息、使用和傳播信息的過(guò)程中，為了提高學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量所用到的以各種以計(jì)算機(jī)和多媒體設(shè)備為核心的信息技術(shù)。物理是自然科學(xué)學(xué)科中最為精密的一門(mén)學(xué)科。學(xué)生對(duì)大多數(shù)物理知識(shí)規(guī)律的認(rèn)識(shí)都需要通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)或是借助日常生活中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)理解，在物理教學(xué)中，讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí)總結(jié)物理規(guī)律或是教師借助課堂時(shí)間演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解認(rèn)知物理規(guī)律，可以使物理知識(shí)更加容易地被學(xué)生接受；讓學(xué)生從聽(tīng)實(shí)驗(yàn)方法、看實(shí)驗(yàn)過(guò)程、記實(shí)驗(yàn)結(jié)果的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變成親身體驗(yàn)、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的合作自主探究的學(xué)習(xí)方式，促使學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，提高學(xué)習(xí)物理的積極性，并且還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手操作實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)生全方位素質(zhì)發(fā)展具有深刻長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。

　　1在初中階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用

　　1.1初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

　　在初中階段，物理課堂教學(xué)多以演示實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律，并讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)規(guī)律來(lái)加深對(duì)知識(shí)的理解。對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)，他們剛接觸到物理，這一階段的學(xué)生思維活躍，好奇心求知欲強(qiáng)，愛(ài)動(dòng)，具有一定的抽象思維能力，但是還需要借助具體的事物支持，讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)既可激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的積極性，又可引導(dǎo)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的人生態(tài)度與價(jià)值觀。

　　1.2信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的個(gè)例分析——《分子熱運(yùn)動(dòng)》

　　《分子熱運(yùn)動(dòng)》是人教版初中三年級(jí)的物理知識(shí)，其中包含了分子的擴(kuò)散現(xiàn)象、分子動(dòng)理論、分子間的相互作用力等內(nèi)容[1]。微觀世界的分子較為抽象，而初中生的抽象思維能力又比較弱，所以在教學(xué)過(guò)程中，教師為了讓學(xué)生更深刻地了解微觀世界的分子，盡可能通過(guò)教學(xué)媒介將微觀世界中的分子直觀地表達(dá)在學(xué)生面前。課堂程序如下：

　　2回顧及拓展

　　2.1知識(shí)回顧

　　首先，課堂教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié)回顧物質(zhì)的構(gòu)成，那么分子的講解可以利用多媒體把分子以圖片的形式展示在學(xué)生面前，構(gòu)建物理模型，由抽象到具體，微觀到宏觀，幫助學(xué)生清晰的認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是由分子組成。圖1為分子模型。

　　2.2創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

　　在分子的擴(kuò)散現(xiàn)象這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)的方式可以讓學(xué)生更容易理解掌握。但一節(jié)課只有有限的45分鐘，那么，用多媒體播放實(shí)驗(yàn)錄像就打破了課堂上對(duì)時(shí)間的限制，增大了課堂容量，讓結(jié)論更加清晰易懂。而且運(yùn)用Flash動(dòng)畫(huà)可以讓學(xué)生全方位的更加清晰的看到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，照顧到每位學(xué)生，使學(xué)生更易理解，且印象深刻，而且節(jié)約課堂有限的時(shí)間，豐富學(xué)生知識(shí)，增加課堂容量。例如講解硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象，如圖2所示最左邊的圖中沉在量筒下部的是密度比水大的硫酸銅溶液，與水有一個(gè)非常清晰的界面，放置一段時(shí)間就會(huì)發(fā)現(xiàn)這兩種溶液混合均勻，這段時(shí)間比較長(zhǎng)，若在課堂演示此實(shí)驗(yàn)，在寶貴的45分鐘課堂時(shí)間肯定不能觀察出明顯的硫酸銅和水的擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。利用多媒體播放記錄硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象的圖片，將物理現(xiàn)象更加直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前，打破了課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)間的局限性。

　　3在高中階段物理實(shí)驗(yàn)中信息技術(shù)的應(yīng)用

　　3.1高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

　　在高中階段，有許多的實(shí)驗(yàn)原理比較抽象，理解起來(lái)較為困難，還因?yàn)楦鞣N客觀條件的限制，許多物理實(shí)驗(yàn)都無(wú)法嚴(yán)格地按照新課標(biāo)的要求來(lái)進(jìn)行，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果較差，而且高中階段學(xué)習(xí)比較緊張，傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識(shí)，還是通過(guò)教師、課本所得，學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)并不深刻[2]。合理利用信息技術(shù)在很大程度上可以滿(mǎn)足這一階段的教學(xué)需求，不僅可以節(jié)約時(shí)間優(yōu)化教學(xué)，還能提高教學(xué)效率，提升教學(xué)質(zhì)量。

　　3.2信息技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的個(gè)例分析——多媒體動(dòng)畫(huà)模擬

　　高中物理實(shí)驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容范圍較廣，例如宏觀的宇宙天體，微觀的基本粒子均有涉及，而這些物理實(shí)驗(yàn)都是不能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得以實(shí)現(xiàn)的，還有一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備只有研究實(shí)驗(yàn)室才有。但運(yùn)用3DSMAX和Flash等軟件對(duì)難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多媒體動(dòng)畫(huà)模擬，例如地球人造衛(wèi)星運(yùn)行的場(chǎng)景模擬(如圖3)，核裂變的動(dòng)畫(huà)模擬(如圖4)，可使學(xué)生對(duì)這些物理事實(shí)有初步的了解，激發(fā)學(xué)生對(duì)宇宙的好奇心和探究宇宙奧妙的積極性。

　　4在大學(xué)階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用

　　4.1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

　　本科階段實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理非常重要，需要細(xì)心，耐心，實(shí)事求是的精神；學(xué)生通過(guò)操作一些實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并加以處理分析，總結(jié)得出結(jié)論，鞏固和加深對(duì)理論知識(shí)的理解的同時(shí)又培養(yǎng)了觀察分析問(wèn)題、動(dòng)手操作能力與科研能力[3]。

　　4.2信息技術(shù)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用——實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量分析處理

　　近代大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵。以密里根油滴實(shí)驗(yàn)為例，其采用了反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)法測(cè)量了10個(gè)油滴分別上升下降2mm的運(yùn)動(dòng)各10次，得出大量的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的處理又非常繁瑣且易出錯(cuò)[4]。若采用人工計(jì)算，耗時(shí)又極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為解決以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中采用VisualBasic6.0編程設(shè)計(jì)的密里根油滴數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過(guò)VB內(nèi)部程序操縱Excel應(yīng)用程序，運(yùn)用ActiveX技術(shù)調(diào)用Excel，實(shí)驗(yàn)效率得到大幅度提高。如圖5所示為密里根油滴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理界面。系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用程序快速準(zhǔn)確的對(duì)錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減少手工計(jì)算的繁瑣程序，而且節(jié)約時(shí)間降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　5信息技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合的過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

　　物理對(duì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、真實(shí)性都有很高的要求，信息技術(shù)的應(yīng)用的前提就是要符合物理學(xué)科精確、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)；雖然多媒體課件演示實(shí)驗(yàn)可以節(jié)省課堂時(shí)間，但是不能代替實(shí)驗(yàn)操作，要注重學(xué)生的實(shí)踐能力，盡可能讓學(xué)生動(dòng)手操作；信息技術(shù)只是用來(lái)輔導(dǎo)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工具，使實(shí)驗(yàn)進(jìn)展更加順利，不能本末倒置[5]。促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展是將信息技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的最終目的，但學(xué)生自身存在個(gè)體差異性，在課堂上，信息技術(shù)的引入要注意學(xué)生的年齡與心理特征等；每個(gè)學(xué)生的接受能力不同，所以還要注意適當(dāng)?shù)乃俣炔⑴湟灾v解，照顧到每位同學(xué)。

　　6總結(jié)與展望

　　近年來(lái)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)國(guó)力的不斷壯大，教育領(lǐng)域得到快速發(fā)展，科技的進(jìn)步使教育趨于信息化發(fā)展。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神，使課堂容量得以擴(kuò)大，現(xiàn)代信息技術(shù)豐富了教師的教學(xué)模式和信息資源，提高了教師的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)一步提高了教師課堂教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率[6]。信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一定會(huì)有更加廣闊的發(fā)展前景，在不久的未來(lái)，物理教學(xué)將會(huì)全面朝著素質(zhì)教學(xué)方向前進(jìn)，信息技術(shù)將會(huì)更加全面先進(jìn)，將會(huì)探索出更多更有效的教學(xué)方式，優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)科技型人才，為國(guó)家的快速發(fā)展培養(yǎng)后備力量。

　　參考文獻(xiàn)：

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