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基于现代信息技术的物理实验

2020-01-18吴小素

电子技术与软件工程 2019年24期
关键词:电子白板人教版高中物理

文/吴小素

物理实验教学是高中物理教学的重要组成部分,同时也是提高物理教学实效性的重要教学环节。只有学生能够熟练的掌握物理实验能力,才能够更好的接受物理知识,将抽象的知识变得直观化,从而进行吸收和内化,提升学生的物理核心素养和综合能力。而将现代信息技术与物理实验进行融合,不但可以激发学生对物理实验的兴趣,同时也能够加强学生的实践操作能力,活跃学生的思维,是提升学生物理实验能力的最有效教学策略,具体教学方式主要有以下几种。

1 通过实物投影提高物理实验的可视度

在进行物理实验教学时,物理教师经常需要做一些演示实验,来帮助学生理解和掌握所学的知识,使物理知识变得更直观容易。但是有些演示实验的可视度并不高,所以学生对实验结果并不清楚,从而降低了物理实验的实效性,而通过实物投影,不但提高了物理实验的可视度,也是物理实验的教学作用得到充分体现。

例如,在对学生进行人教版高中物理选修3-4《波的干涉》教学时,会涉及到波的干涉实验,因为学生的数量较多,而实验道具有限,加之水的透明特性,除了在老师附近的学生可以看清实验现象,其他学生很难看清。这时物理老师就可以使用投影仪进行投射,将实验道具放到投影仪的演示台上,然后调整投影仪,使倍数增大,当震动片在水中震动时,会激起水波,当水波相遇时会形成稳定的干涉现象,如图1所示。通过这种方式,学生可以清楚的观察到实验现象,并且对波的干涉知识有一个更深层次的认识。

并且在对学生的探究活动进行记录时,传统的教学模式需要老师在学生进行探究活动期间进行巡视,然后将学生的探究结果写在黑板上,这种方式不但浪费时间,也使教学效率降低,但是通过现代信息技术投影仪的介入,老师可以在巡视过程中通过投影仪将学生的成果展现在屏幕上,使学生的思维得到充分调动,大大的提高了课堂时间利用率。

2 通过数码相机提高物理实验的直观性

有一些物理实验的现象并不能直观的观测到,而现代信息技术的融入可以有效的提高物理实验的直观性。通过数码相机可以将实验的过程快速准确的记录下来,从而使学生的感性认知得到增强,同时也加深了学生对所学知识的理解。

例如,在进行人教版高中物理必修一《用打点计时器测速度》这一节物理实验教学时,物理教师就可以利用数码相机的高速连拍功能中的计时功能,对学生开展精确的物理实验教学。在实际实验过程中,通过高速连拍和短片录制功能,可以照出相邻的两帧画面之间的精确相等的时间间隔,也就是说每一幅画面都是一个时刻,两幅画面之间形成一个时间间隔。相对于用传统的打点计时器进行实验,数码相机更直观,并且也十分迅速方便,不会受到其他因素的影响,实验所得到的结果更加准确。另外,数码相机比较常见,随时可以拿来进行实验,不需要额外的投入成本,大大的降低了物理实验的成本。

3 通过电子白板使物理实验结果更形象化

现代信息技术中的电子白板具有很强的仿真功能,在物理实验教学中运用电子白板可以使物理实验结果更形象化,可以有效提升学生对所学知识的理解能力,进而使学生更好的掌握和利用。

例如,在对学生进行人教版高中物理选修3-4《简谐运动》教学时,需要进行弹簧振子的实验,但是因为实验中的弹簧振子振动速度十分快,所以实际操作并不能得到良好的控制。因此,利用传统教学模式开展教学活动时,物理老师只能让学生自行观看实验,之后对位移、加速度等物理量进行分析,最后结合老师的讲解得到运动变化的规律,这种方式会使学生感到乏味,并且学生也不好理解。但是如果采用电子白板的仿真功能进行仿真实验教学,不但能够弥补传统教学模式的不足,也能够使弹簧振子一直震动,并且在进行分析时,如果学生还是看不清,物理老师可以将弹簧振子停在特定的位置上,引导学生进行细致准确的分析,并且可以通过电子白板将位移、加速度等物理量的随时变化特点呈现给学生,使学生能够更容易的得到各物理量之间的变化规律,使学生能够将抽象的物理概念转化为直观的动态图片,加深学生对所学知识的印象和掌握。

又如,在进行人教版高中物理选修3-4《机械波》这一节教学时,物理老师可以利用电子白板的触摸笔功能对横波演示仪上的动态图像进行操控,使学生能够更好的理解波长和周期的关系,从而使学生能够更直观的理解波传播的过程。利于学生对振幅、波长.波长和周期的关系进行探讨和分析,从而加深学生的印象,使高中物理实验课堂教学效果得到提升。

4 通过仿真实验室增强物理实验的真实性

所谓的“物理仿真实验室”,就是开发的一种开放性的仿真软件,能够对多种真实物理实验进行模拟,是综合性的创新物理实验室。通过仿真实验室,不但能够将整个实验过程模拟出来,也能够使学生的实验设想得到验证,并且也能够弥补一些真实物理实验中的不足,具备所有真实物理实验的环境,可以帮助学生创建一个科学有效的物理模型,并且自动得出实验结果,既省时又全面。

例如,在对学生进行人教版高中物理选修3-1《恒定电路》这章内容教学时,需要学生掌握电路的设计与连接,并且也要能够对仪表进行正确的选择和使用,了解滑动变阻器的连接等。如果采用传统的教学模式,物理老师会结合教材的内容对实验教学聂荣进行设计,学生在设计出电路之后并不能够得到验证,从而使本节课的教学内容失去价值。但是如果运用仿真实验室对本章物理实验进行教学,在学生自主设计好电路之后,让学生建立电路模型,然后进行实验验证,不但能够提高学生的动手操作能力,也能够使学生的实验操作步骤更加规范,操作方式更加准确,并且在实验验证的过程中,学生也可以清楚的发现自己所设计电路出现的问题,从而能够进行及时更改。同时,学生也可以快速准确的将自己的实验数据输入到电脑中,电脑会对数据进行分析,及时的提供出实验结果。

通过这种方式,不但能够节省物理实验操作时间,也能够提高物理实验的效率,使物理实验更真实。

5 通过DIS实验技术提高物理实验的精确性

DIS实验技术实验室是一种全新的物理实验系统,里面不但有采集器、传感器等物理设备,也有很多实用的物理实验装置,比如计算机等。利用DIS实验技术,可以提高物理实验的精准性,帮助学生更轻松的找到各物理量之间的关系。

例如,在对学生进行人教版高中物理选修3-1《电学实验》这章内容教学时,需要学生进行测定电源的电动势和内阻的物理实验,物理老师就可以引导学生利用DIS实验技术进行实验,首先学生可以通过该传感器获得需要的数据,然后将数据输入到Excel表格中,这时就会自动生成电线图形,使学生能够清晰的观测到准确的物理数值,并且能够直观的看出这些物理量之间的关系,进而提高学生的学习效率。

6 通过微课增强物理实验的及时性

图1:波的干涉实验现象

将现代信息技术融入到物理实验教学中最常见的一种教学策略就是微课,通过微课可以增强物理实验的及时性,使学生能够随时随地的对物理实验进行观看,在加深学生对物理实验印象的同时,也提高了学生的学习效率,进而使学生的物理核心素养得到提升。

例如,在进行一些有关气体的物理实验时,学生们很难用眼睛直接观测到实验现象,这时物理老师就可以用高速摄像机将实验录制下来,然后上传到学习平台上,学生可以通过反复观看和慢放对实验现象进行观测,从而增强学生对所学知识的掌握;并且微课也不受时间和空间的限制,学生可以随时进行观看。

7 结束语

现代信息技术有很多优点,在对学生进行物理实验教学的过程中,可以将现代信息技术融入其中,通过多样化的现代信息技术,使抽象化、复杂化的物理实验变得直观化、形象化,从而使学生能够更轻松的掌握所学的知识,通过对实验的细致观察,加深学生对所学知识的理解,进而使学生的学习效率得到提升,为学生日后的学习和发展奠定基础。

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