多媒體模擬實現(xiàn)物理演示實驗的價值研究

祝穎 陳洪斌 吉林醫(yī)藥學院 132013

多媒體模擬實現(xiàn)物理演示實驗的價值研究

祝穎 陳洪斌 吉林醫(yī)藥學院 132013

在物理實驗里，真正做好物理演示實驗也并非是件容易的事情，因為它的成功演示，要受到諸多方面因素的影響：如人為操作帶來的誤差不可避免，即教師的操作是否規(guī)范、操作技能高低；物理實驗儀器的造成的系統(tǒng)誤差不可忽略，即儀器設(shè)備設(shè)計的是否科學合理，是否適合該實驗的要求，是否精密準確等；物理實驗環(huán)境條件的影響不可輕視，如溫度、濕度、照度、通風、振動、電磁干擾等環(huán)境條件都會對實驗的效果產(chǎn)生極大的影響；觀察者的觀察視角、方位的不同，也會對實驗的整體效果有不同領(lǐng)悟，也要求學習者觀察問題、解決問題的能力有所提高。

由于人為操作、環(huán)境條件等因素的制約，使得演示實驗的效果只能是盡善盡美，不能完全克服誤差帶來的視覺演示效果。那么，我們物理教師就可以利用先進的、科學的、現(xiàn)代的教學輔助手段來克服上述不足，彌補各種條件造成的影響，我們可以通過計算機多媒體設(shè)備，利用各種多媒體軟件實現(xiàn)模擬物理學中的各種演示實驗，可以將現(xiàn)實生活中的物理實驗經(jīng)過相應(yīng)軟件設(shè)計與開發(fā)，就可以形成一個模擬演示實驗人為操作、室內(nèi)環(huán)境等條件，這樣可以避免上述人為、自然環(huán)境等不可控制或控制起來需要較高造價等問題。

例如：在物理實驗演示中做平拋運動時，需要將平拋運動從兩個方向去分析，一個是豎直方向的自由落體運動，另一個是水平方向的勻速直線運動。在動畫制作時可通過Author ware制作，通過Power Point的超級鏈接，增添其動畫效果。在Author ware中制作三個不同顏色的小球，通過對運動圖標屬性的設(shè)置，讓三個小球分別作平拋運動，自由落體運動和水平方向的勻速直線運動，讓它們同時運動，同時停止。通過Author ware制作動畫，讓學生清楚的看到在豎直方向第一個小球的運動與第二個小球完全一致，在水平方向與第三個小球完全一致。模擬的效果生動形象，使學生進一步理解平拋運動的過程。這樣既彌補了Power Point動畫功能之不足，同時又充分利用了Power Point文本設(shè)置靈活的優(yōu)勢。

可見，多媒體軟件設(shè)計在物理演示實驗中的重要地位，分析該實驗與現(xiàn)實生活中或物理實驗室中同樣問題的對比作用，說明多媒體實現(xiàn)模擬演示實驗的好處很多，價值凸現(xiàn)：

1、可以克服人為操作技能高低等問題的影響

對于簡單的演示實驗來講，人為可以進行多次重復實驗操作，以便達到一個理想的實驗效果。多次實驗操作，可能會出現(xiàn)多樣結(jié)果，當然這是實驗允許的，且多次操作取數(shù)據(jù)平均值是合理的、更加接近理論值；如果人為操作遇到儀器設(shè)備的重新定位、調(diào)試，那么工作量是非常大的；在操作技能方面，需要多次進行練習、反復操作來熟練掌握該實驗的操作程序，近而達到較高的操作技能。如果采用多媒體軟件模擬演示就要方便得多，只要重復播放幾次就可以了，而且不占用太多實驗整理時間，也就能克服人為的操作技能高低問題。

2、可以避免由于實驗儀器精密度造成的不良效果

這樣模擬演示實驗基本上用不到精密實驗儀器，當然有些實驗是取代不了的；但大多數(shù)實驗，如果實用軟件開發(fā)得好，我們都可以做。這樣只要用計算機就可以完成演示實驗的教學效果，且大大減少了大宗貴重、精密儀器的使用、采購，相應(yīng)減少了大量開銷，節(jié)約了教育經(jīng)費的投入。

3、可以克服實驗室環(huán)境條件等因素造成的影響

模擬實驗室的環(huán)境，我們可以將人為難以準確操作、精確測定、科學設(shè)置的條件，如溫度、濕度、風力等，通過軟件開發(fā)，合理設(shè)定實驗需要的理想條件即可。免去人為調(diào)試的困難，大大減少了操作者的體力勞動等問題；另外，關(guān)于照度、振動強度等問題在實驗室中控制是非常困難的，如實現(xiàn)上面的操作就可以完全消除其干擾。

4、可以使觀察者反復觀察實驗過程，并能夠總結(jié)實驗規(guī)律

既然是演示實驗，要求教師講清楚原理后，讓學生仔細、認真觀察演示實驗，不在提示的情況下，能夠總結(jié)出實驗的基本規(guī)律；這樣模擬演示可以縮短實際實驗操作的時間，且多次重復操作更加有利用學生從不同角度觀察實驗過程，理解實驗原理，揭示、總結(jié)實驗規(guī)律。

綜上所述，當然計算機多媒體演示實驗，不能完全取代物理實驗中的所有儀器，但我們可以做到計算機與儀器的配合使用，那樣就可以達到預期、理想的效果。因此，科學、先進的教學手段可以促進物理知識的學習，這樣學習軟件的開發(fā)給我們提出了新的課題，要求孩子不但要掌握目前的物理知識，還要在學習知識的過程中學會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

祝穎，吉林省吉林市人，副教授。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.14.141