信息技術(shù)在物理電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實踐與研究

陳泳林

摘要：物理作為一門不斷變化發(fā)展的學(xué)科，在各個發(fā)展時期，都對教學(xué)器材及實驗投入產(chǎn)出效率有較高的要求，涵蓋實驗方法的改進、實驗強度的提升以及信息的有效分析運用等各個方面。當(dāng)前信息技術(shù)在整個教學(xué)體系中有了更為廣泛的應(yīng)用，從物理實驗數(shù)據(jù)的分析整合、光電效應(yīng)模擬到智能化分析預(yù)測實驗結(jié)果，信息技術(shù)都大力推動了物理學(xué)科的發(fā)展。我們應(yīng)該充分認(rèn)識到物理學(xué)科的特點，并有效融入信息技術(shù)教學(xué)，更高效地提升教學(xué)效果。本文以此為立足點，分析當(dāng)前高中階段物理教學(xué)現(xiàn)狀，以電磁板塊的教學(xué)為例，分析信息技術(shù)在其中的有效應(yīng)用，并提出一系列可行性建議。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；電磁教學(xué)；實踐應(yīng)用

近年來，隨著教育體制的不斷變革以及教學(xué)模式多樣化的發(fā)展，高中教學(xué)理念也在不斷更新和拓展。高中作為連接初中和大學(xué)的關(guān)鍵階段，應(yīng)努力實現(xiàn)從基礎(chǔ)教學(xué)到實踐結(jié)合理論教學(xué)的過渡，力爭培養(yǎng)實踐能力強、邏輯思維縝密以及理念創(chuàng)新的高素質(zhì)人才。

物理作為高中整個教學(xué)體系中的重點學(xué)科，具有邏輯性強、辯證度高以及社會實踐聯(lián)系性強等特點，對學(xué)生理性思維和學(xué)科邏輯思維的提升有很大的助益。從學(xué)科特性方面來說，此階段的物理教學(xué)更加貼近新時期的教學(xué)理念，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，知識深化，前后聯(lián)系加強。高中時期的物理教學(xué)不單純拘泥于教材知識點的簡單講解，而是更注重于相關(guān)實驗操作的具體開展步驟、理論邏輯證明以及定性定量運算，如考慮物體具體受力方向、作用力的大小、光電效應(yīng)的實際應(yīng)用等等，具有更強的實踐效益；其次，亟待提升學(xué)生分析能力，考察轉(zhuǎn)化化歸思想的應(yīng)用。高中物理需要知識點的總結(jié)歸納以及物理研究方法的深入討論和對比研究，對初中物理知識進行再提高；最后，此階段的物理教學(xué)更側(cè)重于社會實踐應(yīng)用，對教師教學(xué)方法提出了更高的要求，需要先進教學(xué)設(shè)備以及新教學(xué)理念的不斷引入。

隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)拓展到教學(xué)體系中的各個方面，并發(fā)揮著有效處理信息、數(shù)值模擬以及分析預(yù)測的多種功效，在對高中物理教材深入解讀、實驗方法的優(yōu)化以及教學(xué)進度的提升等層面都有著積極的促進作用，其主要學(xué)科應(yīng)用體現(xiàn)在以下三個方面：一是制作教學(xué)動畫，拓寬教具應(yīng)用范圍。教師可通過使用多媒體信息技術(shù)以動畫的形式將備課內(nèi)容形象完整地表達出來，使得學(xué)生更直觀掌握重難點物理概念各時期的演變以及各階段的效果，加強學(xué)生對概念發(fā)展進程的有效掌控；二是跟蹤物理實驗進程，模擬重點過程。高中物理學(xué)科中很多重點實驗都需要多個學(xué)科知識的有效整合，對學(xué)生的邏輯思維能力以及推導(dǎo)能力都提出了很高的要求，如在學(xué)習(xí)“萬有引力”以及“電勢與電流的關(guān)系”這兩部分內(nèi)容時，借助信息技術(shù)進行過程模擬和數(shù)值模擬，將每個步驟發(fā)生過程都進行慢處理和精細(xì)化處理，使得學(xué)生了解每個過程，促進對重點物理實驗的有效掌握；三是有效完成數(shù)據(jù)分析整合以及結(jié)果預(yù)測。高中物理實驗數(shù)據(jù)結(jié)果偏多，處理難度大，借助信息技術(shù)的匯總效能來有效進行數(shù)據(jù)分析，達到更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果。

電磁效應(yīng)是自然界存在的一種基本現(xiàn)象，同時也是高中物理的教學(xué)重難點板塊，相關(guān)研究人員從最初的定性認(rèn)知到之后的定量分析檢測，每一個階段都在不斷擴充電磁學(xué)的實際應(yīng)用范圍，如“電磁感應(yīng)定律”、“電磁以太”以及“偏振傳輸”等等，均以基本電磁效應(yīng)為支撐點。在學(xué)習(xí)本部分內(nèi)容時，信息技術(shù)處理發(fā)揮了很大的促進作用。現(xiàn)以課堂實際教學(xué)為例進行分析，主要分成三個步驟：首先，運用信息技術(shù)表述抽象概念。這一環(huán)節(jié)主要是運用Office軟件、繪圖軟件以及DMS建模軟件，繪制出抽象的磁感線、小磁針以及吸附鐵屑，控制模塊改變通過的電流大小，使之直觀呈現(xiàn)各個階段磁感線的偏離程度以及兩極磁感線的延伸方向和閉合特點，并對各階段的實驗現(xiàn)象進行有效記錄；其次，探究不同控制條件對實驗結(jié)果的影響。這一過程主要借助Interactive Physics軟件進行分析研究，此軟件不需要進行實際實驗操作，而是運用模擬分析的功能，探測各個影響因子對實驗結(jié)果的作用類型，如閉合電路連接情況、導(dǎo)體性能以及磁感線不同方向切割運動，此種交互式物理教學(xué)方法能夠有效對各類型因素影響范圍進行合理把控，并得出相應(yīng)的變化規(guī)律，揭露電磁感應(yīng)作用的本質(zhì)，以此來促進學(xué)生的直觀認(rèn)識；最后，數(shù)值分析整合及過程預(yù)測。此階段主要用到Matlab、Tracker等軟件進行數(shù)據(jù)分析，輔助教學(xué)過程，深入探究電磁效應(yīng)的作用規(guī)律，同時，跟蹤每個過程的變化趨勢，并在電腦上直觀表現(xiàn)出出作用力的大小變化，定性定量地輸出必要的感應(yīng)圖像，進行磁感線的曲線擬合，更加細(xì)致地分析實驗結(jié)果。

在教學(xué)過程中，我們應(yīng)該充分結(jié)合當(dāng)前先進教學(xué)技術(shù)與教學(xué)理念，并有效付諸于實際教學(xué)體系中。物理學(xué)科需要有更加嚴(yán)密的實驗體系、概念發(fā)展框圖以及邏輯推導(dǎo)過程，我們應(yīng)將信息技術(shù)有效運用到物理學(xué)科教學(xué)中，對重難點知識板塊進行數(shù)值分析與過程模擬，促進學(xué)生的有效認(rèn)知，力爭達到更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]喬靜.高中物理電磁學(xué)演示實驗資源的開發(fā)與實踐[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2015.

[2]李中原.高中物理電磁學(xué)部分探究式教學(xué)設(shè)計的研究[D].廣西師范學(xué)院，2015.

[3]施鳳麗.基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高中物理電磁學(xué)黑箱技術(shù)的研究[D].南京師范大學(xué)，2014.

[4]趙玲朗.高中物理電磁學(xué)探究學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計研究[D].東北師范大學(xué)，2015.

[5]王付勝.整合多版本高中物理教材開展電磁學(xué)教學(xué)的實踐[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2015.endprint