信息技術在高中物理演示實驗教學中的應用

周子濤

(江蘇省石莊高級中學 226500)

演示實驗是高中物理實驗教學的重要組成部分，是深化學生課堂所學物理知識，提高學生課堂學習效果的一個有效教學手段.但是在實際的演示實驗教學中卻常常因為實驗器材和設備的性能限制，或者課堂教學時間與空間因素的限制，使得許多課堂上開展的物理演示實驗現象不是非常明顯，影響了學生的觀察效果，最終降低了演示實驗教學效果.此時如果可以靈活運用信息技術，那么可以將物理演示實驗現象以更加直觀、生動的形式展現給學生，提升了其教學的效果.

一、巧用信息技術，化抽象為形象

在高中物理教學過程中，教材上有許多抽象性物理知識，在開展物理演示實驗操作期間，學生可能會因為物理演示實驗的操作比較抽象而影響了他們理解的效果，尤其是那些涉及到微觀或宏觀的物理實驗知識，學生無法直觀地通過肉眼進行觀察.此時如果可以在指導學生學習物理演示實驗的過程中可以靈活地運用信息技術，那么可以將這些抽象性比較強的物理演示實驗知識以更加直觀、形象的方式呈現在學生面前，這有利于更好地激發他們學習物理演示實驗知識的興趣，深化他們對所學物理演示實驗知識的理解，提高了物理演示實驗開展的效果.但是需要注意的，在利用信息技術為學生展示物理演示實驗內容期間，教師要切實考慮高中生現階段的思維認知發展特征和規律，力求可以幫助學生更好地學習和掌握必要的物理演示實驗知識.

例如，“楞次定律”是高中物理教學中的一個難點，由于涉及到的電場或磁場方面的知識比較抽象，學生學習起來難度比較大，此時雖然教師可以在授課中采用物理演示實驗的方式幫助學生觀察楞次定律的具體現象，但是卻無法使他們直觀、全面地觀察到這一物理現象形成的具體過程以及其中相關物理量的具體變化特征和規律.此時如果可以靈活地配合教學課件的內容安排，利用信息技術為學生同步開展演示實驗模擬操作，以動畫的形式為學生展示出各種不同物理量的實際變化情況，這樣可以使班級中的全體學生親身觀察到楞次定律下的微觀變化情況，從而可以深化學生對相關物理演示實驗現象及結論的理解與認識，提高了他們的學習效果.又如，在學習“布朗運動”部分物理知識期間，由于該部分物理知識主要是涉及到微觀層面的相關運動情況，所以只能夠通過顯微鏡進行觀察，但是課堂上無法給每個學生分發一臺顯微鏡或者輪流地讓他們開展實驗操作，否則會占用過多課堂教學時間，也會影響這些抽象物理知識的學習效果.針對這種情況，為了使學生可以順利地理解“布朗運動”，提高該部分演示實驗操作的效果，教師可以靈活地運用先進的攝像技術與媒體技術，有效地結合顯微鏡與攝像頭，將顯微鏡下“布朗運動”的相關實驗畫面以攝像頭拍照的方式進行放大化處理，這樣可以通過對物理實驗細節進行放大化處理，幫助學生可以觀察到這些動態化的微觀物理實驗現象，這樣更容易深化學生對“布朗運動”部分物理知識的理解與認識，同時也有利于強化他們的感性認識，提高了整體的物理演示實驗效果.

二、巧用信息技術，化復雜為簡單

在高中物理教學中，其中涉及到許多內容比較復雜或者實驗現象展現不是非常直觀的演示實驗，尤其是那些實驗現象轉瞬而逝的物理演示實驗常常無法使學生直觀地掌握所學的物理知識，影響了物理演示實驗的整體效果.此外，高中物理教學中還涉及到許多比較多操作步驟且需要處理眾多實驗數據的物理演示實驗，如果依據教材上的步驟進行按部就班地開展演示實驗，那么會影響學生觀察的直觀性，也會增加他們理解復雜物理實驗數據處理方式方法的難度.此時如果可以靈活地運用信息技術，那么同樣可以將這些復雜的物理演示實驗內容以更加簡單的形式展現，尤其是物理演示實驗數據在經過信息技術的處理后可以快速、直觀、形象的展現出來，提升了整體的物理演示實驗教學效果.基此，在開展高中物理演示實驗教學期間，教師可以靈活地運用計算機技術、三維圖像技術、VR技術等一些先進的信息技術，將有關的物理演示實驗操作及結果以更加直觀、形象的方式展示給學生，這樣可以有效吸引學生的注意力，提升他們的學習效果.

例如，在“失重與超重”部分物理知識教學期間，如果教師在課堂上為學生展示一個體重秤，之后指導學生在體重秤上做出快速下蹲或起立，這樣無論是示范的學生還是班級中的學生都無法直觀地觀察到體重秤上面的示數變化情況，增加了物理演示實驗展示的難度.此時可以運用信息技術，利用單片機、應變片、AD轉換器制作一個可與電腦通信體重秤.學生在體重秤上蹲下站立，示數可以直接在電腦屏幕顯示，并繪制出FN-t圖像，全體學生直接感受示數變化，提升了物理演示實驗展示的整體效果.又如，在勻變速直線運動部分知識教學中，針對“速度——時間”圖像的繪制，由于該部分物理演示實驗本身涉及到比較復雜的實驗過程，實際的數據處理會耗費大量的課堂教學時間，這樣會影響課堂教學的整體效果.此時如果可以靈活地運用計算機，借助Excel軟件等來處理物理演示實驗數據，那么可以將相關的物理演示實驗數據以圖示的形式直觀地展現給學生，尤其是借助計算機軟件處理物理演示實驗數據的方式更容易降低物理實驗數據處理的誤差，節約課堂教學時間，從而充分展現出了信息技術在高中物理教學中應用的重要價值.

三、巧用信息技術，化腐朽為神奇

在高中物理教學中，物理演示實驗的種類比較多，其中有許多看似不可能實現的物理現象，又或者物理演示實驗現象比較枯燥、危險或不直觀等情況，此時都會影響高中生觀看物理演示實驗結果的清晰性與直觀性，進而會影響他們學習的熱情與積極性.此時如果可以在開展相關的物理演示實驗過程中靈活地運用信息技術，那么可以起到化腐朽為神奇的作用，使學生可以切實體會和感受到物理實驗的趣味性，也提高了他們學習物理知識的效果.特別是對于那些物理演示實驗現象變化比較快或者危險性比較高的相關實驗，無法在當堂為學生進行直觀播放的時候，如果可以靈活地應用信息技術，那么可以起到化腐朽為神奇的作用.

例如，在學習“研究曲線運動中物體的運動方向”部分物理知識期間，教材上為學生提供了切割機運行中出現火花的照片，但是教材上面展示的只是靜態的圖片，同時教師也無法在課堂上現場為學生直觀地演示切割機工作情況的現象，所以學生觀察起來比較困難.此時可以靈活地運用信息技術，將切割機工作狀態下的火花產生視頻過程拍攝下來，之后運用計算機中視頻播放器軟件的定格慢放功能將視頻的畫面緩慢地放映給學生，使他們可以通過觀察這些視頻的時候觀察到火花的形成及其具體的運動路徑，這樣的物理演示實驗現象展示方式會讓學生更容易做出正確的判斷.又如，針對“粒子散射”這一物理演示實驗，由于條件因素限制而無法在課堂上為學生直觀地進行現場演示，但是可以利用視頻課件的形式為學生展示出粒子散射實驗現象，這樣可以使他們直觀地觀察到粒子散射時候的具體情形，強化了他們的感性認識，提高了實際的學習效果.

綜上所述，信息技術在高中物理演示實驗教學中的靈活運用，可以起到化抽象為具體、化繁雜為簡單和化腐朽為神奇等作用，使他們可以直觀地觀察各種物理演示實驗的具體過程和現象，這樣可以深化他們對所學物理知識的理解，提高了學習的效果.