信息技术在物理实验教学中的应用探讨，本文主要内容关键词为：信息技术论文,物理实验论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现代信息技术在教学中的应用，拓展了教学的空间，搭建了师生交互的平台，营造了浓郁的教学氛围和课堂环境，不断改革着教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式，也为以实验为主要教学手段的物理教学插上了理想的翅膀。然而，如何恰当地运用现代信息技术优化物理实验教学，仍然是广大物理教师需要探讨的一个问题。
一、在实验的模拟和演示中的应用
实验教学在物理教学中占有十分重要的位置。学生亲自动手参加实验可熟悉各种元件和实验仪器的使用方法，增加感性认识，增强动手能力。这是任何模拟实验都不能代替的。但是，有的实验有一定的危险性；有的实验受常规实验仪器本身的限制，在学校不可能完成；有的实验现象非常短暂，稍纵即逝；有的实验学生很容易忘记或记忆模糊；还有的实验可视性很差，只能让少数离得很近的学生观察到。这些严重影响了实验教学的效果。然而，这些实验却能利用多媒体技术来进行模拟和演示，并能达到令人满意的效果。例如：对于可视性较差的实验，可将实验装置移到视频展示台上，调整摄像头的角度，将视频展示仪输出的视频信号通过多媒体投影仪投影到大屏幕上，使所有学生都能看到清晰、直观的实验现象，这样就能极大地优化实验的演示效果。
二、在实验数据、图像的处理与展示中的应用
在进行实验探究之后，一方面，有些复杂的实验数据的处理可利用计算机来完成，以节省时间；另一方面，教师如果能将学生记录的实验表格和绘制的图像投影在大屏幕上，可十分方便地引导学生进行分析和讨论，得出实验结论，收到良好的教学效果。例如：在《实验：观察水的沸腾》这节实验课的教学中，利用实物投影仪对几位学生记录的“实验表格”以及绘制的“温度随时间变化图像”进行了展示、对比、分析和评价记录，从而引导学生得出实验结论，并讨论相关问题：为什么有的同学绘制的图像与该同学展示的不一样，测得的水的沸点并不是100℃呢？
三、在实验复习中的应用
到了复习阶段，由于不可能将所有实验重做一遍，因此，实验的复习成为物理教学中的一个难点。在复习阶段，学生对物理实验所要探究的现象和规律以及实验的操作已经有了一定的感性认识基础。在这一基础上，我们产生了在实验复习中实施课程整合的构想。实践证明，这样的实验复习课不仅受到了学生们的普遍欢迎，而且大大增加了课堂教学容量。
四、在探究和创新性实验中的应用
在21世纪，创新精神和创新能力的培养已被广泛关注。只有具备创新精神和创新能力的人才，才能在竞争日益激烈的社会中取得一席之地。我们的教育要适应社会发展的要求，培养出具有竞争力的人才。然而，受实验条件和实验课时及其它因素的限制，目前传统教学中落后的重复操练、强化简单的机械记忆的教育观念和方法，仍在妨碍着学生创新精神和创新能力的培养。学生在课堂进行实验操作的时间是非常有限的，远远不能满足他们的需要，这就需要在课外补充。而在现有的条件下，学生在课外进行实验操作也是非常困难的。“仿真物理实验室”能为学生提供一个全方位的开放性的操作环境，学生在家里也可以搭建自己的“实验室”。“仿真物理实验室”不但可以演示实验动画，提供相关的实验数据，还能提供足够多的虚拟器材。它给了学生一个想象、探究和创新的空间。学生可以充分发挥自己的想象，进行探究性和创新性的实验，真正成为学习的主人。
五、在绘制、截取和整合以及展示实验图形中的应用
在实验题的教学中，实验图形的绘制是不可缺少的。而有些物理图形尤其是实物图的绘制和展示用传统手段是不容易实现的，因而，教师大多长期采用回避的办法，这样就使得学生对实物图的识别能力普遍较差。教师如果用专用绘图软件（如AutoCAD、Photoshop、Windows画图等）或应用软件的绘图模板（如Protel、Flash、Authorware等）、屏幕截图软件（如HyperSnapDX）和扫描仪等来处理这些图形就十分方便，如果有条件，还可以从网上下载一些图形。教师可根据需要对这些图形进行整合再应用到教学中。图1就是在从软件《仿真物理实验室》中“截取”的一幅图片的基础上，在Windows的“画图”中“整合”得到的。如果教师能熟练地处理教学所需的物理图形，不仅能提高实验题的教学效率，还能提高学生对实物图的识别能力。
六、课例：《电学实验专题复习》
1.教学对象和内容
初中毕业年级和课改学校八年级电学实验的复习。
2.教学目标
知识目标：使学生熟练掌握电压表和电流表的使用方法和多种电学实验的接线方法以及实验所要探究的物理规律等，初步掌握软件《仿真物理实验室》的使用方法。
能力目标：提高学生对实物图的识别能力和实验技能，培养学生的创新能力。
情感目标：让学生体验学习的乐趣和成就感，激发学生探究物理的兴趣。
3.教学重点和难点
实验电路的设计和连接。
4.教学方法
观察法、演示法、对比法和练习法等。
5.教学准备
制作网页式课件。
从网上下载并安装《仿真物理实验室》，学生一人一机。
6.教学过程
（1）课题引入
展示如图1所示的一幅画面。这幅画面描述的是一位教师指导学生纠正实验错误的情景。提问：这位同学错在哪里？如果此时闭合开关，会导致什么后果？
学生通过观察、分析和思考后发言。教师归纳，并在此渗透思想教育：我们做实验时，一定要有科学的态度、严谨的作风，要养成良好的实验习惯。
（2）复习电流表和电压表的使用规则
通过“对比法”复习。
（3）复习电流表和电压表的读数方法
学生可在教师设计的“网页自测题”中，根据电流表和电压表显示的不同示数进行读数自测，做完后“提交”，系统会出现“自测成绩报告单”，使学生体验到学习的乐趣和成就感。
（4）复习第一个实验：用电流表测电流
要记住电流表和电压表的使用规则并不难。但学生在具体操作时，却时常出现各式各样的错误，其中一个原因就是电路图和实物图之间有着较大的差异，学生对实物图的识别能力较差。针对这一现象，探究如下问题：
①在图2中，电流表的连接有什么错误？
②现要测量通过B灯的电流，但只允许变动原图中一根导线的一个端点的接线位置，应如何改动？（利用“仿真实验室”演示，测出B灯中的电流I[，B]）
③在第②问已经改动的基础上，若要测量通过A灯和B灯的电流之和，而且又只允许变动原图中一根导线的一个端点的接线位置，应如何改动？（利用“仿真实验室”演示，测出A灯和B灯中的电流之和I总）
④在第③问已经改动的基础上，怎样测量通过A灯的电流？（利用“仿真实验室”演示，测出A灯中的电流I[，A]）
这四个问题的难度是逐步加大的。能正确回答第①问的人较多，但能正确回答第②问、特别是第③问的人则不多。在实物图中，电流表究竟是和哪一部分串联的，并不容易判断。通过对这个具体实例的分析，不仅可以引导学生再次对并联电路中电流的规律进行探究，而且可以提高学生对实物图的识别能力，这对提高他们的实际操作技能是很有帮助的。而这个例题的展示和演示在传统课堂中是难以实现的。
（5）复习第二个实验：用电压表测电压
重点讨论的问题：如果给你足够多的实验器材，你会怎样设计实验电路。此处主要目的是培养学生的创新意识。
（6）复习第三个实验：用电压表和电流表测电阻
过渡：过去我们在物理实验室做电学实验，今天我们利用计算机来模仿真实的实验，这样的实验称为“仿真实验”。
首先复习实验目的、实验原理和电路图、实验器材等内容。教师再进行“仿真实验”的操作演示。
（7）发散思维训练（引入第四个实验：测定小灯泡功率）
①用此电路还能完成什么实验？
②实验原理是什么？
③需要重新测量数据吗？
通过第三个实验和第四个实验的对比分析，使学生对这两个实验建立起横向联系，使学生的知识结构网络化。
（8）学生做仿真实验
实验：用电压表和电流表测小灯泡的电阻和功率。教师巡视和答疑。
（9）分析、评价和探究
①展示学生设计的电路。
②展示教师准备的或者学生实验中出现的几种典型的错误电路。
通过教师提问和学生讨论以及点评等方式解决学生中存在的问题。
（10）小结
对本节课复习的主要内容进行小结，如图3所示。
七、结束语
随着各校硬件和软件资源的不断完善和广大教师信息技术素养的逐步提高以及课程改革的不断深入，信息技术在教学中的应用将会越来越广泛，我们还需不断地进行实践，探讨将现代信息技术适时和适度地应用到物理实验教学中的有效途径。