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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)習(xí)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(xué)的、現(xiàn)代的教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(fù)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(xí)、反復(fù)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(fù)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(xué)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(xué)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(fù)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(xué)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(fù)操作更加有利用學(xué)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(yù)期、理想的效果。因此，科學(xué)、先進的教學(xué)手段可以促進物理知識的學(xué)習(xí)，這樣學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)知識的過程中學(xué)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