信息技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的三點(diǎn)思考

■鐘贛萍

高中物理的基本概念、基本規(guī)律都是從物理現(xiàn)象中抽象概括出來(lái)的，因此實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)習(xí)中具有非常重要的地位。在物理實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生能經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的過(guò)程、步驟，能更容易理解和掌握相應(yīng)物理規(guī)律。那么如何能夠使學(xué)生更直接地參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程，更好地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更簡(jiǎn)單明了地分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢?信息技術(shù)的出現(xiàn)，恰好能幫助我們解決這一問(wèn)題。

一、通過(guò)信息技術(shù)“模擬”實(shí)驗(yàn)

受時(shí)間、空間、實(shí)驗(yàn)器材等客觀條件因素的影響和限制，在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，有些實(shí)驗(yàn)無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室或日常生活中實(shí)現(xiàn)，或不能完整地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。利用信息技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)，能讓實(shí)驗(yàn)過(guò)程直觀形象，重復(fù)再現(xiàn)，能對(duì)條件進(jìn)行多重調(diào)節(jié)，能讓實(shí)驗(yàn)過(guò)程動(dòng)靜、快慢結(jié)合，這些舉措可以讓學(xué)生看到想看而看不到的現(xiàn)象，讓學(xué)生更直觀地了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，從而提高物理學(xué)習(xí)效率和效果。例如，在電流知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，理解電流的方向問(wèn)題是一個(gè)難點(diǎn)。因?yàn)殡姾傻囊苿?dòng)我們幾乎觀察不到，用高中的實(shí)驗(yàn)器材是不可能讓學(xué)生們觀察到電荷的移動(dòng)的。此時(shí)我們便可利用信息技術(shù)，模擬出電荷的運(yùn)動(dòng)。在學(xué)習(xí)由容器的充、放電過(guò)程時(shí)亦如此。我們可以直接看到連接在電容器兩端的燈泡的亮度變化，卻觀察不到電荷在電容器兩極板之間的轉(zhuǎn)移，此時(shí)通過(guò)信息技術(shù)的模擬來(lái)演示電容器的充、放電過(guò)程，就可以通過(guò)觀察電容器兩極板的電荷量變化，直觀明了地了解充、放電的過(guò)程。

二、通過(guò)信息技術(shù)“觀察”實(shí)驗(yàn)

在物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用信息技術(shù)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程放大或縮小，加快或放慢，觀察實(shí)驗(yàn)的部分或整體，能夠幫助學(xué)生化抽象為具體，讓知識(shí)變得更為生動(dòng)，把要研究的物理現(xiàn)象變得更清晰，從而引導(dǎo)學(xué)生去認(rèn)真觀察、用心思考，使學(xué)生充分掌握物理概念，認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，達(dá)到“事半功倍”的效果。一些物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程非常短暫，我們想要在這個(gè)短暫的時(shí)間內(nèi)觀察清楚實(shí)驗(yàn)是不太現(xiàn)實(shí)的。因此我們可以在實(shí)驗(yàn)時(shí)把實(shí)驗(yàn)過(guò)程錄下來(lái)，通過(guò)視頻播放軟件的慢放功能，把實(shí)驗(yàn)過(guò)程“放慢”，從而更仔細(xì)地觀察每個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

三、通過(guò)信息技術(shù)“分析”實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)總是伴隨著大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)過(guò)程中，處理數(shù)據(jù)總是要花許多時(shí)間。但計(jì)算機(jī)在計(jì)算速度、圖形技術(shù)等多方面的先進(jìn)性提醒我們，將信息技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)處理上將會(huì)極大地提高我們的效率，提高我們的科學(xué)探究、處理數(shù)據(jù)的能力。例如，在研究彈力與彈簧形變量之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，在研究力、質(zhì)量與加速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，我們就可以充分利用excel表格中的插入圖表功能來(lái)完成對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。在excel中創(chuàng)建一個(gè)二維網(wǎng)格坐標(biāo)系，以橫軸為自變量，縱軸為因變量，把相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入表格中，用鼠標(biāo)選中所有數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊菜單欄中的“插入—圖表”，此圖像可以把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)系中，形成散點(diǎn)圖;可以提供多種函數(shù)等曲線來(lái)反應(yīng)自變量與應(yīng)變量的關(guān)系;可以添加多種趨勢(shì)線，幫助我們發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。在上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們可在選取所有數(shù)據(jù)后，“插入—圖表—散點(diǎn)圖，鼠標(biāo)右鍵—添加趨勢(shì)線—線性關(guān)系”，即可擬合成直線，從而發(fā)現(xiàn)彈力與形變量、力、質(zhì)量與加速度三者之間的關(guān)系規(guī)律。

總之，通過(guò)信息技術(shù)，可以把物理實(shí)驗(yàn)變抽象為具體，將多媒體動(dòng)畫效果與物理知識(shí)相結(jié)合，可以把物理情境創(chuàng)設(shè)得更為直觀、生動(dòng)、形象、富有趣味，從而加深學(xué)生的印象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的欲望，提高學(xué)生的觀察力。