现代化教学手段在物理教学中的应用

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第8卷第6期 2008年l2月 鸡西大学学报 JOURNAL OF JIXI UNIVERSITY V0I.8 No.6 Dec.20o8 文章编号:1672~6758(2008)06—0017—2 现代化教学手段在物理教学中的应用 许彦芳 王丽平 摘要:在物理教学中,应用现代化教学手段,科学处理物理实验数据,模拟物理实验,可以提高物理教 学效率,激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力、实验能力、创新能力,提高学生的综合素质。 关键词:现代化教学手段;模拟实验;物理教学 中图分类号:G642 文献标识码:A 当今社会进入了信息时代,随着计算机技术、多媒体 技术和网络技术的迅速发展,现代化教学手段已广泛应 用于教学中,下面结合教学实践谈谈现代化教学手段在 物理教学中的应用。 一科学处理物理实验数据 实验是物理教学的基础,是培养学生观察、分析能力 和创造性思维能力以及解决实际问题能力的重要手段。 在许多实验中,需要通过对大量的实验数据进行计算分 析,探索或验证它们之间的联系与规律。用计算机进行 科学问题的计算是当今解决物理问题的重要方法之一, 许多物理问题都要用到数学计算,而计算机为许多用解 析方法难以求解的问题和极其复杂的数值计算带来了极 大的方便。利用计算机应用软件Excel可以对实验数据 进行分析、快速且精确的计算,并能方便地绘制图表,为 实验数据处理带来了极大的方便。例如在《用单摆测重 力加速度》的实验中,取若干个不同摆长L,测出各自振 动50次所用的时间t,记录的实验数据如图1所示: A B C D E F G 1 I/m 0.400 0.600 O.800 1.00o 1.200 1.400 ● 2 t/s 63.5 77.6 89.5 loo.6 109.8 118.8 图1 这个实验原理是根据单摆的周期公式 , 计算重力加速度g=4丁,rr2L。利用Excel创建数据表如图2 所示 A B C D E F G 1 L/IT1 0.400 0.6o0 0.800 1.o00 1.200 1.400 2 t/s 63.5 77.6 89.5 100.6 109.8 118.8 图2 图中T表示周期,在B3单元格中输入“=B2/50”, 然后将B3复制到区域c3:G3。在B4单元格中输入公式 “=4 3.14 2 B1/B3 2”,然后将B4复制到区域c4: G4。在B5单元格中输入公式“:SUM(134:G4)/6”,在 B6单元格中输入“=B3 2”。本实验要求利用实验中测 得的数据分析研究周期与摆长的关系。如果用代数方法 则相当烦琐,也不直观。如果用Excel绘制T2一L图线则 方便、直观,很容易找到规律。方法如下:在Excel中插入 图表,图表类型选择XY散点图,数据区域选择“= Sheetl!¥A¥1:¥G¥1,Sheetl!¥A¥6:非G¥6”岁 成 散点图的建立后,用鼠标右击数据点添加趋势线,在添加 趋势线对话框图中选择“选项”标签,单击“显示公式”和 “显示R的平方值”这两项复选框,在“趋势预测”项的 “倒推”文本框中输入0.38,单击确定按钮。绘制图线如 图3所示: 从图3中很容易看出单摆的周期平方与摆长成正比, 即周期跟摆长的二次方根成正比。在物理教学中我们还 应用Excel绘制了“二极管伏安特性曲线”、“电容器放电 曲线”、“简谐振动图象”、“路端电压与电流关系图线”,为 实验数据的处理、辅助实验教学起到了很好的作用。 单摆的T 一L图线 

y=4,0354x一0,0082 R =0.9999 二模拟物理实验 图3 

图4 在实际物理教学中,有些微观现象难以让学生观察 到,利用现代化教学手段进行逼真的模拟演示,可以使学 生在课堂上清晰、形象地感知微观物理现象,激发学生的 学习兴趣,降低教学难度。例如,在回旋加速器中,带电 粒子每经过电场中都能加速,学生感到很难理解。我们 用计算机模拟带电粒子的运动和电场的变化情况,并通 作者简介:许彦芳,教授,鸡西大学,黑龙江・鸡西。邮政编码:158100 ・l7・

 第6期 鸡西大学学报 2008正 过交互按钮控制模拟演示的停止和继续。如图4所示: 通过模拟演示带电粒子的运动,模拟电场中电场线 的变化情况,可使学生认识到电场的变化周期与带电粒 子在磁场中做匀速圆周运动的周期相同,化解了这一教 学中的难点。在教学中我们还用计算机模拟布朗运动、Ct. 粒子散射实验、链式反应等微观粒子的运动,用模拟演示 实现了宏观与微观的完美结合,对学生了解微观粒子的 运动,深刻理解理论知识起到了很好的帮助作用。 在物理教学中,有些物理现象、过程难以被学生想象 和理解,利用计算机的虚拟(VRML)技术制作模型,用交 互的方法来展示动画,使复杂的问题简单化,抽象的问题 形象化。例如:机械波是教学中一个难点,通常情况下学 生头脑中很难形成一个正确的机械波的物理模型。而用 计算机模拟机械波的传播,对学生理解波的传播方向、质 点的振动方向、波的形成过程,建立机械波的物理模型都 产生了非常好的效果。图6为波在传播的过程中某一时 刻的波形。 

图6 在计算机模拟的过程中,我们可以通过交互按钮控 制动画的暂停和继续,可以引导学生仔细观察一个质点 的运动情况,比较各个质点的运动情况有什么相同之处 和不同之处,观察并分析质点的振动方向和波的传播方 向有什么关系,观察不同时刻的波形,看看有什么规律。 通过观察、分析、总结,同学们对机械波的形成会有更清 晰的认识和更深刻的理解。在教学实践中,我们应用计 算机多媒体技术、虚拟技术、超链接技术对很多物理现象 和实验进行了模拟。例如:波的叠加、电磁振荡、光的干 涉现象、原子核的裂变和聚变现象等等,让学生通过观察 模拟现象,总结出结论和规律。模拟演示可以激发学生 的学习兴趣,启发学生的物理思维,培养学生的观察能 力、记忆能力、想象能力、思维能力和创新能力。 三提高物理教学效率 应用多媒体和网络技术等现代化教学手段,能充分 调动学生学习的主动性和积极性,提高教学质量和教学 效率。在物理教学中利用网络上的学习资料,引导学生 自主地学习,获取知识,有利于差异教育,能充分体现以 教师为主导、学生为主体的教学思想,促进教学方法和教 学模式的改革。应用网络资源已成为一个现代教育工作 者和当代大学生必备的素质。例如:在学习法拉第电磁 感应定律时,学生上网搜集有关法拉第电磁感应定律的 演示课件、与电磁感应相关的习题、人类研究电磁感应的 发展史及法拉第、楞次等科学家介绍。教师根据教学内 容制作交互式多媒体网络课件供学生学习参考,学生能 根据自己的情况和能力,按自己的兴趣选择学习的难度 和速度。利用网络的反馈和监控作用,对学生进行指导 评价和转播示范,启发和诱导学生进行思维,根据学生的 不同反应,采用不同的教学方法,有的放矢地进行教学, 让每个学生的潜能和才华都得到充分的发挥和发展。利 用网络进行学生的自主学习,将课堂教学延伸到课外。 利用网络答疑解惑,也可增进师生的交流。由于大 学学生没有固定的教室,教师不坐班,师生面对面的沟通 与交流的机会比较少,网络的交互性给教师与学生的交 流提供了很好的机会,是答疑解惑和情感交流的很好方 式。尤其是对个别学生可进行有针对性的物理辅导,更 能体现以人为本、差异教育的原则。 教学实践证明,利用先进的计算机技术、多媒体技术 和网络技术等现代化教学手段,可以激发学生的学习兴 趣,提高课堂效率,加深学生对物理知识的理解和记忆, 拓宽知识面,可以培养学生自主学习的能力、分析问题和 解决问题的能力、实验能力和创新能力,可以提高学生的 综合素质。 

参考文献 1.黄德海:浅谈计算机辅助化学教学的应用[J].中 国电化教育,2004,(1):44—46 2.王奕标:信息技术与课程整合的基本内涵[J].物 理教学,2002(1) 

Modern teaching methods in the Physics Teaching Xu Yanfang Wang Liping Abstract:In physics teaching,Application of modern teaching methods not only can deal with the physical science experi— mental data and accurately simulate the physical experiment,but effectively improve the efficiency of the teaching of physics.It stimulates students’interest in learning and develop the overall qualities of students’;such as the ability to observe,experi・ ment and innovate. Key words:modem teaching methods;simulate the physical experiment;physics teaching Class No:G642 Document Mark:A (责任编辑:单振东郑英玲) ・18・