信息技术在物理实验教学中的应用论文

　　摘要：近年来，随着社会的进步，教育领域得到快速发展，并使教育趋于信息化发展。在物理教学中，大部分的物理知识规律的讲解都需要经过实验的形式让学生理解，实验是开展学习研究物理知识规律的重要方法及途径。通过信息技术的应用，可以将在实际实验条件下难以实现的重要实验通过多媒体设备展现出来，打破实验条件的局限性，提高课堂演示效果。本文论述了现代信息技术在物理实验教学中的应用及其所发挥的重要作用。
　　关键词：信息技术；物理实验教学；应用
　　信息技术是用于处理信息、管理信息所采纳的科学技术的总的称谓，简称IT。其定义根据所应用的领域、层次及目标的不同而具有多种不同的表达。此文所指的信息技术是在教育教学过程中所应用到的信息技术，是学生及教师在获取信息、管理信息、使用和传播信息的过程中，为了提高学习效率和教学质量所用到的以各种以计算机和多媒体设备为核心的信息技术。物理是自然科学学科中最为精密的一门学科。学生对大多数物理知识规律的认识都需要通过具体的实验或是借助日常生活中的经验来理解，在物理教学中，让学生亲自参与到实验中去学习总结物理规律或是教师借助课堂时间演示实验帮助学生理解认知物理规律，可以使物理知识更加容易地被学生接受；让学生从听实验方法、看实验过程、记实验结果的学习方式转变成亲身体验、动手操作实验的合作自主探究的学习方式，促使学生参与到学习中，让学生体会到学习的乐趣，提高学习物理的积极性，并且还培养了学生的观察能力和动手操作实践能力，对学生全方位素质发展具有深刻长远的影响。
　　1在初中阶段物理实验教学中信息技术的应用
　　1.1初中物理实验教学的特点
　　在初中阶段，物理课堂教学多以演示实验的形式让学生直观地认识物理概念和规律，并让学生自己动手做实验验证实验规律来加深对知识的理解。对于初中生来说，他们刚接触到物理，这一阶段的学生思维活跃，好奇心求知欲强，爱动，具有一定的抽象思维能力，但是还需要借助具体的事物支持，让学生亲自动手做实验既可激发其学习物理的积极性，又可引导学生形成严谨、实事求是的人生态度与价值观。
　　1.2信息技术在初中物理实验教学的个例分析——《分子热运动》
　　《分子热运动》是人教版初中三年级的物理知识，其中包含了分子的扩散现象、分子动理论、分子间的相互作用力等内容[1]。微观世界的分子较为抽象，而初中生的抽象思维能力又比较弱，所以在教学过程中，教师为了让学生更深刻地了解微观世界的分子，尽可能通过教学媒介将微观世界中的分子直观地表达在学生面前。课堂程序如下：
　　2回顾及拓展
　　2.1知识回顾
　　首先，课堂教学的第一个环节回顾物质的构成，那么分子的讲解可以利用多媒体把分子以图片的形式展示在学生面前，构建物理模型，由抽象到具体，微观到宏观，帮助学生清晰的认识到物质是由分子组成。图1为分子模型。
　　2.2创设情境，引入新课
　　在分子的扩散现象这一内容的教学时，实验的方式可以让学生更容易理解掌握。但一节课只有有限的45分钟，那么，用多媒体播放实验录像就打破了课堂上对时间的限制，增大了课堂容量，让结论更加清晰易懂。而且运用Flash动画可以让学生全方位的更加清晰的看到整个实验过程，照顾到每位学生，使学生更易理解，且印象深刻，而且节约课堂有限的时间，丰富学生知识，增加课堂容量。例如讲解硫酸铜和水的扩散现象，如图2所示最左边的图中沉在量筒下部的是密度比水大的硫酸铜溶液，与水有一个非常清晰的界面，放置一段时间就会发现这两种溶液混合均匀，这段时间比较长，若在课堂演示此实验，在宝贵的45分钟课堂时间肯定不能观察出明显的硫酸铜和水的扩散的实验现象。利用多媒体播放记录硫酸铜和水的扩散现象的图片，将物理现象更加直观的展现在学生面前，打破了课堂演示实验时间的局限性。
　　3在高中阶段物理实验中信息技术的应用
　　3.1高中物理实验教学的.特点
　　在高中阶段，有许多的实验原理比较抽象，理解起来较为困难，还因为各种客观条件的限制，许多物理实验都无法严格地按照新课标的要求来进行，导致实验效果较差，而且高中阶段学习比较紧张，传统的教学中学生对于一些实验结果的认识，还是通过教师、课本所得，学生对物理知识的认识并不深刻[2]。合理利用信息技术在很大程度上可以满足这一阶段的教学需求，不仅可以节约时间优化教学，还能提高教学效率，提升教学质量。
　　3.2信息技术在高中物理实验教学中应用的个例分析——多媒体动画模拟
　　高中物理实验的研究内容范围较广，例如宏观的宇宙天体，微观的基本粒子均有涉及，而这些物理实验都是不能在实验教学中得以实现的，还有一些实验设备只有研究实验室才有。但运用3DSMAX和Flash等软件对难以实现的实验进行多媒体动画模拟，例如地球人造卫星运行的场景模拟(如图3)，核裂变的动画模拟(如图4)，可使学生对这些物理事实有初步的了解，激发学生对宇宙的好奇心和探究宇宙奥妙的积极性。
　　4在大学阶段物理实验教学中信息技术的应用
　　4.1大学物理实验教学的特点
　　本科阶段实验大多为验证性的实验，所以实验数据的处理非常重要，需要细心，耐心，实事求是的精神；学生通过操作一些实验仪器进行实验记录相应的实验数据，并加以处理分析，总结得出结论，巩固和加深对理论知识的理解的同时又培养了观察分析问题、动手操作能力与科研能力[3]。
　　4.2信息技术在大学物理实验教学中的应用——实验数据测量分析处理
　　近代大学物理实验中，实验现象的观察分析和数据处理的准确性和科学性是实验是否成功的关键。以密里根油滴实验为例，其采用了反转运动法测量了10个油滴分别上升下降2mm的运动各10次，得出大量的数据，而数据的处理又非常繁琐且易出错[4]。若采用人工计算，耗时又极易出现错误。为解决以上实验数据处理问题，实验中采用VisualBasic6.0编程设计的密里根油滴数据处理系统，通过VB内部程序操纵Excel应用程序，运用ActiveX技术调用Excel，实验效率得到大幅度提高。如图5所示为密里根油滴实验系统数据处理界面。系统通过应用程序快速准确的对录入数据进行处理，减少手工计算的繁琐程序，而且节约时间降低了实验数据处理出错的风险。
　　5信息技术和物理实验有效结合的过程中需要注意的问题
　　物理对实验的科学性和严谨性，实验结果的准确性、真实性都有很高的要求，信息技术的应用的前提就是要符合物理学科精确、科学、严谨的特点；虽然多媒体课件演示实验可以节省课堂时间，但是不能代替实验操作，要注重学生的实践能力，尽可能让学生动手操作；信息技术只是用来辅导物理实验教学的工具，使实验进展更加顺利，不能本末倒置[5]。促进学生全面发展是将信息技术应用于物理实验教学中的最终目的，但学生自身存在个体差异性，在课堂上，信息技术的引入要注意学生的年龄与心理特征等；每个学生的接受能力不同，所以还要注意适当的速度并配以讲解，照顾到每位同学。
　　6总结与展望
　　近年来，随着社会的进步，我国国力的不断壮大，教育领域得到快速发展，科技的进步使教育趋于信息化发展。在物理实验教学中应用现代信息技术，培养了学生的科学探究精神，使课堂容量得以扩大，现代信息技术丰富了教师的教学模式和信息资源，提高了教师的专业素养，进一步提高了教师课堂教学的质量和学生课堂学习的效率[6]。信息技术在物理实验教学中一定会有更加广阔的发展前景，在不久的未来，物理教学将会全面朝着素质教学方向前进，信息技术将会更加全面先进，将会探索出更多更有效的教学方式，优化教学目标和教学过程，促进学生全面发展，培养科技型人才，为国家的快速发展培养后备力量。
　　参考文献：
　　[1]李琪.信息技术在初中物理课堂演示实验教学中的应用研究[D].成都：四川师范大学，2015.
　　[2]宋国强.信息技术与高中物理教学整合的实践与思考[J].物理教师，2004，25(12)：8-10.
　　[3]潘琦.浅谈大学物理实验教学的特点[J].科技资讯，2010，7(10)：2-3.
　　[4]李卓凡.密立根油滴实验数据处理系统设计[J].大学物理实验，2010，23(3)：69-71.
　　[5]汪基德.从教育信息化到信息化教育[J].电化教育研究，2011(9)：5-10.
　　[6]孙莹.初中物理演示实验中信息技术的应用研究[D].西安：陕西师范大学，2015.