■鐘贛萍
高中物理的基本概念、基本規(guī)律都是從物理現(xiàn)象中抽象概括出來的,因此實驗在物理學習中具有非常重要的地位。在物理實驗中,學生能經(jīng)歷實驗的過程、步驟,能更容易理解和掌握相應物理規(guī)律。那么如何能夠使學生更直接地參與到實驗過程,更好地觀察實驗現(xiàn)象,更簡單明了地分析實驗數(shù)據(jù),從而得出實驗結(jié)果呢?信息技術(shù)的出現(xiàn),恰好能幫助我們解決這一問題。
受時間、空間、實驗器材等客觀條件因素的影響和限制,在物理實驗學習中,有些實驗無法在實驗室或日常生活中實現(xiàn),或不能完整地呈現(xiàn)實驗過程,得到實驗結(jié)果。利用信息技術(shù)模擬實驗,能讓實驗過程直觀形象,重復再現(xiàn),能對條件進行多重調(diào)節(jié),能讓實驗過程動靜、快慢結(jié)合,這些舉措可以讓學生看到想看而看不到的現(xiàn)象,讓學生更直觀地了解實驗過程,激發(fā)學習興趣,從而提高物理學習效率和效果。例如,在電流知識學習的過程中,理解電流的方向問題是一個難點。因為電荷的移動我們幾乎觀察不到,用高中的實驗器材是不可能讓學生們觀察到電荷的移動的。此時我們便可利用信息技術(shù),模擬出電荷的運動。在學習由容器的充、放電過程時亦如此。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,此時通過信息技術(shù)的模擬來演示電容器的充、放電過程,就可以通過觀察電容器兩極板的電荷量變化,直觀明了地了解充、放電的過程。
在物理實驗中應用信息技術(shù),對物理實驗過程放大或縮小,加快或放慢,觀察實驗的部分或整體,能夠幫助學生化抽象為具體,讓知識變得更為生動,把要研究的物理現(xiàn)象變得更清晰,從而引導學生去認真觀察、用心思考,使學生充分掌握物理概念,認識物理規(guī)律,達到“事半功倍”的效果。一些物理實驗的過程非常短暫,我們想要在這個短暫的時間內(nèi)觀察清楚實驗是不太現(xiàn)實的。因此我們可以在實驗時把實驗過程錄下來,通過視頻播放軟件的慢放功能,把實驗過程“放慢”,從而更仔細地觀察每個實驗過程,得出實驗結(jié)論。
物理實驗總是伴隨著大量的實驗數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)物理實驗課的學習過程中,處理數(shù)據(jù)總是要花許多時間。但計算機在計算速度、圖形技術(shù)等多方面的先進性提醒我們,將信息技術(shù)應用到數(shù)據(jù)處理上將會極大地提高我們的效率,提高我們的科學探究、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)系實驗中,在研究力、質(zhì)量與加速度的關(guān)系實驗中,我們就可以充分利用excel表格中的插入圖表功能來完成對實驗數(shù)據(jù)的處理。在excel中創(chuàng)建一個二維網(wǎng)格坐標系,以橫軸為自變量,縱軸為因變量,把相關(guān)實驗數(shù)據(jù)輸入表格中,用鼠標選中所有數(shù)據(jù),點擊菜單欄中的“插入—圖表”,此圖像可以把實驗數(shù)據(jù)描繪在坐標系中,形成散點圖;可以提供多種函數(shù)等曲線來反應自變量與應變量的關(guān)系;可以添加多種趨勢線,幫助我們發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。在上述兩個實驗中,我們可在選取所有數(shù)據(jù)后,“插入—圖表—散點圖,鼠標右鍵—添加趨勢線—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,通過信息技術(shù),可以把物理實驗變抽象為具體,將多媒體動畫效果與物理知識相結(jié)合,可以把物理情境創(chuàng)設(shè)得更為直觀、生動、形象、富有趣味,從而加深學生的印象,激發(fā)學生學習物理的欲望,提高學生的觀察力。