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信息技术与高中物理实验教学的整合研究 摘要：随着科学技术的发展，信息技术被广泛运用到教育教学当中。将信息技术引入实验课堂中，同时也使笔者结合教学实践计算机辅助教学(Computer Aided Instruction ，简称CAI)是在计算机辅助下进行的各种教学活动，以对话方式与学生讨论教学内容、安排教学进程、进行教学训练的方法与技术。CAI创设物理实验教学情境，可以化微观为宏观，化静态为动态，变“快”为“慢”。一些在现有条件下无法实现的物理实验，不易观察到的物理过程，都可以直观的显示出来，弥补实验仪器的不足。如：《简谐运动》中，可以制作成Flash软件，用动画的形式模拟沙漏的运动，当沙漏做简谐运动时，匀速拉动薄木板，沙流在薄木板上形成的图形就表示了振动质点的位移随着时间变化的规律。如图1，通过演示可以看出那是一条余弦（或正弦）曲线。 图1 简谐运动的图像 如：《简谐运动》可以利用多媒体技术制作Flash课件模拟弹簧振子的理想模型进行演示，讲解分析振子的受力和运动情况，既可进行动态分析，也可对振子振动的任何位置进行分析，使过程分析更形象化；如图2，从速度变化、加速度变化、力的变化、能量变化来分析弹簧振子的运动情况。 图2 Flash课件模拟弹簧振子的理想模型 利用信息技术可以开发各种教学软件，信息技术作为一种教学手段，为新的教学模式的探索提供了丰富的资料。比如，“几何画板”在数学教学中经常用到，它同样也可以应用于物理教学。 例8：在用“伏安法测电阻”的实验中， 图3 伏安法测电阻优化实验操作的规范演示实验的可见度和清晰度在物理实验中，实验操作的规范对实验的成功着作用动态效果好、灵活性强、可见度高、交互性强，可使学生对整个实验程序的规范和重要细节，操作起来得心应手，有条不紊，规范化程度高，提高了实验的成功系数。如用“天平测物体质量”，学生使用天平的实验打下了坚实的基础 图4 用“天平测物体质量”如：对弹簧秤、刻度尺等测量工具的读数，由于可见度小，在演示时采投仪将实验直接投影到大屏幕上，影像清晰、稳定性好、可见度大、效果好。 图5 螺旋测微器的结构 可以演示游标卡尺的读数规则，以幻灯片的形式展示，这样更清楚明了，显而易见。如图6所示： 图6 图6 游标卡尺的读数规则 螺旋测微器的结构也可用大屏幕展示出来，便于学生学习，激发学生的学习兴趣。如图7所示： 图7 螺旋测微器的结构 还有利用游标卡尺和螺旋测微器进行读数的练习，也可以制作成幻灯片展示出来，这里就不一一赘述。 三、信息技术可以模拟实验， 图8 产生感应电流的条件 导体不动；导体向上、向下运动；导体向左或向右运动．引导学生观察实验并进行概括。 图9 导体切割磁感线的图示 在实验1中，导体AB是运动的，如果反过来让磁体运动，而导体不动，会不会在电路中产生电流呢？请观察下面的实验. ［实验2］如图10所示，让螺线管B与灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中是否有电流产生？穿过线圈B的磁通量是否发生变化？ 问：导体不动，磁场动，会不会在电路中产生电流呢？ 图10 用计算机模拟“条形磁铁插入、拔出螺线管。”引导学生观察实验并进行概括：无论是导体运动，还是磁场运动，只要导体和磁场之间发生切割磁感线的相对运动，闭合电路中就有电流产生。过渡：闭合电路的一部分导体切割磁感线时，穿过电路的磁感线条数发生变化。如果导体和磁场不发生相对运动，而让穿过闭合电路的磁场发生变化，会不会在电路中产生电流呢？ 如果导体和磁体不发生相对运动，而让穿过闭合回路的磁场发生变化，从而引起闭合回路中磁通量发生变化，会不会也在闭合回路中产生电流呢？请看下面的实验. [实验3]：如图11所示，让螺线管B与灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中是否有电流产生？穿过线圈B的磁通量是否发生变化？ 图11 [分析] 线圈电路接通、断开；滑动变阻器滑动片左、右滑动．在观察实验现象的基础上，引导学生分析上述现象的物理过程。 用计算机模拟电路中S断开、闭合，滑动变阻器滑动时，穿过闭合电路磁场变化情况，引导学生分析磁通量发生变化的因素。 图12