| 计算机辅助物理教学初探 |
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| 作者:郑红岭 孙… 文章来源:本站原创 更新时间:2004-8-11 13:26:13 |
随着社会的发展,科学技术的进步,计算机已经进入了中学课堂。计算机在学校的重要作用之一是辅助教学。与各种传统教学手段相比,计算机辅助教学以其独特的优势显示出强大的生命力和广阔的发展前景。中学物理是一门教给学生物质结构和运动基础知识的学科,为计算机辅助教学提供了最合适的用武之地。计算机作为一种辅助教学手段,它不能取代其他教学手段,如实验、板书、板画、实物展示、教师讲解等,只有那些老师不能用语言详尽描述,图片不能充分显示,实验不易观察之处,让计算机发挥作用,加之现在有许多的课件制作软件:方正奥思、Flash等等,可以说计算机辅助教学尽显独树一帜的风采,同时使物理教学手段日臻完善。集合笔者教学中的体验,浅谈计算机辅助教学的优势。 一、物理模拟 有些物理图景难以被学生想像,而这对学生理解、掌握物理概念和规律又有重要作用。用计算机制作的逼真贴切的物理模拟便可起到雪中送炭的作用。这里强调的物理模拟,不是示意性的简单动画,它演示的物理过程接近于物理的真实。如,电流是电荷的定向移动,这种移动是叠加在电子无规则运动基础上的定向移动;电容器充电、放电的过程;两球碰撞时先压缩、后恢复,其过程中两球速度、加速度的变化;α粒子散射;核裂变的过程等。 模拟实验是计算机辅助教学的重要功能之一。利用计算机做实验,准确、逼真(有动画感),能够较好地反映出物理现象变化的全过程。例如:将编制的金属发生光电效应的模拟动画程序,在显示中配以相应的文字及图像,学生在分组"模拟实验"的操作过程中,清楚地看到光电效应的各种现象,达到良好的教学效果。 又如,教师在讲授"机械振动和机械波"这一章内容时,为了说明波在传播时质点的运动情况,常借助于波动相位演示仪来模拟波的传动。机械的波动相位演示仪不能形象地说明问题,主要是它所能演示的波周期太短,设置标记方法不够灵活,振幅、波长、传播方向等无法改变,造成波形不明显,振动着的质点难以跟踪。而用计算机来模拟演示机械波的传播,解决了上述缺陷。在计算机屏幕上模拟一条运动着的波,容易控制该波的各类参数,方便地为某个运动着的点设置标记,提供状态的对比参照,说明了问题的实质。 二、动画演示 有些物理现象可以做实验让学生观察,但是由于一些实验条件不易控制,或存在某种干扰,使得学生对主要物理现象的观察不甚详细和明了,在课堂教学中,可先做物理实验,再表演计算机动画,把主要现象尽可能清楚地表现出来,可谓锦上添花。如波的干涉和衍射。图像往往是思维的杠杆,对于那些比较抽象的物理知识和难以想像的物理图景,便可利用动画作为中介帮助学生理解,掌握物理知识。如简谐振动的图像,把弹簧振子振动的实物图,相应的圆周运动以及振动图像的形成有机地联系起来。计算机在一幅画面中演示这种有联系的连续的动画,这在教学中能起到化解难点、突破重点的作用。如设定初始条件,那么"位相"、"位相差"、"初位相"等概念,在中学物理教学中也大可不必回避;进而讲"波的干涉条件"时也用不着"犹抱琵琶半遮面"了。 又如在直流电路中,学生遇到的困难常常是不能看出电路的串并联关系。如何培养学生的这种分析和想像能力呢?借助于计算机动画,使电路图从难以辨别的方式渐变到容易识别的方式,就可以帮助学生掌握电路的结构特点。当学生将这种方法掌握熟练了,它将转化为一种能力。 又如楞次定律,一向是教学中的难点。磁通量是看不见、摸不着的,让学生想像磁通量增加、减少以及感应电流的磁场反抗这种变化比较困难,利用多媒体的优势,把实验动画有机地结合起来,既教学生学知识,又能培养其思维能力。 三、知识提炼 这里所说的知识提炼是以计算机特有的方式进行的知识的复习、巩固、小结,它能够把物理规律集中表现出来。例如:在复习'人造卫星、宇宙速度'一节时。卫星运动的力学基础,发射速度,运行速度,三种宇宙速度。这些概念学生很难掌握。教学中又不能做实验。学生又没有亲身体验。我们可以做成课件:牛顿的卫星发射原理,三种速度所对应的不同轨迹,赤道卫星、极地卫星的区别和联系,发射速度和运行速度的区别。这样的课件形象生动,信息量大,看了一系列的课件,在学生的脑海中留下一个完整的知识链。 四、因材施教 现代教学中,要求"因材施教"。由于我国长期以来施行"班式"教学,"因材施教"往往只流于形式。一般的教学手段不易实现双向信息交流,学生只能被动地接受,不易主动发挥。但利用计算机制作的习题课件可实现以学生为中心、教与学相结合的课堂结构模式,不但界面友好,而且信息反馈及时,通过人机对话,学生能发挥学习的主动性和灵活性,有力地促进智力开发和学习效率的提高;又由于学生可以根据自己的情况控制学习进度,还可实现因材施教、因人施教、突出个性发展的素质教育的目的。 在教学班中,老师只能面对大多数学生讲课,"因材施教"仅是一个努力的方向,但是有了合适的计算机辅助教学软件,"因材施教"便可成为一个可以具体操作的事实。我们用教学软件进行"振动和波"的复习,每个学生可根据自己的情况选择复习内容和练习题,老师根据每个学生的具体情况给予个别指导,达到了较好效果。 我们相信,随着计算机的逐步普及,计算机在教学中的作用会越来越大。 |
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