计算机辅助教学在中学物理中的应用
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作者: 王爱荣
摘要：在物理教学中科学的使用计算机辅助教学，可以使抽象的物理概念和规律形象化，使瞬间的物理运动和过程可控化，模拟危险实验突破教学难点，使教学过程省时而形象生动，从而使得学生在课堂上就能完整、清晰、形象地感知物理过程，提高学习效率。科学的使用计算机辅助教学手段，要实现它与传统教学模式的有机结合，保证图形效果与科学性相统一。
关键词：计算机辅助教学；中学物理；实验；模拟
中图分类号:G630 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2011）05-0156-01
伴随着教育改革的逐步深入和计算机技术的飞速发展，推动了计算机辅助教学在各学科中的应用。在物理教学中，教师在引导学生建立物理概念，认识物理规律以及分析解决一些问题时，都要做大量的物理试验，其目的是帮助学生在头脑中建立清晰的物理图景。但是，有些物理实验受到物体本身以及时间、空间等条件的限制，有些实验不能做、有些实验不易做或做出效果不易观察，这就需要教师在实施物理教学中采用有效的教学辅助手段，而计算机在教学中的辅助作用尤为突出。
计算机辅助教学对化解知识难点，提高综合能力，推进素质教育具有重要意义。在物理实验中恰当地引入计算机辅助教学手段，不仅可以有效地提高物理实验的教学质量，而且对一个学校的整体教学目标也是重要的支持。目前，很多学校都配备了多媒体教室,建立了电教中心,为计算机辅助物理教学打下了硬件基础。如何充分发挥计算机辅助教学在教学中的作用,是摆在我们每一位教师面前的一个重要课题,也是提高物理课堂教学效率的有效手段。下面笔者就教学中的一些经验谈谈如何利用计算机辅助中学物理教学及需要注意的几个问题。
一、利用动态演示，使抽象的物理概念和规律形象化
中学物理中有很多抽象的物理概念和规律，如电流、电磁场的传播、电磁感应布朗运动等。在教学过程中，教师很难用语言描述这些人眼观察不到的概念和规律。由于学生头脑中缺乏感性的素材，即使利用模型加上生动的比喻进行反复讲解、强调，效果仍不理想。但是采用计算机辅助教学，可以将这些“无形”的动态物理现象变为“有形现象”呈现出来，“看到”它们的变化规律。例如对分子运动的教学，可先用计算机模拟出悬浮微粒的运动情况，再通过局部放大的方法展示微粒在大量分子无规则运动的撞击下运动的成因，使学生清楚直观的观察到悬浮微粒的运动，从而反映出分子运动的实质。再例如行星是搬不到实验室的，学生也无法用肉眼观察微观粒子的运动。同样，我们可以利用计算机动画技术模拟出太阳系行星的运动情况，从而比较生动的讲述万有引力定律。由此可见，计算机辅助物理教学可以“改变”物体形体的大小，模拟分子以及天体运动，丰富教学内容，增加学生的感观认识，提高教学效果。
二、运用锁定模拟，使瞬间的物理运动和过程可控化
在许多物理变化过程中，有很多物理现象是瞬间变化的，其进程速度很快，学生往往还没看清运动的详细情况，该过程就已经结束，实物演示效果很差。学生无法理解其中的本质，给教学带来困难。如抛体运动或刚体碰撞运动，采用录像快拍、计算机控制慢放手段或计算机模拟技术，学生就可以通过屏幕清晰地看出每一时间段的运动情况和整个运动轨迹的变化，甚至还可以利用它的某一时刻的静止画面来观察它下落时的特点，增强了学生对这些物理过程的正确认识和理解，降低了教学难度，省时方便。
三、科学模拟危险实验，突破教学难点
在物理的教学中，存在一些高难技术和有危险性的物理实验，这些实验不适于或根本无法在课堂上演示。例如各种高能加速器、原子反应堆、核裂变与聚变等，都可以通过计算机模拟的方式，完整、安全地呈现在屏幕上，从而起到拓展和超越物理时空的作用，使学生有如临现场的感觉。
四、利用模拟过程演示实验，使教学过程省时而形象生动
在物理教学中还存在一个问题，往往授课内容多，需要大量的时间讲解，课时紧张，但没有实验演示，学生头脑中缺乏感性的素材，无法正确理解和掌握授课内容。运用计算机辅助教学，使学生头脑有形象而生动的感性素材，同时使教学时间得到充分利用，节省了实验操作时间，学生的注意力也一直保持高度集中，充分利用了课堂的40分钟。如机械运动中的相对运动、回声测距、透镜成像等。对中等生就很难接受也很难短时间内描绘清楚。就相对运动的内容我们即可应用计算机辅助教学来演示空中加油的情景和等速救护的过程，配上声音的效果，让学生从声音、图像全方位的感受，如置身于其情景，直观地掌握该节的内容，提高学习效率。
在计算机辅助多媒体教学中，要关注师生的情感交流，否则，就会影响教学效果。对于传统的物理教学，教师讲课学生听，教师演示学生看，学生做题教师巡视，师生注意对象一致，情感交流频繁；而运用计算机辅助教学时，教师的操作点在键盘，学生的注目点在屏幕，这种注意对象的不同，容易阻断师生情感的交流。因此，只有实现计算机辅助多媒体教学与传统教学模式的有机结合，才能达到良好的教学效果。
由此可见，计算机辅助教学进入物理教学，不仅能再现或模拟各类物理现象，而且还能通过各种手段使抽象的物理概念和规律形象化，将漫长或瞬间的物理演变过程成为可控、有序的演化过程，能把物理内容形象、生动的展示在学生面前，使学生在课堂上完整、清晰、形象地感知物理现象，给学生提供思维过程中必须的感性材料，激发学生的学习兴趣，使学生由知识的接受者转变为知识的主动发现者、探索者，从而降低了教学难度，提高了学习效率。
在计算机辅助多媒体教学中，要关注师生的情感交流，否则，就会影响教学效果。对于传统的物理教学，教师讲课学生听，教师演示学生看，学生做题教师巡视，师生注意对象一致，情感交流频繁；而运用计算机辅助教学时，教师的操作点在键盘，学生的注目点在屏幕，这种注意对象的不同，容易阻断师生情感的交流。因此，只有实现计算机辅助多媒体教学与传统教学模式的有机结合，才能达到良好的教学效果。
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