信息技術(shù)在物理教學(xué)中的應(yīng)用案例

陳建民

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);物理教學(xué);整合;應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和大數(shù)據(jù)的建立，信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用更加廣泛，更加深入。教師不再像過去一樣，只會(huì)做個(gè)PPT，通過電腦進(jìn)行播放就可以了，而是通過互聯(lián)網(wǎng)收集更多的文本、圖片、聲音、圖像、視頻等信息，通過刪選、編輯和整合，應(yīng)用合適的軟硬件呈現(xiàn)出來，使學(xué)生通過看、聽、說、寫等活動(dòng)參與其中，從而提高課堂教學(xué)效率，大大提高課堂容量，節(jié)省了大量的時(shí)間，這樣的方式對(duì)畢業(yè)班的復(fù)習(xí)尤其重要。下面通過兩個(gè)案例具體說明信息技術(shù)在物理教學(xué)的應(yīng)用，期盼能夠幫助同仁一二。

案例一：信息技術(shù)在電路故障中的應(yīng)用

電路的連接、變化和故障分析對(duì)初中學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn)，特別對(duì)于女生來說更加無所適從，加上學(xué)生對(duì)“電老虎”的敬畏，在試驗(yàn)中畏手畏腳，出現(xiàn)問題不敢動(dòng)手，只是在實(shí)驗(yàn)桌前張望，等待教師的指導(dǎo)。利用信息技術(shù)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，就可以很好地解決以上問題，也可以打消學(xué)生的各種顧慮。例如，有這樣一道題目：小明測(cè)量小燈泡的電功率，根據(jù)如圖所示的電路圖連好電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)但未超出量程，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（ ）。

A.小燈泡發(fā)生短路

B.小燈泡發(fā)生了斷路

C.滑動(dòng)變阻器發(fā)生了短路

D.滑動(dòng)變阻器的滑片接觸不良

這道題如果教師用分析的方法，大部分學(xué)生不能理解，甚至?xí)羞@樣的疑問，怎么會(huì)是A答案這個(gè)原因呢？在課堂上利用“NB物理實(shí)驗(yàn)”這個(gè)軟件很好地解決了這個(gè)問題。

首先，根據(jù)電路圖找到各個(gè)元器件，并拖曳到臺(tái)面，然后根據(jù)電路圖連接好電路，閉合開關(guān)使電路為通路。慢慢左右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察燈泡亮度變化的情況，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值變大時(shí)，電路中的電流變小，燈泡變暗;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值變小時(shí)，電路中的電流變大，燈泡變亮，進(jìn)而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到滑動(dòng)變阻器在電路不但起到保護(hù)的作用，也起到了改變電路中的電流和用電器兩端的電壓的作用。其次，把燈泡的額定電壓設(shè)置為較低電壓，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，使燈泡燒毀，這時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表指針幾乎在零刻線處，電壓表的指針?biāo)甘緮?shù)幾乎為電源的電壓，這是為什么呢？此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論分析，原來是因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)阻很小，而電壓表的內(nèi)阻很大，它們相差幾百倍到幾千倍，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻也可忽略，我們把電流表和滑動(dòng)變阻器可近似地看成導(dǎo)線，根據(jù)歐姆定律，這樣電路中的電流很小，幾乎為零，電壓表就像直接接到了電源的兩極上，所以電壓表的示數(shù)幾乎為電源的電壓。經(jīng)過這樣的演示和分析，學(xué)生就很容易理解造成這種現(xiàn)象的原因了。再次，把燈泡進(jìn)行修復(fù)，使電路為通路，學(xué)生觀察到電壓表和電流表都有一定的讀數(shù)，燈泡也能夠發(fā)光。接下來，拖拽一根導(dǎo)線分別接到燈泡的兩個(gè)接線柱上時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡熄滅了，電壓表的指針一下子回到了零刻線上，而電流表的示數(shù)卻變大了（沒超過量程，有滑動(dòng)變阻器保護(hù)），這又是為什么呢？原來是導(dǎo)線把燈泡和電壓表短路出去了，根本沒有電流流過燈泡和電壓表，所以它們不亮也沒示數(shù)了。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納結(jié)論，在電路中，如果電壓表（完好）有示數(shù)，而電流表（完好）無示數(shù)，用電器不工作，一般是用電器燒壞或斷路（開路）;如果電壓表（完好）無示數(shù)，而電流表（完好）有示數(shù)，用電器不工作，一般是用電器短路。通過分析和歸納形成結(jié)論，能夠幫助學(xué)生提高做題速度和準(zhǔn)確率。這樣的整合，使我真正認(rèn)識(shí)到利用信息技術(shù)參與教學(xué)，不但擴(kuò)大了課堂知識(shí)傳授的容量，也提高了教學(xué)效率。

案例二：信息技術(shù)在光學(xué)中應(yīng)用

凸透鏡成像規(guī)律的探究，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到了結(jié)論，雖然結(jié)論記住了，卻會(huì)把結(jié)論套進(jìn)去，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤。筆者認(rèn)為學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)都是按照教師的要求，把蠟燭放在某一點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、測(cè)量數(shù)據(jù)、分析得出結(jié)論，這種靜態(tài)的實(shí)驗(yàn)限制了學(xué)生的思維，不知道像的大小如何變化，如何移動(dòng)。在這節(jié)內(nèi)容上，筆者先讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做了實(shí)驗(yàn)，得出初步的結(jié)論，然后利用希沃觸摸屏結(jié)合探究凸透鏡成像規(guī)律Flash 動(dòng)畫，再次復(fù)習(xí)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)及結(jié)論，接下來通過拖動(dòng)蠟燭向凸透鏡靠近或遠(yuǎn)離，讓學(xué)生觀察像的大小變化和移動(dòng)方向，從而幫助學(xué)生認(rèn)清在動(dòng)態(tài)過程中像的變化情況。最后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納，得出結(jié)論。靜態(tài)成像規(guī)律：一倍焦距分虛實(shí)，內(nèi)虛外實(shí);二倍焦距分大小，遠(yuǎn)小近大;動(dòng)態(tài)成像規(guī)律：成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大;成虛像時(shí)，物近像近像變小。通過這樣的整合，不但利于學(xué)生的接受與理解也能夠更好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

案例三：信息技術(shù)在探究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)習(xí)物理的重要方法之一，其中“控制變量法”尤為重要。自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象，往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。決定某一個(gè)現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律，必須設(shè)法把其中的一個(gè)或幾個(gè)因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后來比較，研究其他兩個(gè)變量之間的關(guān)系，這種研究問題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。在北師大版初中物理中這種方法的廣泛應(yīng)用更體現(xiàn)得淋漓盡致。但在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究中，有些變量確實(shí)不好控制，但用多媒體軟件可進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，就可很好地解決這一問題。下面舉一例詳細(xì)說明。

在學(xué)習(xí)電功時(shí)，課本上設(shè)計(jì)了讓電流通過一個(gè)小電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)重物升高，猜想電流做功與哪些因素有關(guān)？學(xué)生猜想了電流做功可能與電壓、電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)。可在實(shí)際試驗(yàn)中各別變量不好控制，電流大時(shí)物體上升太快，根本觀察不清試驗(yàn)現(xiàn)象，物體已上升到電機(jī)處，導(dǎo)致纏繞、卡死、甚至把物體甩出去致人受傷。同時(shí)學(xué)生容易接受電壓、電流、通電時(shí)間對(duì)電功的影響，卻不好說明電流做功與電阻無關(guān)，教師想從歐姆定律的局限性進(jìn)行說明（歐姆定律只使用于純電阻電路），但教師覺得難講，學(xué)生也覺得難理解。

鑒于此，在教學(xué)中，就初中生可接受水平的基礎(chǔ)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。方法是這樣的，用甲乙兩個(gè)白熾燈（其中R甲>R乙）代替電動(dòng)機(jī)，通過“NB實(shí)驗(yàn)室”軟件輕松解決了電流做功與電阻無關(guān)的問題。首先把甲乙兩燈串聯(lián)接在電路中，觀察到甲燈亮，乙燈暗，這表明在相同時(shí)間內(nèi)，甲燈中電流做的功大于乙燈中電流做的功，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，在串聯(lián)電路中，電流和通電時(shí)間相同時(shí)，根據(jù)歐姆定律的推導(dǎo)式U=IR得到U甲>U乙，由此可知，是電壓影響了電功。接下來，把甲乙兩燈并聯(lián)在電路中，觀察到甲燈暗，乙燈亮，這表明甲燈中電流做的功小于乙燈中電流做的功。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，在并聯(lián)電路中，電壓和通電時(shí)間相同時(shí)，根據(jù)歐姆定律I=U/R得到I甲

教學(xué)中的實(shí)踐，使筆者認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用不應(yīng)一味地追求高大上的軟硬件，而應(yīng)該使用適合自己，適合學(xué)生的方法對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)整合，達(dá)到提高教學(xué)效率，提高學(xué)生能力的目的即可。由此可知，通過信息技術(shù)與物理教學(xué)的整合，成為常規(guī)物理教學(xué)的補(bǔ)充，并把兩者有機(jī)地結(jié)合起來，使物理教學(xué)邁上一個(gè)新臺(tái)階，從而有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、獲取知識(shí)、提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力。