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如何運(yùn)用模擬型課件
高中物理是向中學(xué)生傳輸科學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的一門重要課程，但也是學(xué)生普遍感到難學(xué)的課程。在物理課堂授課中，利用模擬型課件能展現(xiàn)通常無法看到的宏觀、微觀世界，能將轉(zhuǎn)瞬即逝或非常緩慢的物理過程以正常速度呈現(xiàn)出來，還可以展現(xiàn)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)過程。因此，計(jì)算機(jī)模擬在物理教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。
一、物理現(xiàn)象演示模擬
演示模擬是把計(jì)算機(jī)當(dāng)作掛圖和電視屏幕，通過向?qū)W生演示各種圖象、動(dòng)畫、圖表和描述等進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，非常適合于輔助課堂教學(xué)。演示模擬能展現(xiàn)通常難以觀察的微觀世界和宏觀世界。物理中許多微觀結(jié)構(gòu)和微觀現(xiàn)象即看不見，又摸不著，演示實(shí)驗(yàn)也無法做成。應(yīng)用物理課件進(jìn)行現(xiàn)象演示模擬，這些問題就迎刃而解了。
如“原子結(jié)構(gòu)”教學(xué)中，傳統(tǒng)的“a粒子散射實(shí)驗(yàn)”只能得出a粒子散射的規(guī)律，不能演示a粒子散射的微觀機(jī)理，利用課件模擬演示a粒子散射現(xiàn)象，學(xué)生可逼真地看到放射源中射出的a粒子射到金屬泊的原子上，絕大多數(shù)a粒子仍沿原方向前進(jìn)，少數(shù)a粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，有極少數(shù)的a粒子偏轉(zhuǎn)角超過了900，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到1800。學(xué)生目睹了a粒子散射的“真實(shí)情景”后，便于理解和掌握原子核式結(jié)構(gòu)理論。
二、物理過程模擬
自然界中，有許多稍縱即逝的物理過程，只有通過極為細(xì)心的觀察才能把握，經(jīng)過認(rèn)真的分析才能理解，然而對(duì)于觀察能力還不夠強(qiáng)的學(xué)生來說，卻是件很困難的事情，要想在教學(xué)中達(dá)到良好的效果，就必須把這樣的快鏡頭變?yōu)槁R頭，適當(dāng)延長過程的時(shí)間，讓學(xué)生有比較充裕的時(shí)間進(jìn)行觀察和分析，從而掌握現(xiàn)象的本質(zhì)。
例如，講授“電流的形成”時(shí)，雖然電流是真實(shí)存在的，但它卻看不見。摸不著，學(xué)生是觀察不到的。如果靠學(xué)生自己去想象，難度是較大的，而借助多媒體課件用動(dòng)畫的形式模擬出電流的形成，并與水流的形成進(jìn)行類比，將“短暫電流的形成”與“短暫水流的形成”進(jìn)行類比，將“持續(xù)電流的形成”與“持續(xù)水流的形成”進(jìn)行類比，制作了4個(gè)動(dòng)畫片段，變抽象為直觀、形象，從而有助于學(xué)生理解和掌握“電壓是形成電流的原因，電源是提供電壓的裝置”這一知識(shí)點(diǎn)，突破本節(jié)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，整個(gè)過程既生動(dòng)形象，又揭示物理本質(zhì)。
三、演示實(shí)驗(yàn)?zāi)M
一些傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)，有如準(zhǔn)確性差、過程模糊、受控因素多等缺點(diǎn)。因此，教學(xué)中如能在發(fā)揮傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，配合以多媒體課件演示，可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。
比如在教學(xué)“平拋物體的運(yùn)動(dòng)”時(shí)，教科書中采用了閃光照相的方法研究平拋運(yùn)動(dòng)，以兩個(gè)小球同時(shí)運(yùn)動(dòng)的照片說明平拋物體與自由落體運(yùn)動(dòng)在水平方向的運(yùn)動(dòng)不同，但他們?cè)谪Q直方向上的運(yùn)動(dòng)是相同的，如果我們據(jù)此結(jié)論設(shè)計(jì)出一組小球同時(shí)做各種初速度的平拋運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫，則更便于學(xué)生對(duì)閃光照相結(jié)論的理解掌握，將此動(dòng)畫與平拋公式對(duì)照分析，有助于學(xué)生把握公式物理意義的內(nèi)涵。當(dāng)然，模擬畢竟是被理想化了的模型，對(duì)一些操作方便、效果明顯的實(shí)驗(yàn)，無論從真實(shí)性還是效果看，都不宜用計(jì)算機(jī)模擬。
四、實(shí)驗(yàn)操作模擬
物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的有機(jī)組成部分。學(xué)生親自動(dòng)手參加實(shí)驗(yàn)可熟悉各種實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，增加感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，有利于培養(yǎng)進(jìn)行科學(xué)研究的興趣。這是任何模擬實(shí)驗(yàn)都不能代替的。但有的實(shí)驗(yàn)學(xué)生很容易忘記或記憶模糊，對(duì)于那些不適合重復(fù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，利用多媒體課件再給學(xué)生提供一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)室。
例如，在講授完歐姆定律后，為了幫助學(xué)生更好地掌握這部分電學(xué)知識(shí)，我選擇了一個(gè)以“電路的實(shí)物連接”為中心內(nèi)容的多媒體課件。課件中有虛擬的電源、開關(guān)、電阻、燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線等器件，學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上自選連接方法，自選器材，組成很多不同的電路形式，按不同的電路圖對(duì)實(shí)物進(jìn)行連接，這樣的實(shí)驗(yàn)克服了許多硬件實(shí)驗(yàn)的不便之處，還可以進(jìn)行任意次的重復(fù)，達(dá)到復(fù)習(xí)和鞏固的目的。因此，將多媒體課件進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合起來，能收到良好的教學(xué)效果。
在大力提倡素質(zhì)教育的今天，物理教學(xué)不僅需要培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，還需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識(shí)與創(chuàng)新精神。只有在實(shí)踐中不斷研究和探索使用多媒體課件輔助物理教學(xué)的方法和技巧，才能使這一現(xiàn)代教育技術(shù)顯示出更強(qiáng)大的生命力。
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