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1、计算机模拟技术在物理教学中的应用 摘要 应用计算机模拟技术辅助物理课堂教学是一种有效的现代化教学手段，它能让学生在轻松、愉快的课堂氛围中直接、牢固的掌握物理知识和物理规律，能让学生在学习中始终保持兴奋、愉悦、渴求上进的心理状态。计算机模拟技术的出现为我们探索新的教学手段提供了广阔的发展空间，为教师优化课堂教学提供了切实的保证。关键词 计算机模拟技术（CAI） 物理教学 模拟演示物理这门学科是向学生传输科学知识，提高学生科学素养的一门重要课程，但也是学生普遍感到难学的课程。在物理课堂授课中，利用计算机模拟技术制作的多媒体课件能形象、快速的展现通常无法看到的宏观、微观世界，能将转瞬即逝或非常缓慢的
2、物理过程以正常的速度呈现出来，还可以直观、具体地展现物体的内部结构和物体的内部运动过程。因此，计算机模拟技术在物理教学中有着广泛的应用。我们知道，动态的事物比静态的事物更能引起学生的注意，更能调动学生的兴趣，从而激发学生的学习兴趣。CAI为教学创设一个生动有趣的教学情境，化无声为有声，化静为动，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习积极性。传统教学中，学生面向静态呆板的课本和板书，难免枯燥乏味。计算机多媒体教学克服了这一缺陷，静止的物体可以按指定的轨迹运动，静态的图可以像动画一样移动，可以像流水般呈现一幅幅变幻的图象，色彩可以变化，速度可以控制。例如：在教并联电路时，我采用改变逐渐改变电路连线
3、颜色的动画方式展示电流的流动方向与流动过程，让学生在视觉上对抽象的知识有直观认识，进而理解了电路并联这一比较抽象的概念。学生在动画的刺激下，始终保持着浓厚的学习兴趣，极大地调动了学生的学习积极性，收到了良好的效果。一、物理现象演示模拟演示模拟是把计算机当作挂图和电视屏幕，通过向学生演示各种图像、动画、图表和描述等进行教学活动，非常适合于辅助课堂教学。演示模拟能展现通常难以观察的微观世界和宏观世界。中学物理中许多微观结构和微观现象即看不见，又摸不着，演示实验也无法做成。而运用计算机模拟技术制作的物理课件进行物理现象演示模拟，这些问题就迎刃而解了。如“原子结构”教学中，传统的“a粒子散射实验”只能
4、得出a粒子散射的规律，不能演示a粒子散射的微观机理，利用多媒体课件模拟演示a粒子散射现象，学生可逼真地看到放射源中射出的a粒子射到金属泊的原子上，绝大多数a粒子仍沿原方向前进，少数a粒子发生较大的偏转，有极少数的a粒子偏转角超过了900，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到1800。学生目睹了a粒子散射的“真实情景”后，便于理解和掌握原子核式结构理论。二、物理过程和物理规律模拟自然界中，有许多稍纵即逝的物理过程，只有通过极为细心的观察才能把握，经过认真的分析才能理解，然而对于观察能力还不够强的学生来说，却是件很困难的事情，要想在教学中达到良好的效果，就必须把这样的快镜头变为慢镜头，适当延长过程的时间
5、，让学生有比较充裕的时间进行观察和分析，从而掌握这些较为短暂的物理现象的本质，利用计算机模拟技术制作的多媒体课件恰好能弥补传统物理教学上的不足。例如，讲授“电流的形成”时，虽然电流是真实存在的，但它却看不见、摸不着，学生较难对电流这个物理概念形成认识。如果单靠学生自己去想象电流是怎样形成的，难度是较大的，而借助计算机模拟技术用动画的形式模拟出电流的形成，并与水流的形成进行类比，将“短暂电流的形成”与“短暂水流的形成”进行类比，将“持续电流的形成”与“持续水流的形成”进行类比，制作成4个动画片段，变抽象为直观、形象，从而有助于学生理解和掌握“电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置”这一知识点
6、，突破本节的难点和重点，整个过程既生动形象，又能较好的揭示物理本质和规律。三、演示实验模拟一些传统的演示实验，有如准确性差、过程模糊、受控因素多等缺点。因此，教学中如能在发挥传统演示实验的基础上，配合以多媒体课件演示，可以达到更好的教学效果。比如在教学“平抛物体的运动”时，教科书中采用了闪光照相的方法研究平抛运动，以两个小球同时运动的照片说明平抛物体与自由落体运动在水平方向的运动不同，但他们在竖直方向上的运动是相同的，如果我们据此结论应用计算机模拟技术设计出一组小球同时做各种初速度的平抛运动的动画，则更便于学生对闪光照相结论的理解掌握，将此动画与平抛物体运动公式对照分析，有助于学生把握该公式的
7、物理意义的内涵。当然，模拟毕竟是被理想化了的模型，对一些操作方便、效果明显的实验，无论从真实性还是从效果上看，都不宜用计算机模拟。四、实验操作模拟物理是一门以观察和实验为基础的科学，实验是教学的有机组成部分。学生亲自动手参加实验可熟悉各种实验仪器的使用方法、使用规律，可使学生增加感性认识，增强动手能力，有利于培养学生进行科学研究的兴趣。这是任何模拟实验都不能代替的。但有的实验学生很容易忘记或记忆模糊，对于那些不适合重复进行的实验，可以在适当的时候，利用多媒体课件再给学生提供一个虚拟的实验室。例如，在讲授完欧姆定律后，为了帮助学生更好地掌握这部分电学知识，我选择了一个以“电路的实物连接”为中心内容的多媒体课件。课件中有虚拟的电源、开关、电阻、灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、导线等器件，学生可以在计算机上自选连接方法，自选器材，组成很多不同的电路形式，按不同的电路图对实物进行连接，这样的实验克服了许多硬件实验的不便之处，还可以进行任意多次的重复，达到复习和巩固的目的。因此，将多媒体课件进行的模拟实验和传统的硬件实验有机结合起来，能收到良好的教学效果。在大力提倡素质教育的今天，物理教学不仅需要培养学生良好的科学素养，还需要培养学生的创造意识与创新精神。只有在实践中不断研究和探索使用计算机模拟技术制作的多媒体课件进行辅助物理教学，才能使这一现代教育技术显示出更强大的生命力。
高中物理教学论文 计算机模拟技术在物理教学中的应用（通用）
