多媒体技术在物理实验教学中的应用

林引春

摘 要： 电脑结合数码相机、传感器等配置应用于物理实验教学，克服部分演示实验中存在的能见度低、直观性不强、实验现象不易观察等缺点，提高相关演示实验的水平，可达到较好的教学效果。本文介绍了多媒体技术在物理实验教学中的应用。

关键词： 多媒体 物理实验教学 教学应用

随着多媒体硬件的不断完善，以电脑为主体的多媒体技术教学不断普及，其真实、直观、形象和生动的特点，可以弥补传统物理实验教学的不足。

一、运用Flash软件和实物投影仪演示仪器结构和操作方法

运用Flash软件和实物投影仪介绍器材的工作原理及其使用方法，是多媒体技术在提高可视性方面的应用。

实验仪器教学是物理实验教学最重要的一环，实验的基本原理教学是指导实验的基础，实验操作教学是指导学生正确实际操作的先导。有些仪器可见度低，如在教学游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等的原理、使用方法及其读数时，教师演示起来很费力，实验效果差。我们可以借鉴以下两种方法：一是利用Flash课件，采用实物照片与Flash动画相结合的方法，可以一边讲解一边演示。这样可以将某些不易讲解的内容通过直观的形式加以表达，在相同的时间内传递给学生更多直观的教学信息，从而提高学生的学习效率。二是利用实物投影仪的放大作用，将游标卡尺、螺旋测微器、多用电表等实验仪器选择合适的角度放在实物投影仪下进行演示和讲解，让全班学生观察到教师的具体操作过程和读数方法，增强实验效果。

二、运用视频和投影仪观察实验过程和实验现象

运用拍摄视频等方式呈现实验过程和实验现象的细节问题，是多媒体技术在展现细节方面的应用。

实验现象是物理实验的目的，是验证物理原理是否正确的重要依据，是探究物理规律的重要事实证据。清楚地观察到实验现象是演示实验的要求。由于现行教育的班级人数多、教室大，造成部分实验的能见度低；有的实验由于受实验环境、器材本身的局限，无法直接地让全班学生观察清楚实验过程及实验现象，造成传统的物理演示实验在课堂上进行演示时效果不佳。学生由于没有获得关于这些现象和过程的感性认识，因而对实验原理、现象及结论的理解甚为困难，难以形成从实验现象到物理规律的抽象思维。

比如“水波干涉条纹的产生实验”的演示教学，实验只能在平面上做，如果教师在讲台上做实验，学生根本看不到教师的每一步操作，而把发波水槽放在实物投影仪下操作，将实验现象投射在荧幕上，学生对实验的操作过程和发生的现象就一目了然。通过实物投影，学生能够清晰地观察到振动图像，既激发学习兴趣，又降低理解振动图像的难度。

可以运用投射仪清晰展示一些微观粒子的运动。比如“布朗运动”的观察实验，由于观察的是微观现象，以前只能用显微镜进行观察，现在改用显微视频投影仪进行观察，把学生通过显微镜看到的现象直接投影在银幕上，使学生观察得更方便、更直接，从而加深学生对“布朗运动”的理解。

有些物理实验现象发生的速度很快，转瞬即逝，这就不利于学生清楚地观察到实验现象，阻碍对正确物理规律的理解。这时可以运用数码相机的录像功能，记录下整个实验过程中的现象，运用慢镜头回放，便可显示实验现象中的细节，从而大大提高学生对实验现象的认识，便于掌握正确的物理规律。

比如，在演示平抛物体的运动实验中，我们利用如图1的装置演示平抛运动在竖直方向和自由落体的规律相同。由于物体下落时间极短，我们不能用眼睛直接观察到两球的运动情况，只能凭这两个小球落到地面上发出的声音判断是否同时落地。然后改变高度，继续验证它们是同时落地的，通过抽象思维，建立成平抛运动在竖直方向的运动规律是自由落体运动，也就是说在下落过程中，不管何时，它和自由落体运动的物体总是在同一水平面上。这种传统的做法，学生很难掌握这一规律。为了观察这一细节问题，我事先用数码相机拍摄下这一实验的整个过程，做好上述实验后，用慢镜头回放这一过程的录像，用一帧一帧的方式播放。学生立即发现，做平抛运动的物体和自由下落的物体在下落过程中都处在同一水平面上，不难建立起平抛运动在竖直方向的运动规律模型。用同样的方法，学生很直观地认识到做平抛运动的物体和以相同初速度匀速运动的物体总是在同一竖直线上，因而平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线和竖直方向的自由落体运动规律。运用多媒体技术，可以很轻松地体现从实验现象到物理规律的抽象思维。

图1 研究平抛运动竖直方向做自由落体运动的视频截图

三、PASCO实验平台探究物理实验教学中的动态变化关系

某些物理实验要求探究物理量之间的瞬时对应关系，但由于变化过程中的物理量很难读出，应用PASCO实验平台就能轻松做到。

比如在演示牛顿第三定律实验中，为了探究作用力和反作用力之间的瞬时对应关系，我们可以应用PASCO实验平台，采用传感器进行数据采集，以电脑进行过程控制和数据处理，把作用力和反作用力的关系以图像形式直观地展示在学生面前。这种将计算机数据采集与分析应用于物理实验的系统，能对一些瞬态变化的物理量做到实时测量，对某些不易观察的物理现象实现感官展示，这更有利于学生的对物理本质的认识。

在实验教学中引进多媒体技术，利用它可操作性强、现象直观、对教师的要求较低等特点，不仅方法简单、方便，效果显著，能够解决传统演示实验难做、可见度差、有些细节不易观察等问题，取得传统手段很难实现的教学效果，而且能调动学生学习的积极性和主动性，更能培养学生的创新素质和创造能力，相关做法值得借鉴。

参考文献：

[1]宋国权.信息技术与高中物理教学整合的实践与思考.物理教师，2007（12）.

[2]姜洪喜，任常愚，任敦亮，李海宝.运用多媒体技术优化物理演示实验教学.大学物理实验，2011（1）.