计算机技术在高中物理实验中的应用

张家豪

摘 要 在高中物理实验中，通过对计算机技术的合理应用，使得学生在学习中更好地理解和掌握实验知识。进而提高其学习效果。由此可见，计算机技术在学生学习物理实验上具有重要作用。基于此，文章主要就对计算机技术在高中物理实验中的应用进行分析，以发挥出计算机技术的作用。

关键词 计算机技术；高中；物理实验

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）214-0090-02

随着近几年我国信息科技的不断发展，将计算机作为教学手段开始应用在高中教学中，特别是学生在物理实验学习上，起到重要的作用。对于计算机技术，其具有较多的优势，如丰富的图形和快速检索功能以及强大的计算功能。在学习物理实验中，利用计算机技术所具有的功能，帮助学生更加直观的了解学习的知识，进而提高其学习效果。

1 计算机技术的定义及特点

1.1 定义

关于多媒体计算机技术，主要就是指其能够综合处理各种不同的多媒体信息，文本、图形、图像以及音频和视频等，进而使得多种信息逐渐建立一定的逻辑连接，最终成为具有系统性且交互性的 技术。

1.2 特点

1.2.1 集成性

在通常情况下，多媒体计算机技术，主要结合多方面媒体的应用，简单来说就是结合文字、图形、影响、声音和动画这些媒体的应用[1]。另外，其还建立在数字化处理的基础。

1.2.2 交互性

在整个计算机技术中，最为明显的特色就是交互性。在实际中，通过计算机技术所具有的交互性特点，能够与使用者进行沟通。由此可见其与过去传统计算机技术存在较大的差异。

1.2.3 互动性

在这方面，主要表现在该技术的使用能够形成人与机器、人与人及机器间的互动。对于实际互动交流的操作环境，则需要人们进行适当的控制。

1.2.4 虚拟性

在实际应用中，多媒体计算技术能够为使用者提供较为真实的环境，促使其处于身临其境的状 态中。

2 计算机技术与高中物理实验进行优质整合的可行性与必要性

经过实践证明，计算机技术所具有的功能与物流实验进行相关的整合，能够在一定程度上加深学生对所学知识的理解，进而提高其学习效果。由此可见，计算机技术在教育领域中的应用具有重要 作用[2]。

1）能够调节物理实验过程的速度，帮助学生更好的理解所学知识。对于大多数高中学生，在学习物理实验中所遇到的瞬间物理过程这节知识，如抛体运动、单摆运动和刚体碰撞等过程，因其速度变化较快且时间比较短。一些学生在学习过程中则看不清运动的实际状态。在这其中，如果借助照相機对其进行快拍，而计算机则能能够有效控制快慢。这时学生就能够通过屏幕较为清晰的观看每段时间的运动情况以及整个运动过程轨迹变化。以此加深其对这些知识的理解和认识。

2）可以使得抽象的问题客观化，帮助学生比较容易想象问题。学生在物理学习过程中，对知识中所存在的物理现象和物理规律，在理解上具有一定的难度。在这时，通过对计算机模拟技术的应用，则能够有效地将抽象问题以直观的形式呈现给学 生[3]。比如，在学习有关运动的合成与分解这个问题时，借助计算机技术具有的动画性能，制作课件。以此提高学生学习效果。

3 计算机技术在高中物理实验中的应用

3.1 制作实验前预习用CAI课件

关于计算机辅助教学，简称为CAI，是计算机应用在教育领域中主要方面。在现阶段，CAI就是以计算机为主来代替或帮助教师完成部分教学任务。简单来说就是模拟教师教学行为。以此能够在一定程度上形成有序的教学信息。

对于学生所进行的物理实验，可分为3个阶段，即学生实验前预习、实验操作以及实验后数据处理[4]。在实验预习这个阶段中，因实验课与理论课基本上是共同进行的。当学生在完成课堂任务后，很少有时间做实验。这就使得学生对所做的物理实验比较难以理解，特别是一些操作要求比较高，仪器调节较为复杂的实验。大多数学生如果只是通过阅读实验讲义，是无法较好地理清具体的实验原理。在这种情况下，可利用计算机技术，对实验前预习这个阶段制作CAI课件，以此能够更好地帮助学生了解实验目的、要求和原理等。在此课件上，还可利用多媒体技术，展示具体的实验原理和实验过程。

对于这种CAI教学软件在高中物理实验中的运用，只起到一定的辅助和辅学的作用，不能够代替学生进行实验操作。当学生在学习实验预习CAI教学软件后，不仅能够更好地掌握物理实验原理以及对仪器结构的认识，还极大地提高自身学习效果和学习能力。

3.2 合理应用计算机虚拟技术

高中阶段的物理实验，基本上是在特定的条件下通过控制变量法等完成的。因而在这个环境下，能够有效锻炼学生综合能力。在物理实验中，可对其进行仿真物理实验，以虚拟形式，模拟出各种情况的物理情境。促使学生深入理解和掌握知识，提高自身学习效率和学习质量，满足发展要求。

对于计算机仿真，作为现代化技术，具体应用在多个方面，如：模拟核试验、计算机模拟气象变化、模拟导弹运行以及模拟桥梁受力情况等。由此能够清楚的看出，计算机技术在各个领域中都能够得到广泛应用，并取得较好的效果。因而在高中物理实验中，合理的应用计算机仿真进行实验，有利于学生掌握解决问题的方法[5]。在具体实验中，所使用的“仿真物理实验软件”，就是计算机虚拟技术。在此软件使用中，教师则可创设能够探索物理现象和物理规律的虚拟环境。学生在学习过程中，在这个虚拟环境中，根据自己的想法来探索并研究物理现象和物理规律，并总结出物理规律。

3.3 对物理实验结果以图表形式展示

众所周知，高中物理实验，需要学生通过大量的测量获取最终结果。在一些特殊情况下，需要对相关数据图像进行分析，并写出相应的方程。在这时，可让学生根据计算机技术所具有的功能来理解实验数据。比如在牛顿第二定律或测量电源内阻这个物理实验上，因该实验结果所涉及的数据比较多，且在课堂中不能够完成这些大量的实验计算。针对这种情况，就可利用计算机中的电子表格来对这些数据进行计算。在这其中，Excel具有较强的数据处理功能，具体来说就是能够对实验数据进行自动化分析和处理[6]。比如，学生在学习电源电动势与内阻测量实验中，其需要掌握审电流（I）与路端（U）电压的关系。当其在教师的指导下完成对计算公式的设计后，则就可通过Excel进行数据处理。通过对Excel的使用，不仅能够自动完成数据处理工作，还会描绘出相应的图像。

3.4 注重在物理实验中电子白板的应用

所谓的电子白板则就是将过去传统的教学工具黑板与现代计算机技术以及其他技术相结合教学设备[7]。将这种现代化教学设备应用在高中物理实验中，主要是因其所具有的功能，在一定程度上缩短学生学习时间，提高学习效率。特别是在实验中，学生可利用该设备所具有的几何画板功能，进行实验前的画图。促使学生能够在最短的时间内画图，并得出相关的方程。在之前所学的电源内阻测量中，学生则就可通过实验来测量若干组（U，I）值。同时，可借助计算机技术中的几何画板中的绘制功能，描绘出各个点。在完成之后，其還要按照具体的实验步骤画出直线，在此基础上，选择几何画板软件中的“方程”项，以此得出相关实验的方程。

4 结论

综上所述，计算机所具有的功能，在高中物理实验中的合理应用，极大地提高学生学习效果。为了能够在这门课程中，让学生更好的学习和理解所学知识，以及实现对学生的素质教育和创新教育的目标，首先就要认识到计算机技术所具有的重要性。通过本文对计算机技术在当前高中物理实验应用分析后，在具体应用上，需要注重上述几个方面。即制作实验前预习用CAI课件、合理应用计算机虚拟技术、对物理实验结果以作图和列表形式展示和注重在物理实验中电子白板的应用等。通过这些方式，极大地培养学生的创新精神和创造能力。进而满足现阶段社会发展对人才的需求。由此可见，计算机技术的出现，为我国教育事业的发展提供重要的 动力。

参考文献

[1]刘义喜.多媒体计算机技术在高中物理教学中的应用[J].新课程·中学，2015（12）.

[2]崔立群.基于网络技术的高中物理教学模式研究[J].文理导航（中旬），2015（2）：33.

[3]图尔贡·麦麦提.高中物理学科与信息技术的有效整合分析[J].人间，2015，178（19）：108-109.

[4]曾会英.多媒体技术在高中物理教学中的应用研究[J].中国西部，2017（8）.

[5]钱旭东.关于新媒体在高中物理教学中的应用利弊分析[J].中学物理（高中版），2015，33（23）：81.

[6]方木军.新媒体对高中物理教育教学模式的影响[J].广东教育（综合版），2015（11）：46-48.

[7]成军.全面应用信息技术优化高中物理教学[J].中学生数理化（教与学），2016（2）.