浅谈cai在物理实验教学中的运用

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1、浅谈CAI在物理实验教学中的运用CAI也称为计算机辅助教学，随着计算机的普及和信息技术的发展,CAI在各类学科的教学中发挥了非常突出的作用。运用多媒体技术能通过逼真的声音、精彩的图像、灵活的文字展示、直观的动画效果，让学生从文字、声音、图像、动画等信息中产生全方位的感受，如身临其境，达到非常满意的教学效果。物理学是一门以实验为基础的学科,实验是学生获取知识、掌握技能的重要过程，学生通过亲自实验，更能激发学习兴趣，提高思维能力和创造能力。因此，物理实验教学是关系整个物理教学能否成功的重要组成部分，但是不管是演示实验还是学生实验，冇时由于

2、受到实验器材、观察条件、危害程度等条件的限制，很多实验效果都难以尽如人意。另外，在实际教学中，有些演示实验现象不明显，并不是教室内所有学生都能观察到的。所以，在现代教学改革实践中，合理运用CAI辅助教学，能化抽象为形象、化静态为动态、化微观为宏观、化受限为无限，模拟一些在通常情况下难以完成的实验，弥补常规实验的不足，这对提高学生的综合能力，推进素质教育具有非常重耍的意义。1能化抽象为形象例如，在做《电流的磁场》中的奥斯特实验和通电螺线管产生的磁场演示实验中，学生本来就対磁场这种抽象的概念难以理解，再加上实验条件的限制，所以实验成功的概

3、率较低，难以达到预期的实验效果。可在实物演示实验之后，再运用CAI技术，模拟奥斯特实验和通电螺线管的磁场,如图1所示，使学生认识到电流产生的磁场、磁场的方向、通电螺线管的磁极都跟电流的方向有关，给学生留下了深刻的记忆，尤其是通过动画演示对安培定则的运用卬象更为深刻。图1电流的磁场另外，在物理实验教学中，还有很多如机械运动中的相対运动、平面镜成像，电流跟电压、电阻的关系等实验，学生很难理解,而应用CAI技术来演示，配上声音或动画的效果，让学生如置身于其情景之中，从而直观、轻易地掌握了所学内容。2能化静态为动态有很多物理实验现象出现的时间

4、短，当学生述没來得及看清时，该过程就U经结束。还有的物理规律是连续性的，但是其实验现象却是静态的,动态变化的过程难以观察到，因此很多学生就理解不了其屮的规律，给教学带来困难。例如，在做《凸透镜成像规律》实验时，由于实验仪器和环境的限制，蜡烛在光屏上所形成的像的清晰程度差，不太好观察，因此，像距也无法确定，像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显，误差也大，导致学生对凸透镜成像的规律难以理解。此时，如果在进行了常规实验之后，再运用CAI技术模拟凸透镜成像规律的实验（如图2所示），演示物距从无穷远至小于焦距的整个过程中像和像距随物趴的变

5、化情况，流畅、直观的演示，使学生对凸透镜成像的规律有了一个非常深刻且全面的认识。图2凸透镜的成像规律3能化微观为宏观由于条件限制，有些物理实验在课堂教学中无法用实物演示，学生只能从理论上了解或者从现象推断。还有的实验现象比较缓慢，短时间内无法观察到实验现象。比如，在做蒸发的快慢跟哪些因素冇关的演示实验时,就可运用CAT动画模拟演示水蒸发的快慢与温度、表面积以及液面上方空气流动的快慢的关系（如图3所示），让学生不仅掌握影响蒸发快慢的因素，并一且还能从本质上理解蒸发与沸腾的区别。图3影响蒸发快慢的因素与此相同的演示实验，还有如简单机械、扩

6、散现象、物态变化、电阻的大小跟哪些因素有关等等，都可以适当运用CA1技术，对实验进行模拟演示，让枯燥的物理理论得以升华，形象而乂直观地演示感染了学生，使学生变被动学习为主动学习，从而更加崇尚科学，更加感受到科学的无限的魅力。4能化有限为无限在传统的物理实验教学屮，冇时由于怕发牛意外或造成实验仪器的损失，有时出于对师生安全的考虑，制定了许多实验室规章制度，对学生实验或者部分演示实验设定了诸多限制，但是学生好奇心强，越是限制他们,他们就越是想突破种种限制；另一方面，由于实验环境和实验条件的限制,实验结果往往和物理理论不一致，甚至出现相反的

7、数据，这一切都暴露出了传统实验教学的不足之处。因此，教学中可利用网络中的“虚拟实验室”，以自主模拟实验为基础进行多媒体教学，来解决这一难题，可以让学生完全按照口C的意愿进行实验探索。例如，在做传统电学实验时，通常会要求学生不能接错电流表、电压表的接线柱，电流表、电压表使用过程中不能超过量程，电源不能短路，绝对不允许不经过用电器直接将电流表接到电源两极上，等等，给学生设定了很多限制，甚至有些实验不允许学生自己操作。这些限制尽管在一定程度上使学生形成了一些所谓好的实验习惯，但也无形屮扼杀了学生的创造性思维、创造意识以及使学生动手能力的提高

8、受到限制，所以总有个别学生常常“铤而走险”，偷偷摸摸地做一些“违规操作”，最终损坏了实验器材。在“电学虚拟实验室”中，其中每一个电子器件，学生可通过鼠标的点击及拖动操作，进行虚拟实验。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开