1、电子信息技术在高中物理学习中的应用 江云翔 河南科技大学附属高级中学 摘 要： 要想实现我国教育现代化发展目标, 需要倡导全新理念, 充分发挥当下科学技术的优势, 把电子信息技术和物理课程整合, 既可增加学习的灵活性, 营造良好的学习环境, 又可激发学习的积极性。本文主要就电子信息技术在高中物理学习中的应用进行探索。关键词： 高中物理课程; 电子信息技术; 探索与应用; 收稿日期：2017-9-20Received： 2017-9-20前言利用电子信息技术进行课程的学习, 也就是现在人们常说的数字化学习方式。早在 1996 年, 麻省理工学院尼古拉斯尼葛洛庞帝 (Nicholas Negrop
2、onte) 教授就说过:“人类将生存于一个虚拟的、数字化的生存活动空间, 在这个空间里人们应用数字技术从事信息传播、交流、学习、工作等活动, 这便是数字化生存”。物理是研究物质、能量和它们之间相互关系的学科, 包括力学、热学、电磁学、光学等。学好物理知识是以后学习近代科学技术新理论、新知识的重要基础。因此, 我们需要改变传统的物理学习模式, 很好地运用电子信息技术这一辅助工具, 让物理课程的学习更加有趣、简单, 同时提升学习效率和学习效果。1 电子信息技术下的高中物理知识学习探究的案例电子信息技术是一种通过计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的技术。电子信息技术的出现不仅改变了工业的生
3、产模式, 而且也使教育行业发生了翻天覆地的改变。将电子信息技术应用到物理学中, 增加了我们学习物理知识的兴趣, 使实验过程具体化、形象化、简单化。课堂上, 我们与老师的互动方式也因此发生了改变, 但是更加的和谐, 有助于我们对物理知识的理解和学习。在学习物理时, 我们要把电子信息技术作为辅助工具, 利用计算机对物理学习中复杂的实验进行模拟, 利用网络资源积极主动学习, 利用网络工具相互探讨, 相互合作学习。这样就形成了信息创作和加工平台, 建立了满足物理课程学习和电子信息技术整合的全新学习模式。我们对某一物理知识点的想法和新思路都可以在此平台展示。如图 1, 是物理课程和电子信息技术整合学习模
4、式展示图。2 电子信息技术整合高中物理知识案例的尝试2.1 多功能水杯的设计中物理知识与电子信息技术的整合图 1 物理课程和电子信息技术整合学习模式展示图 下载原图高中物理最大的难点是复杂的物理实验过程的不可操作性, 学科知识与生活常识脱节, 不能很好的利用所学的物理知识来解释生活中的物理现象。而利用电子信息技术把物理难题转换成物理模型, 我们通过 Flash 动画、图片和 PPT 等形式与物理实验结合起来, 既能够加深对物理知识的理解, 又能够提高和拓展物理思维能力。例如, 我们常用的多功能水杯就是物理知识与日常生活息息相关的实例。杯身由不锈钢制成的外层金属杯身和由导热玻璃制成的内层杯身组成
5、, 二者内外镶嵌起到保温的效果;而杯子上方的橡胶杯盖内含温度传感器, 可以用来测定杯中的温度;杯子底部的金属杯盖装有压力传感器, 用来测定杯中的水量。不要小看小小的多功能水杯, 其中运用了不少物理知识, 例如, 压力传感器就运用了胡克定律中弹力与弹簧变形量的正比关系关系 (F=KX) 类比水的重力与滑动变阻器之间的关系, 再根据欧姆定律 I=U/R 计算出杯中水量;而温度传感器运用了热敏电阻特性:即将温度的变化转化为电阻值的变化, 再通过电流表测得电流变化, 以此来判断杯内水温的高低。不管是压力传感器还是温度传感器, 它们都是通过把感应到的外界物理信号转化成电信号, 通过芯片的集成处理把复杂的
6、外界信号转变成简单的数字信息呈现在相应的效应器上。这一过程不仅体现了电子信息技术在物理学习中的应用, 还是物理知识与日常生活的紧密结合的实例。此外, 这个多功能水杯还具有磁化水去垢的功能, 而磁是一种实际存在却感知不到的能量, 我们要想更加具体的理解磁去垢的原理, 就要借助计算机来进行仿真模拟实验。由此可知, 如果能够通过计算机建立多功能水杯的物理模型, 将压力传感器、温度传感器和磁化去垢的原理用计算机模拟出来, 这对我们的物理学习有很大的帮助。2.2 电子信息技术应用到物理实验中, 解决物理学习瓶颈高中物理是以实验为主的一门较为抽象的学科。然而在我们学习过程中, 并不是教材中的全部实验都可以
7、在实验室完成。有一些实验受到实验器材和实验室现有条件的限制无法进行;另外, 有一些实验存在很大危险性, 对我们身心健康发展有较大影响。为了解决这一物理学习问题, 就要充分发挥电子信息技术在物理学习中的优势。在学习期间, 我们可以利用电子信息技术进行物理模拟实验, 通过虚拟情境观察实验细节和现象变化, 分析整个实验过程运用的原理知识, 并能发现一些潜在的问题, 感受实验乐趣, 弥补以往常规物理实验中的不足, 提高物理实验的认知度和演示效果, 并深度的理解并掌握物理中的公式。例如, 在分子实验中, 为了验证分子是无规则运动形式, 就可以利用电子信息技术来观察分子无规则运动情况。计算机模拟分子无规则
8、运动是利用理论方法与计算机技术模拟或仿真分子运动的微观行为。通过对随机行走理论的研究, 获得影响分子扩散行为的关键信息, 对微纳尺度下分子的实际运动过程进行合理简化, 提高了模拟效率。我们可以利用已经开发出一种随机行走模拟软件, 建立实验环境下的分子运动模型, 研究影响分子无规则运动的主要因素, 进而得出分子的运动规律, 在此过程中实现对物理课程的有效学习。而将电子信息技术运用在物理实验教学中, 它最大的优势是可在短短的几分钟的模拟实验中, 得到我们高中生需在一个月的时间内才可以得到实验结果, 简单高效。其次, 在学习物理期间, 要做好物理实验学习准备工作, 掌握扎实理论知识, 再利用电子信息
9、技术开展模拟实验, 这无疑是提升信息素养和掌握知识最好方法。让学生自身去发现问题、分析问题、解决问题, 这样才能使得学生更为深刻认知知识内涵, 加深对知识的理论理解, 发现不同事物之间联系。2.3 办公软件和教育资源库在物理学中的应用通常物理实验结束后需要对实验数据进行处理, 这就用到了电子信息技术产品中的 Microsoft Office 系列软件、清华同方素材库、中国知网数据库以及真源多媒体资源库等。它们在物理学中的应用主要表现在以下四个方面:(1) 实验数据进行数值计算;(2) 画函数图像分析物理量的变化规律;(3) 通过物理建模在探究中发现物理规律;(4) 通过动态模拟展现物理过程。3 结论综上可得, 电子信息技术术和物理课程整合发展具有诸多优点, 既可以实现物理教学的多样化, 有效地开拓学生的思维能力, 提高创新能力;并且通过打造仿真的物理实验室, 弥补实验过程中由于器材不足、场地限制、安全隐患等问题造成的局限性。参考文献1李正英.电子信息技术与高中物理教学整合的几点优势J.中学课程辅导, 2016, 10 (29) :280.
