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CCD 电子显示系统辅助物理实验教学* 王爱星 饶黄云 （东华理工大学核工程学院，江西 抚州 344000） 摘要：CCD 电子显示系统能将助视仪器视场所见图像、图文资料、仪器实物等放大成像，清 晰地显示于电视屏幕，特别适合辅助物理实验教学，是值得推广的现代教育新技术。 关键词: CCD 电子显示系统；辅助教学；物理实验 随着教学改革的不断深化，现代教育技术获得迅速发展，正在日益普及，大大优化了教 学过程，提高了教学质量。在现代教育技术中，计算机辅助教学（CAI）以其显著的优点深 得教师们的青睐，在物理实验中也得到很好的应用。但是，计算机辅助物理实验教学也存在 着不可避免的缺点，使它在物理实验教学中的作用受到限制。而 CCD 电子显示系统却具有它 独特的一些优点，特别适宜在实验室对仪器实物和所观察到的景像直接进行显示，便于教师 在实验室现场进行讲解和操作示范，可以获得非常满意的教学效果。 1 实验教学中现场讲解和操作示范仍然是必要的 计算机辅助物理实验教学主要是应用教师编制的 CAI 课件，通过计算机进行实验学习与 操作。它可让学生带着浓厚的兴趣，积极主动地态度，通过阅读有关图文资料，进行模拟仿 真操作，用较短的时间高质量地完成实验教学过程。对于因经费投入大而暂时开不出的一些 近现代物理实验，还可以用这种模拟仿真的方式临时替代，也能收到一定的教学效果。但是， 必须承认，任何一种技术手段都不是万能的，计算机辅助教学也存在着难以克服的缺点。学 生通过计算机屏幕进行学习，毕竟不如面对面听教师讲解那样容易接受，缺乏师生之间的交 流沟通。屏幕上显示的毕竟不是真实的仪器，所进行的模拟操作毕竟不是真实的操作。当然， 教师还可以适当安排一些内容利用多媒体教室进行集体授课，比在黑板上讲实验要优越得 多。 应该看到，传统的教学形式也有它自身的优点，并不是其他形式可以完全取代的。物理 实验学生动手操作之前的预习课，到实验室面对真实仪器，有教师分组讲解，并作简要的示 范操作，仍然是十分有效的教学形式，有时甚至是非常必要的。特别是对于结构复杂，调节 步骤多，操作要求高的仪器，观察对象不易用语言和图示表述清楚地实验过程，到现场去听 老师对照真实仪器进行讲解和示范，是其他教学形式难于超越的。对低年级学生来讲，严格 规范的操作训练非常重要，这种预习形式更是必不可少的。面对真实的仪器，看老师作真实 的操作，比面对屏幕上仿真的仪器进行模拟性操作，获得的感性认识要真实得多，深刻得多， 还可面对面地与老师讨论交流，解决疑难问题，深刻进行探讨。 但是，这种传统的预习形式存在一个很大的困难，十多个学生围着一套仪器，许多细节 看不清，有的实验依靠助视仪器进行观测，无法让学生集体观察，也没有时间让每个学生轮 * 基金项目：江西省“十一五”教育规划课题《物理设计性实验专题研究》（07YB088）资助 作者简介：王爱星(1975—) ，男，江西东乡人，硕士，东华理工大学副教授，研究方向：核物理、核技 术及应用 番地进行观察，这就严重影响了预习的效果。 [1] 2 CCD电子显示系统应用于物理实验教学 CCD是一种MOS结构的电荷耦合器件[2]，具有光电转换、信息存储和信息传输的功能。CCD 电子显示系统可将其视角范围内的实体景像清晰成像并放大，显示于电视屏幕上，供众人集 体观看。将其应用于物理实验辅助教学，可以有效地克服传统预习方式存在的困难，让全组 同学都同时清晰地看到教师正在讲解的仪器的任何部件和通过助视仪器观察到的实验现象， 大大提高了预习的效果。 例如，分光计的调整[3]，对于初学者难度较大，仪器的结构及每一步骤中要调节的部件， 都很难用图示表述清楚，调节过程中望远镜所观察到的景像如何变化，也很难用语言表述准 确。到实验室由教师对着仪器现场讲解，借助CCD电子显示技术，将仪器的一些细节部位和 望远镜视场所见景像一一显示于屏幕（见图 1），学起来就十分轻松了。又如，密立根油滴 实验中油滴如何选择和控制，采用CCD电子显示技术，将显示镜视场所见景像显示于屏幕， 教师作出示范，稍加指点，学生很快就掌握。其他诸如双棱镜干涉实验中测微目镜观察到的 干涉条纹，牛顿环实验中移测显微镜观察到的景像[4]，都可以运用CCD电子显示系统将其显 示屏幕上（见图 2），使这一类实验的