计算机在物理实验中的应用.doc

.

高质量文档整理--学习必备

.

计算机在物理实验中的应用

前言：物理实验在物理教学中具有举足轻重的作用，但受实验条件、实验设备、实验本身的限制，有的实验在常规条件下无法进行实验或是实验效果不理想，给物理教学带来很大困难。有效应用计算机进行物理仿真实验能克服常规实验的不足，起到事半功倍的效果。从计算机仿真物理实验现象、计算机仿真物理实验过程、计算机仿真物理实验规律和计算机仿真物理实验环境四个方面考虑物理教学中电脑仿真实验的应用。并以改革教学模式、提高教学效果为出发点，对计算机在大学物理实验教学中的应用层面作了详细地描述。

关键词：计算机仿真；物理实验；

一、课题研究的背景

我国目前物理实验教学存在很大的差距，学生实验数量太少，为学生创造的真实情境不足，这从我国与其他国家初、高中物理教材在学生实验的数量方面的比较可以看出。探究性实验太少，物理实验教学质量不高。要使物理实验教学为培养具有创造力的人才服务，就必须加大实验力度，提高实验教学的质量，把探究性实验作为创造物理情境、探究物理问题的主要手段。而计算机辅助实验既可以准确快速完成演示实验，成功的导入新课，优化了教学过程，增强了学生学习兴趣，激发了学生的学习欲望，又可以在分组实验和探究性试验中培养学生的动手能力，了解现代技术如何应用于研究。为学生适应现代化的要求打下了基础。并且用计算机辅助实验可以完成一些常规仪器难以完成的实验，而且节约了时间，提高了精度。

.

高质量文档整理--学习必备

.

二、计算机在物理实验中应用的意义

物理实验是物理教学的重要内容、方法和手段，在培养学生科学素养中具有独特的地位和全方位的功能。在普通物理实验教学中，由于受到实验仪器、实验条件、实验本身的限制，很多实验无法收到良好的教学效果。计算机的普遍应用已经成为人们生活、工作中不可或缺的得力助手，如何将计算机的应用引人到物理实验课堂教学中来，成为一种新型的教学手段，也正是物理实验教育改革的重要课题之一。

在物理实验教学中，对于一些实验现象不明显、实验过程不可见、实验规律不易被观察、实验难度高的实验，利用电脑进行仿真实验可帮助学生形成对实验原理、实验现象、实验结论、仪器结构、调试技术等的整体认识，做起实验就会胸有成竹，进行起来很轻松，这样就大大提高了实验教学的质量和效率。如果利用计算机模拟辅助物理实验，将起到直观形象、重复再现、大小、远近、时空、动静、快慢都可调节等作用。如水波的干涉实验，振动加强与振动减弱区域对初学者来说不易确定，若采用动画模拟辅助实验，放慢振动频率，干涉现象将一目了然；同样在简谐运动中，观察弹簧振子的振动实验，学生很难同时观察到回复力、加速度、速度和位移四个物理量在运动过程的变化，这是教学的难点，而采用课件模拟，放慢振动频率或者使其暂停，分析四个矢量大小方向的变化，不但直观

.

高质量文档整理--学习必备

.

形象，同时避免了教师用大量口舌进行描述。

三、计算机在物理实验中应用

实验教学的现状与物理教学的性质、教育改革形势的要求和做为基础教育重要环节的地位很不相称。

中学物理教学改革中，当前最突出的问题是实验教学薄弱，而众所周知物理学是一门以实验为基础的科学，物理学的实验基础、理论体系和研究方法，是现代科学和技术的基础，它们在学生智能结构的发展中将占有越来越重要的地位。纵观目前国内外教学的动态，也能给我们一些启示。在一些发达国家，实验在中学物理教学中已明显得到重视和加强。例如：根据牛津大学教育学院七十年代一份研究资料介绍，欧洲国家中学最后二年（预科班）的学生物理实验所占的比例较大，如英国约占整个教学时间的25%—50%，在中学低年级可占每堂课教学时间的70%—80%。又如西德国民教育初中课程共安排了343个实验，其中有295个由学生自己完成，由此可见，在指导思想上，中学物理教学坚持以实验为基础，在实验教学要求上，增大学生的实验比例，着重实验能力的训练；在教学形式上，更多地趋于采用边教边实验的方法。

但在考虑边教边实验等教学形式时，也应该考虑到：21世纪是一个信息时代，在我们工作、学习和日常生活中需要获取和处理的信息越来越多，这对于在学校里正处于学习阶段的学生来说，如何利用计算机技术来处理大量有用信息，从而更高效地利用这些资源，必将成为学生必需的能力之一。在教学中必须采用现代教育技术手段，使我们推进素质教育不可或缺的手段和方法之一。因此要做好计算机辅助实验与中学课程的整合是必要的，是有利于促进教学改革的。

.

高质量文档整理--学习必备

.

四、课题研究的内容

首先我们先从计算机仿真物理实验现象、仿真物理实验过程、仿真物理实验规律和仿真物理实验环境四个方面来讨论电脑仿真物理实验在物理教学中的应用。

1、计算机仿真实验

1.1、利用计算机仿真物理实验现象在物理教学中，有很多物理实