多媒体模拟实现物理演示实验的价值研究

祝颖 陈洪斌 吉林医药学院 132013

多媒体模拟实现物理演示实验的价值研究

祝颖 陈洪斌 吉林医药学院 132013

在物理实验里，真正做好物理演示实验也并非是件容易的事情，因为它的成功演示，要受到诸多方面因素的影响：如人为操作带来的误差不可避免，即教师的操作是否规范、操作技能高低；物理实验仪器的造成的系统误差不可忽略，即仪器设备设计的是否科学合理，是否适合该实验的要求，是否精密准确等；物理实验环境条件的影响不可轻视，如温度、湿度、照度、通风、振动、电磁干扰等环境条件都会对实验的效果产生极大的影响；观察者的观察视角、方位的不同，也会对实验的整体效果有不同领悟，也要求学习者观察问题、解决问题的能力有所提高。

由于人为操作、环境条件等因素的制约，使得演示实验的效果只能是尽善尽美，不能完全克服误差带来的视觉演示效果。那么，我们物理教师就可以利用先进的、科学的、现代的教学辅助手段来克服上述不足，弥补各种条件造成的影响，我们可以通过计算机多媒体设备，利用各种多媒体软件实现模拟物理学中的各种演示实验，可以将现实生活中的物理实验经过相应软件设计与开发，就可以形成一个模拟演示实验人为操作、室内环境等条件，这样可以避免上述人为、自然环境等不可控制或控制起来需要较高造价等问题。

例如：在物理实验演示中做平抛运动时，需要将平抛运动从两个方向去分析，一个是竖直方向的自由落体运动，另一个是水平方向的匀速直线运动。在动画制作时可通过Author ware制作，通过Power Point的超级链接，增添其动画效果。在Author ware中制作三个不同颜色的小球，通过对运动图标属性的设置，让三个小球分别作平抛运动，自由落体运动和水平方向的匀速直线运动，让它们同时运动，同时停止。通过Author ware制作动画，让学生清楚的看到在竖直方向第一个小球的运动与第二个小球完全一致，在水平方向与第三个小球完全一致。模拟的效果生动形象，使学生进一步理解平抛运动的过程。这样既弥补了Power Point动画功能之不足，同时又充分利用了Power Point文本设置灵活的优势。

可见，多媒体软件设计在物理演示实验中的重要地位，分析该实验与现实生活中或物理实验室中同样问题的对比作用，说明多媒体实现模拟演示实验的好处很多，价值凸现：

1、可以克服人为操作技能高低等问题的影响

对于简单的演示实验来讲，人为可以进行多次重复实验操作，以便达到一个理想的实验效果。多次实验操作，可能会出现多样结果，当然这是实验允许的，且多次操作取数据平均值是合理的、更加接近理论值；如果人为操作遇到仪器设备的重新定位、调试，那么工作量是非常大的；在操作技能方面，需要多次进行练习、反复操作来熟练掌握该实验的操作程序，近而达到较高的操作技能。如果采用多媒体软件模拟演示就要方便得多，只要重复播放几次就可以了，而且不占用太多实验整理时间，也就能克服人为的操作技能高低问题。

2、可以避免由于实验仪器精密度造成的不良效果

这样模拟演示实验基本上用不到精密实验仪器，当然有些实验是取代不了的；但大多数实验，如果实用软件开发得好，我们都可以做。这样只要用计算机就可以完成演示实验的教学效果，且大大减少了大宗贵重、精密仪器的使用、采购，相应减少了大量开销，节约了教育经费的投入。

3、可以克服实验室环境条件等因素造成的影响

模拟实验室的环境，我们可以将人为难以准确操作、精确测定、科学设置的条件，如温度、湿度、风力等，通过软件开发，合理设定实验需要的理想条件即可。免去人为调试的困难，大大减少了操作者的体力劳动等问题；另外，关于照度、振动强度等问题在实验室中控制是非常困难的，如实现上面的操作就可以完全消除其干扰。

4、可以使观察者反复观察实验过程，并能够总结实验规律

既然是演示实验，要求教师讲清楚原理后，让学生仔细、认真观察演示实验，不在提示的情况下，能够总结出实验的基本规律；这样模拟演示可以缩短实际实验操作的时间，且多次重复操作更加有利用学生从不同角度观察实验过程，理解实验原理，揭示、总结实验规律。

综上所述，当然计算机多媒体演示实验，不能完全取代物理实验中的所有仪器，但我们可以做到计算机与仪器的配合使用，那样就可以达到预期、理想的效果。因此，科学、先进的教学手段可以促进物理知识的学习，这样学习软件的开发给我们提出了新的课题，要求孩子不但要掌握目前的物理知识，还要在学习知识的过程中学会发现问题、解决问题的能力。

祝颖，吉林省吉林市人，副教授。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.14.141