信息技术在物理电磁学教学中的应用实践与研究

陈泳林

摘要：物理作为一门不断变化发展的学科，在各个发展时期，都对教学器材及实验投入产出效率有较高的要求，涵盖实验方法的改进、实验强度的提升以及信息的有效分析运用等各个方面。当前信息技术在整个教学体系中有了更为广泛的应用，从物理实验数据的分析整合、光电效应模拟到智能化分析预测实验结果，信息技术都大力推动了物理学科的发展。我们应该充分认识到物理学科的特点，并有效融入信息技术教学，更高效地提升教学效果。本文以此为立足点，分析当前高中阶段物理教学现状，以电磁板块的教学为例，分析信息技术在其中的有效应用，并提出一系列可行性建议。

关键词：信息技术；电磁教学；实践应用

近年来，随着教育体制的不断变革以及教学模式多样化的发展，高中教学理念也在不断更新和拓展。高中作为连接初中和大学的关键阶段，应努力实现从基础教学到实践结合理论教学的过渡，力争培养实践能力强、逻辑思维缜密以及理念创新的高素质人才。

物理作为高中整个教学体系中的重点学科，具有逻辑性强、辩证度高以及社会实践联系性强等特点，对学生理性思维和学科逻辑思维的提升有很大的助益。从学科特性方面来说，此阶段的物理教学更加贴近新时期的教学理念，主要体现在以下几个方面：首先，知识深化，前后联系加强。高中时期的物理教学不单纯拘泥于教材知识点的简单讲解，而是更注重于相关实验操作的具体开展步骤、理论逻辑证明以及定性定量运算，如考虑物体具体受力方向、作用力的大小、光电效应的实际应用等等，具有更强的实践效益；其次，亟待提升学生分析能力，考察转化化归思想的应用。高中物理需要知识点的总结归纳以及物理研究方法的深入讨论和对比研究，对初中物理知识进行再提高；最后，此阶段的物理教学更侧重于社会实践应用，对教师教学方法提出了更高的要求，需要先进教学设备以及新教学理念的不断引入。

随着科学技术的进一步发展，信息技术的应用已经拓展到教学体系中的各个方面，并发挥着有效处理信息、数值模拟以及分析预测的多种功效，在对高中物理教材深入解读、实验方法的优化以及教学进度的提升等层面都有着积极的促进作用，其主要学科应用体现在以下三个方面：一是制作教学動画，拓宽教具应用范围。教师可通过使用多媒体信息技术以动画的形式将备课内容形象完整地表达出来，使得学生更直观掌握重难点物理概念各时期的演变以及各阶段的效果，加强学生对概念发展进程的有效掌控；二是跟踪物理实验进程，模拟重点过程。高中物理学科中很多重点实验都需要多个学科知识的有效整合，对学生的逻辑思维能力以及推导能力都提出了很高的要求，如在学习“万有引力”以及“电势与电流的关系”这两部分内容时，借助信息技术进行过程模拟和数值模拟，将每个步骤发生过程都进行慢处理和精细化处理，使得学生了解每个过程，促进对重点物理实验的有效掌握；三是有效完成数据分析整合以及结果预测。高中物理实验数据结果偏多，处理难度大，借助信息技术的汇总效能来有效进行数据分析，达到更优质的教学效果。

电磁效应是自然界存在的一种基本现象，同时也是高中物理的教学重难点板块，相关研究人员从最初的定性认知到之后的定量分析检测，每一个阶段都在不断扩充电磁学的实际应用范围，如“电磁感应定律”、“电磁以太”以及“偏振传输”等等，均以基本电磁效应为支撑点。在学习本部分内容时，信息技术处理发挥了很大的促进作用。现以课堂实际教学为例进行分析，主要分成三个步骤：首先，运用信息技术表述抽象概念。这一环节主要是运用Office软件、绘图软件以及DMS建模软件，绘制出抽象的磁感线、小磁针以及吸附铁屑，控制模块改变通过的电流大小，使之直观呈现各个阶段磁感线的偏离程度以及两极磁感线的延伸方向和闭合特点，并对各阶段的实验现象进行有效记录；其次，探究不同控制条件对实验结果的影响。这一过程主要借助Interactive Physics软件进行分析研究，此软件不需要进行实际实验操作，而是运用模拟分析的功能，探测各个影响因子对实验结果的作用类型，如闭合电路连接情况、导体性能以及磁感线不同方向切割运动，此种交互式物理教学方法能够有效对各类型因素影响范围进行合理把控，并得出相应的变化规律，揭露电磁感应作用的本质，以此来促进学生的直观认识；最后，数值分析整合及过程预测。此阶段主要用到Matlab、Tracker等软件进行数据分析，辅助教学过程，深入探究电磁效应的作用规律，同时，跟踪每个过程的变化趋势，并在电脑上直观表现出出作用力的大小变化，定性定量地输出必要的感应图像，进行磁感线的曲线拟合，更加细致地分析实验结果。

在教学过程中，我们应该充分结合当前先进教学技术与教学理念，并有效付诸于实际教学体系中。物理学科需要有更加严密的实验体系、概念发展框图以及逻辑推导过程，我们应将信息技术有效运用到物理学科教学中，对重难点知识板块进行数值分析与过程模拟，促进学生的有效认知，力争达到更为优质的教学效果。

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