利用多媒体优化物理演示实验的几种简单方法

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巧用多媒体技术 优化物理课堂实验

巧用多媒体技术 优化物理课堂实验
样 在 课 堂 上 无 法 进 行 的 实 验 , 可采 用 多 媒 体 模 拟 演
便学生观察 。 如“ 条 形 磁 铁 周 围 的磁 场 ” 要 想使 全班 学 生 看 清 楚 ,教 师 必 须 绕 教 室 一 圈轮 流让 学 生 观 察 。 这 样既费时 , 效果也不好 , 若运用投影放大 , 就 能 收 到 事 半 功 倍 的效 果 。 物 理 实 验 中 的许 多基 本 仪 器 、 仪表 , 如 电流表 、 电压 表 、 螺 旋测微 器 、 游 标 卡 尺 的 使 用 和 读
生 面前 , 学生眼耳并用 , 视 听结 合 , 调 动 学 生 多 种 感 官
参 与课 堂 教 学 活 动 。 全 面感知学 习对象 , 实 现 抽 象 到
具体的转化 , 提 高学 生 的感 知 能 力 。
课堂内外 . 教师版 l 物理教 磷
巧用多媒体技术 优化物理课堂实验
周 曲 波
【 重庆万州外国语学校 , 重庆 万州 4 0 4 0 4 0】
物 理 学是 一 门 实验 科 学 , 实验在 物理学的发展 中 有着 巨 大 的 意 义 和推 动 作 用 。 随 着 计 算 机 技 术 的 迅 速 发展 . 多 媒 体 演 示 形 态 正 日益 成 为 物 理 演 示 实 验 的 一
方 式 突破 难 点 来 达 到 更 好 的 教 学 效 果 。 运用 多媒 体 展 现 物理过程 . 实现静 态的物理过 程动态化 分析 、 动 态
速, 重复性好 , 快速处理实验数据 , 能 突破 时空 限 制 等 特点 , 可 以把 各 种 物 理 现 象 直 观 、 形 象 地展 示 。 在 创 设
课 堂 情 境 中显 示 出 极 大 的 优 越 性 。 在 课 堂 实 验 教 学 中。 教师 如果 能充 分 、 恰 当地 利 用 多 媒 体 技 术 , 就能 引

高三物理教师如何巧妙运用多媒体教学

高三物理教师如何巧妙运用多媒体教学

高三物理教师如何巧妙运用多媒体教学多媒体教学是一种结合传统教学方法以及现代科技手段的教学方式,它通过运用图片、音频、视频等多种媒体形式,使得教学内容更加形象、生动,并且提升学生的学习主动性和参与度。

在高三物理教学中,巧妙运用多媒体教学具有重要的意义。

本文将介绍高三物理教师如何巧妙运用多媒体教学的方法和技巧。

首先,高三物理教师可以利用多媒体展示物理实验。

传统的物理实验往往需要学生亲自动手进行,而在复杂的实验操作中,学生可能会出现操作失误或者理解不到位的情况。

通过利用多媒体技术,教师可以将实验过程录制下来,并结合文字说明、图像和动画等方式呈现给学生。

这样一来,学生可以在课堂上通过观看实验视频来全面了解实验原理和操作步骤,提高实验的可视化效果,使学生更好地理解物理实验的原理和过程。

其次,高三物理教师可以运用多媒体展示物理现象和过程。

物理学是以物理现象和过程为核心的学科,而传统的教学方式很难直观地展示物理现象的特点和变化规律。

通过使用多媒体技术,教师可以通过演示视频、动画等方式展示物理现象和过程,比如利用模拟软件展示行星运动的规律、光的折射和反射等现象,使得抽象的物理概念变得具体直观。

这样一来,学生能够更好地理解物理学的基本原理,增加学习的趣味性和吸引力。

此外,高三物理教师可以运用多媒体制作课件和教学资料。

传统的物理教学中,教师主要依靠手写板书来传授知识,但这种方式存在着速度慢、信息量受限等问题。

通过运用多媒体制作工具,教师可以制作丰富多彩的课件,包括文字、图片、图表和动画等形式的内容。

这样一来,教师可以更好地组织和呈现知识内容,使得教学更加生动和直观。

同时,教师还可以制作教学资料,如习题讲解视频、课堂练习答案等,方便学生在课后进行复习和巩固。

此外,高三物理教师还可以利用互动多媒体教学方式。

互动多媒体教学是指教师与学生之间通过多媒体工具进行互动,增强学生的主动性和参与度。

通过利用电子白板或者电子投影仪等设备,教师可以在课堂上与学生进行实时互动。

如何利用多媒体技术提升物理教案效果?

如何利用多媒体技术提升物理教案效果?

文章随着信息技术的不断发展,多媒体技术在教育教学领域的应用越来越广泛。

作为一门自然科学,物理学的内容比较抽象,难以直观地呈现出来,给学生学习和理解带来一定的困难。

为了提高物理教案的效果,多媒体技术可以很好地辅助教师进行教学,使得学生更加容易理解和掌握物理知识。

本文将从以下几个方面详细介绍如何利用多媒体技术提升物理教案效果。

一、利用图像和视频素材提升视觉体验利用图像和视频素材可以大大提升学生的视觉体验,使学生更加容易理解和掌握物理知识。

教师可以利用多媒体设备,将一些经典的实验和现象通过视频展示给学生,让学生在视觉上直观的感受到物理知识。

例如,磁力线可以利用软件模拟呈现出来,视频中可以清晰的展示出磁力线在磁场中的分布情况,以及磁性物质的受力情况。

还可以通过实验视频展示物理学中的一些实验,让学生在课堂上感受到实验的奥妙。

二、利用声音和动画增强听觉效果物理学的一些概念比较抽象,难以通过文字和图片来解释,这时候利用声音和动画来解释会更加生动形象。

利用声音和动画可以很好地增强听觉效果,每一次动画的变化和声音的出现都是给学生带来新的体验和收获。

例如,教师可以通过软件利用动画来展示电路结构和电动势的变化过程,通过声音的配合,让学生在听觉上感受到电路结构和电动势的变化,从而更好地理解和掌握知识点。

三、利用互动教学方式提高学生参与度利用互动教学方式可以很好地提高学生的参与度,让学生更主动地参与到学习过程中来。

教师可以利用投影仪和电脑等多媒体设备来进行互动教学,例如利用电子白板进行课堂板书和展示,可以让学生更加直观地理解物理知识;还可以利用网络课堂进行线上交互,学生可以在课堂上发言、提问和回答问题,互动交流,提高学习效果。

四、利用多媒体课件整合不同资源利用多媒体课件整合不同资源可以让教学更加高效和灵活,教师可以通过多媒体课件将教学资源整合在一起,例如教案、电子文档、演示文稿等,方便学生学习和复习。

同时,多媒体课件可以很方便地添加新的教学资源,例如教学视频、实验演示等,不断完善课件,提高教学效果。

利用多媒体技术提高物理课堂效率

利用多媒体技术提高物理课堂效率

利用多媒体技术提高物理课堂效率随着计算机的普及,多媒体技术已进入了课堂。

由于多媒体有广泛的表现力,可以向学生提供丰富的感性材料,它改变了以往的“粉笔+黑板”的教学环境,把生动逼真的动画图象,清晰的文字注解和优美的声音融为一体,将学生带进一个声、像、图、文并茂的新天地,把抽象的概念具体化,具体的事情概念化,有利于学生从具体形象中概括出事物的本质属性,促进其智力发展。

本文就计算机多媒体辅助物理教学,谈谈自己在教学实践中的几点尝试:一、计算机多媒体技术与物理实验教学整合,提高物理教学的演示效果物理是一门以实验为基础的学科,具有很强的实践性,实验教学是初中物理教学的重要组成部分。

但在学生实验和演示实验中,由于受到常规实验仪器、实验材料等条件的限制,实验效果往往不如人意。

而采用模拟型实验教学模式,通过多媒体技术模拟一些重要的在目前条件下难以完成的实验,弥补常规实验的不足,能提高实验的效果。

例如,关于磁现象中的磁感线的教学,传统的教学中教师演示实验是在平面上进行的,要让学生在座位上看清楚是很难实现的,教师需要采取拿着实验让学生看或者让学生到前边讲台上看等方法,这样做既麻烦又浪费时间。

所以,笔者利用了计算机多媒体用动画的形式进行演示,既方便,又节省时间,还能生动的反映磁现象产生的过程,把看不见摸不着的磁感线实质性地呈现在学生面前,增强了学生的兴趣,使抽象、枯燥的物理概念变得直观、形象,突破了学生思维障碍,降低了难点,培养了学生的想象力和创造力。

再如,科学家在特定条件下完成的一些特殊实验,教师不可能再次在课堂上演示,只能借助图片、文字来表述,让学生通过想像在头脑中再现,如原子弹的爆炸、“神舟五号”飞天等场面。

但是,若用多媒体,则可顺利再现其壮观的场面,让学生获得更多的感官刺激。

他们仿佛身临其境,从而激发爱科学、爱祖国的热情。

由此可知,通过多媒体技术与物理实验整合,可以突破常规实验仪器的局限性,所以我们应当充分发挥多媒体技术的特长,对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助,成为常规实验的补充,并把两者结合起来,使实验教学上升到一个新的层次,从而有助于学生发现规律、获得知识。

初中物理教学中多媒体演示实验的优化

初中物理教学中多媒体演示实验的优化

初中物理教学中多媒体演示实验的优化随着现代信息技术的不断发展,多媒体教学在当今的初中物理教学中已经得到了广泛的应用。

多媒体教学能够将抽象的物理知识以形象、生动、直观的方式展现给学生,帮助学生更好地理解和掌握物理知识。

而多媒体演示实验则是多媒体教学在初中物理教学中应用的重要方式之一。

本文将从以下几个方面对初中物理教学中多媒体演示实验的优化进行探讨。

一、明确多媒体演示实验的教学目标在进行多媒体演示实验之前,教师需要明确实验的教学目标,包括实验的目的、实验的操作步骤、实验的结果以及实验对物理知识的理解等方面。

通过明确教学目标,教师可以更好地把握实验的节奏和重点,从而更好地引导学生进行实验操作和思考。

二、选择合适的多媒体演示实验内容在进行多媒体演示实验时,教师需要根据教学内容和学生的实际情况选择合适的实验内容。

一般来说,对于一些较为抽象、难以理解的物理概念和规律,教师可以考虑采用多媒体演示实验的方式进行教学。

例如,在讲解电流、电压、电阻之间的关系时,可以通过多媒体演示实验的方式,将抽象的物理概念以形象、直观的方式展现给学生,帮助学生更好地理解。

三、优化多媒体演示实验的设计和操作在进行多媒体演示实验时,教师需要注重实验的设计和操作,确保实验的准确性和科学性。

同时,教师还需要注重实验的趣味性,以激发学生的学习兴趣和积极性。

例如,在讲解光的折射现象时,可以通过多媒体演示实验的方式,将一条小鱼放在一个浅水槽中,让学生观察小鱼的位置随着水位的升高而变化的现象,从而更好地理解光的折射现象。

四、加强多媒体演示实验与实际生活的联系在进行多媒体演示实验时,教师需要注重实验与实际生活的联系,让学生通过实验更好地理解和掌握物理知识在实际生活中的应用。

例如,在讲解摩擦力时,可以通过多媒体演示实验的方式,让学生观察汽车轮胎的花纹结构,从而更好地理解摩擦力的概念和作用。

五、利用多媒体技术进行拓展教学在进行多媒体演示实验的同时,教师可以利用多媒体技术进行拓展教学,例如制作一些与实验教学相关的视频、PPT等教学资源,以便于学生在课后进行复习和巩固。

利用多媒体资源提高物理学习效果

利用多媒体资源提高物理学习效果

利用多媒体资源提高物理学习效果随着科技的不断发展,多媒体资源在教育领域的应用越来越广泛。

在物理学习中,利用多媒体资源可以有效提高学习效果,激发学生的学习兴趣,培养创新思维能力。

本文将从视频教学、模拟实验和在线资源等方面探讨如何利用多媒体资源提高物理学习效果。

一、视频教学视频教学是一种利用影像、声音和文字等多媒体手段进行教学的方法,能够生动形象地展示抽象的物理概念和实验操作过程。

学生通过观看教学视频,可以更直观地理解物理现象和原理,加深对知识点的理解。

此外,视频教学还可以根据学生的不同需求和学习进度,随时暂停、回放,灵活自主地掌握学习内容。

二、模拟实验在物理实验中,有些实验操作繁琐、危险性高,难以在实验室中进行,或者需要观察和分析时间较长。

使用模拟实验软件或虚拟实验室,可以很好地弥补实验环境的限制,使学生通过模拟真实的实验操作来锻炼观察、实验设计和数据分析能力。

模拟实验还可以根据学生的实验操作情况进行反馈,帮助学生及时发现错误,并纠正实验操作方法。

三、在线资源如今互联网上有很多丰富的物理学习资源,如网上课程、在线论坛、学术期刊等。

利用这些在线资源,学生可以随时随地获取到最新的物理学知识和研究成果。

同时,通过参与在线讨论和互动,学生可以与其他物理爱好者或专家进行交流和合作,拓宽学习视野,提高学习效果。

四、多媒体资源应用案例以下是一个应用多媒体资源的案例:在物理学习中,学生可能会遇到难以理解的抽象概念,比如相对论。

通过利用多媒体资源,教师可以设计一个相对论的动画视频,通过动态的图像和声音,生动形象地展示相对论中的奇特现象,如时间膨胀和长度收缩。

学生观看这个视频后,可以更容易地理解相对论的基本原理,并能够通过动画中的场景进行思维实验,加深对相对论的理解。

总结:利用多媒体资源可以有效提高物理学习效果,激发学生的学习兴趣,培养创新思维能力。

视频教学可以生动形象地展示物理概念和实验过程,模拟实验可以弥补实验条件的限制,在线资源可以让学生随时获取最新知识和研究成果。

初中物理教学中多媒体的巧妙运用

标题:初中物理教学中多媒体的巧妙运用随着科技的进步,多媒体技术已经深入到教育领域,为我们的教学提供了新的手段和方式。

在初中物理教学中,多媒体的巧妙运用不仅可以提高学生的学习兴趣,还可以增强学生对物理知识的理解和掌握。

本文将从以下几个方面阐述多媒体在初中物理教学中的巧妙运用。

一、多媒体在物理概念教学中的应用物理概念是物理知识的重要组成部分,也是学生掌握物理规律的基础。

然而,有些物理概念比较抽象,学生理解起来比较困难。

这时,多媒体就可以发挥其优势,通过图片、视频、动画等形式,将抽象的概念形象化,帮助学生更好地理解。

例如,在学习“电流、电压、电阻”这一章时,学生对这些抽象的概念很难理解。

这时,我们可以通过多媒体展示电流、电压、电阻之间的关系,以及它们对电路的影响,帮助学生更好地理解这些概念。

二、多媒体在实验演示中的应用实验是物理教学的重要组成部分,是学生掌握物理规律的重要手段。

然而,有些实验由于条件限制,无法在课堂上进行。

这时,我们可以利用多媒体技术,将实验过程进行模拟,让学生通过观看实验过程,了解实验原理和实验结果。

例如,在学习“电磁感应”这一章时,由于条件限制,无法在课堂上进行电磁感应实验。

这时,我们可以通过多媒体展示电磁感应的过程,让学生了解电磁感应的原理和现象。

此外,多媒体还可以对实验过程进行慢放或定格,让学生更好地观察实验细节。

三、多媒体在物理规律探究中的应用物理规律是物理知识的重要组成部分,也是学生掌握物理知识的重要手段。

然而,有些物理规律需要学生进行探究才能掌握。

这时,我们可以利用多媒体技术,为学生提供一个探究的平台,让学生在探究过程中更好地理解物理规律。

例如,在学习“牛顿第一定律”这一章时,学生可以通过多媒体展示不同物体在相同条件下运动的情况,进而探究物体运动的原因和条件,从而更好地理解牛顿第一定律的内容和意义。

四、多媒体在物理情境创设中的应用创设情境是初中物理教学的重要手段之一,可以激发学生的学习兴趣和积极性。

如何运用多媒体技术提升物理教学效果

如何运用多媒体技术提升物理教学效果多媒体技术的迅猛发展为物理教学带来了新的发展机遇。

通过融合多媒体技术,可以提升物理教学效果、激发学生学习兴趣、增强学生对物理知识的理解与应用能力。

本文将从多媒体技术在物理教学中的应用、提升物理实验教学效果以及创新教学模式的构建等方面来探讨如何运用多媒体技术提升物理教学效果。

一、多媒体技术在物理教学中的应用1.教学多媒体课件的制作与应用教学多媒体课件的制作与应用是物理教学中广泛使用的一种方式。

通过使用多媒体课件,教师可以将物理知识以图文、声音、视频等多种形式呈现在学生面前,更加生动直观地向学生讲解物理原理,激发学生的学习兴趣和主动性。

2.尝试虚拟实验技术虚拟实验技术是指通过计算机模拟真实实验的过程,为学生提供虚拟实验平台,让学生在虚拟环境下进行实验操作。

通过虚拟实验,学生可以在自主探索中学习物理实验的基本原理,培养实验设计和数据处理的能力。

3.多媒体资源的集成与利用通过收集整理物理教学相关的多媒体资源,比如物理实验视频、物理实例图片等,构建多媒体数据库并运用在教学中,可以丰富物理教学内容,提升教学效果。

二、提升物理实验教学效果1.使用教学实物物品在物理实验教学中,使用教学实物物品可以使抽象的物理理论问题具象化,加深学生对物理原理的理解。

教师可以运用多媒体技术将实物的特点、操作过程进行录制、拍摄,并与多媒体课件相结合,全方位展示给学生,从而提升物理实验教学效果。

2.利用模拟实验软件模拟实验软件是一种通过计算机编程模拟真实实验的工具。

通过模拟实验软件,学生可以进行自主的实验探究,随时调整实验参数,并对实验结果进行分析和讨论。

模拟实验软件可以大大拓宽实验内容与范围,提供更多的实验资源供学生选择、研究,进一步激发学生的实验研究兴趣。

三、创新教学模式的构建1.借助互动平台促进互动交流通过利用多媒体技术,搭建互动平台,教师可以将课堂变成一个互动的学习环境。

通过提问、讨论、小组合作等形式,学生之间的互动交流可以提高学习效果,促进学生对物理知识的深入理解。

如何利用多媒体上好物理实验课

合理利用多媒体技术优化物理实验教学宣汉县芭蕉初级中学郎辉物理实验是物理教学的重要手段之一,然而由于受时间和空间等客观条件以及仪器本身因素的限制,有些实验效果不够理想。

如果利用多媒体技术模拟辅助物理实验,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。

许多物理实验,若采用动画模拟,视频课件使宏观现象微观化,就可以使学生们看到想看而看不到的现象。

为此合理利用多媒体教学技术,既可以优化实验教学过程,又能激发学生兴趣,从而提高课堂效率。

一、合理利用多媒体和实物投影,提高演示实验的可视度在物理实验教学中有一些演示实验,要求学生有目的地进行观察。

然而这些演示实验由于其可见度不高,或受条件的限制,观察仅局限于前排学生,而后排学生只能看看热闹而发生抱怨,如利用多媒体既可提高演示实验的可见度,又真正做到面向全体学生。

例如在直尺、温度计、弹簧秤、量筒、电流表、电压表等仪器的读数教学时,绝大多数学生看不到刻度,如用多媒体技术演示,学生既能观察得很清楚,又能反复练习读数,教师上得轻松,学生学习得愉快。

上电学实验课时,根据电路进行实物接线,是本节课的难点,由于实验电路比较复杂,教师在上课前,往往都演示一遍电路的实物接法,但由于实物演示不够直观,学生往往都不能看的很清楚,所以,实验中容易出现各种各样的电路故障,而且还容易烧毁电路设备等,如果采用多媒体课件演示。

不仅教师可以轻松接线,学生也可以看的更清楚,而且实验中出现故障也少许多。

在实际教学中还可以利用实物投影放大实验器材,增强实验效果。

例如:在研究影响分子运动速度的实验中,我们把盛有不同温度水的烧杯放在实物投影的演示台上,在两杯水中分别滴入一滴红墨水,红墨水在两杯水中的扩散过程就非常清晰的展现在大屏幕上,每一位学生都能非常清楚的看到实验现象。

二、利用成功录像,让学生观察到不容易观察到的实验现象物理学是一门以实验为基础的自然科学,直观教学在物理教学过程中占有相当重要的地位。

有效利用多媒体资源提升初中物理教学效果

有效利用多媒体资源提升初中物理教学效果在当今信息技术高度发达的时代,多媒体资源已经成为教育领域中不可或缺的一部分。

在初中物理教学中,有效利用多媒体资源可以提升教学效果,增强学生的学习兴趣和理解能力。

本文将探讨如何充分利用多媒体资源来改善初中物理教学。

一、引言随着科技的不断发展,多媒体资源已经渗透到了我们生活的方方面面。

在教学中,多媒体资源的应用也变得越来越普遍。

初中物理作为一门实践性和理论性相结合的学科,多媒体资源的利用将有助于激发学生的学习兴趣,提高他们的学习效果。

二、多媒体资源在初中物理教学中的应用1. 演示工具多媒体资源可以作为演示工具,用于展示物理实验的过程和结果。

通过图像、动画和视频等形式展示实验现象,可以使学生更加直观地理解物理原理。

例如,通过多媒体资源演示热传导实验的原理和过程,学生可以清楚地看到热量如何从高温物体传递到低温物体之间,从而更好地理解热传导的概念。

2. 互动学习多媒体资源可以通过互动方式引导学生进行学习。

例如,通过设计交互式的物理问题,学生可以通过点击、拖拽等方式参与到学习过程中,提高他们的主动参与程度。

同时,多媒体资源还可以提供实时的反馈和纠正,及时指导学生的学习方向。

3. 知识扩展多媒体资源可以为学生提供更广阔的知识视野。

通过展示与物理相关的实际应用和研究成果,学生可以更好地认识到物理学在现实生活中的重要性和应用价值。

例如,通过多媒体资源展示物理在工程设计、天文学和医学等领域的应用,可以激发学生对物理学习的兴趣,培养他们对物理学科的深入思考与独立研究能力。

三、有效利用多媒体资源的方法1. 多媒体资源的选择在教学中,教师应根据教学内容和学生的学习需求选择合适的多媒体资源。

例如,在讲解光学原理时,教师可以选择使用多媒体投影仪展示光的传播和反射的动态过程,以增强学生对光学原理的理解。

然而,教师在选择多媒体资源时也要注意资源的准确性和可靠性,确保资源所呈现的信息是正确的。

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利用多媒体优化物理演示实验的几种简单方法
张三李四王五
(黑龙江科技学院数力系,黑龙江哈尔滨150027)
摘要:利用多媒体的标准配置:计算机、摄像头、麦克风对部分物理演示实验进行了优化,解决了部分演示实验中存在的能见度低、直观性不强等缺点,大大提高演示实验的水平,取得了较好的教学效果。

关键词:多媒体;优化;演示实验
中图分类号:G420;O4-33 文献标识码:A 文章编号:
1 多媒体教学特点
多媒体教学系统是以计算机为核心, 联结并运用文字、声音、图形、影像、动画等手段, 以激发学生的学习兴趣和提供一个生动的学习环境[1]。

多媒体电教室一般配备有多媒体计算机、大尺寸屏幕、摄像头、麦克风等标准设备。

因此在演示实验教学时可以很方便地利用多媒体的声、光、电综合技术对物理演示实验现象进行机械放大、光放大、电放大,增加可见度,放大实验过程[2]。

2 演示实验教学现状
演示实验教学一般由教师单独演示,或是少数同学参与表演,而大多数学生观察。

如果学生少,教室小,传统的物理演示实验也能够取得较好教学效果。

但随着高校扩招,学生数量激增,一般高校的大学物理课程都采用合班授课模式,少则4-5个班级,多则6-8个班级一起在阶梯教室上课。

此时由于部分演示现象能见度低,直观性不强以及受实验环境等的限制,一些实验在课堂上进行演示时效果就不尽人意了:教室后面的同学根本看不清或听不见。

鉴于以上原因,多数教师会减少课堂演示时间,使本己少得可怜的课堂实践环节更加薄弱。

物理课的学习变成了单纯从课堂到课本,纸上谈兵,使实验性极强且对提高学生分析、解决实际问题有极大帮助的大学物理课程变成了实用性较差的、抽象的纯理论假设课程[3]。

本文利用多媒体的计算机、摄像头、麦克风,大屏幕借助功能软件,对部分演示实验进行了优化,解决了部分演示实验中存在的能见度低、直观性不强等缺点,大大提高演示实验的水平,取得了较好的教学效果。

3 优化方法
3.1 利用功能软件将抽象变直观进行优化
多媒体技术的核心是计算机,将传感器与计算机接口连接,来采集、处理数据,并用多媒体等先进技术来显示实验结果,无疑会大大提高演示实验的水平[4]。

例如在演示“拍”现象
时常用两个带有共鸣音箱、频率相同的音叉。

该演示仪器经济、轻便、现象明显,但也有不足:首先学生不能直观看到各分振动及合振动实时图像,也想象不出拍音是怎样叠加而形成的;其次是拍音太小,在一个大的课堂里,坐在中后排的同学几乎听不到拍音;再次是音叉振动衰减很快,拍音持续时间短,不利于观察。

针对上述问题,笔者利用多媒体计算机结合功能软件形成虚拟仪器,借助于多媒体的麦克风、大屏幕和音箱来演示拍现象,产生非常好的教学效果。

首先利用虚拟仪器的声卡双踪信号发生器产生简谐正弦音频信号,设定频率为Hz 19901=ν。

将音频信号接到音箱上,此时音箱相当于一个音叉,就能听见持续的、声强稳定的、单一频率的声波。

利用麦克风对声波信号进行采集,输入到计算机中,在示波器窗口观看该声波波形,并将该波形投到大屏幕上(见图1)。

通过这样演示教室里所有的学生既能清楚听到该声波,同时也能看见该波动的实时图样。

演示同时利用windows 操作系统里的录音机对声波信号录音,最长可录1分钟,保存为音频信号1备用。

利用相同方法,获得音频信号2,设定的频率为Hz 20002=ν,见图2。

然后利用暴风影音同时播放音频信号1和2,就获得两个振动方向相同(一只喇叭同时发出音频信号1和2),振幅相同(音量相同)而频率稍有不同的音频信号,叠加有“拍”现象发生。

同时在示波器窗口显示拍的振动图像(见图3)。

用光标读数器得到拍的周期ms T 55.102=,计算拍频率为Hz 75.9=ν,而Hz 1021=-νν,两者略有差别,属读数误差。

图1 频率1990Hz
振动曲线 图2 频率2000Hz 振动曲线
3.2 利用摄像头光学放大进行优化
摄像头又称为电脑相机,是一种视频输入设备。

目前主流摄像头都采用USB 接口,即插即用,无需驱动,不需调焦,清晰度高,且一般都集成了麦克风功能。

对于一些能见度低或不便观察的演示实验,可利用摄像头将演示现象投到大屏幕上,这样便于学生观察。

例如在演示弦线驻波时,通常由于弦线色彩较暗,外加多媒体授课时室内光线偏暗,导致中间偏后的学生看不清楚弦线上波腹和波节,即便添加背景反衬,效果也不理想。

为了使实验现象更加明显,在演示时可在弦线上等距串上银白色小珠,然后利用摄像头,将整个装置及实验现象投到大屏幕上,所有学生都可以清楚观察实验现象。

将波源频率调低,利用数码摄相机对实验录像,然后利用暴风影音播放软件进行慢镜头再现,这样学生就可清楚观察驻波特点:银白色小珠在各自平衡位置附近振动;相邻波节间各质元(银白色小珠)同步,波节两侧各质元异步。

经过这样的演示,无需多说,学生对驻波的了解就一清二楚,已把驻波相关知识深刻的印到学生记忆里。

对于其他一些演示实验,像鱼洗、单相旋转磁场等须在仪器正上方观察现象的演示实验,像热力学第二定律克劳修斯表述演示等需要观察仪表示数的实验,还有像尼科尔棱镜和惠更斯原理等教具模型都可以采用摄像头进行光学放大,使得实验现象更清楚地呈现。

3.3 利用图形可视化和数据分析软件进行优化
为了使学生更加深刻地理解光的波动特性,在大学物理实验课程中都开设了激光单缝衍射光强分布的测量实验。

通过对单缝衍射的观测,加深了学生对光的波动性的理解。

实验设备通常包括氦氖激光器、光具座、单缝装置和光电转换装置等。

由于仪器设备比较笨重,光路的调整比较复杂,所以很少在理论教学中利用该设备演示教学。

文献[5]的演示简单,但只能演示基本现象,演示内容不够全面。

本文设计的单缝衍射实验是将激光笔,动态多缝装置分别固定在长约1米(满足远场要求[6])的细方直木条两端,整体作为演示实验装置,可以方便移动。

演示时利用多媒体计算机结合数码摄像头和origin 数学分析软件共同演示。

首先调整光路:将实验装置平放到多媒体展台上,调整使动态多缝装置上的镀膜反射的光线照射到激光笔头,此时反射光与入射光平行,动态多缝装置与激光笔垂直;在木条方向图
3 拍振动图样
上距离动态多缝装置1.5米处放置光屏,在光屏上平放一个平面镜,利用平面镜反射中央明纹光线照射到单缝上,此时光屏与动态多缝装置垂直,移
走平面镜,在光屏上就会观察到清晰的衍射图样,见图4。

然后利用摄像头将衍射条纹投影到大屏幕上,这样学
生就可以清楚、适时地观察到衍射条纹;利用摄像头的照
相功能拍摄衍射图样,并保存到桌面上,再利用分析软件
origin 打开图样进行光强分析,见图5。

图中黑色区域是
打开的衍射图样反选图,横竖相互垂直的两条虚线是坐标
线,分别代表x 轴和y 轴。

利用键盘上移动键上下移动x
轴坐标线,使其位于衍射条纹正中位置固定不动,射图样
上方的红色曲线就是该位置处x 轴上各点光强分布曲线;
左右移动y 轴坐标线,在衍射图样右方黑色曲线表就是该
位置y 轴上各点光强分布。

通过移动y 轴坐标线,能够给出衍射图样任意位置处光强的精确值,也给出各级明纹和暗纹的中心坐标的精确值,根据明纹和暗纹宽度定义,便能计算出中央明纹宽度的确是其他明纹宽度的2倍。

利用上诉方法还可演示双缝干涉,光栅衍射等光学现象。

4 小结
利用多媒体系统标准配置:计算机、摄像头、麦克风对部分演示实验进行了优化。

方法简单,方便,效果明显,解决传统演示实验难做,可见度差等问题,取得传统手段很难实现的教学效果。

可操作性强,对教师的要求较低,相关做法值得借鉴。

参考文献:
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[6] 王惠棣.物理实验.[M].天津:天津大学出版社,1997. 图4 单缝衍射条纹图
图5 origin7.5
分析软件界面图。

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