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物理學怎麼利用計算機科學

發布時間:2023-06-27 05:52:03

㈠ 信息技術在初中物理教學中發揮著怎樣作用

合理使用信息技術,可以有效的激發學生學習興趣,拓寬學生的視野,發散學生的思維。:
1、在物理課堂教學中,利用信息技術可創建情景、渲染氣氛,使學生猶如身臨其境,激發學習興趣,促進思維發展。
興趣是最好的老師。中學生正處於一個求知慾強,接受新鮮事物快的年齡時期,尤其對電腦及網路感興趣,而信息具有的聲、光、電的綜合刺激,恰好迎合該年齡段學生的興趣。在課堂上,運用信息教學手段創設情境,使所呈現的物理情境真實生動,所反映的原理清晰直觀、簡單明了,可以有效地開啟學生思維的閘門,使同學們迅速地進入最佳的學習狀態。
例如,引入「比熱容」概念時,先利用信息播放幾幅在同一緯度內陸地區日溫差大和沿海地區四季如春的圖片及吐魯番盆地「早穿皮襖、午穿紗,夜抱火爐吃西瓜」漫畫,使學生在享受美的熏陶同時,聯想到兩種不同感覺,從而加深對比熱容這一抽象概念的理解。
又如,介紹聲音的產生時可盡可能多地提供各種動物的發聲視頻;介紹光源時盡可能多地展示各種自然光源,尤其是生物發光的情境,這些都使同學們有一種身臨其境的感覺,能夠極大地激發學生的求知慾。
再如,進行《核能》一節的教學時,對於核能是不是安全、潔凈、廉價的能源,學生在區域網中可以查到豐富的資料。如切爾諾貝利核電站事件、核電站開發的前景等文字、圖片視頻資料。學生在接近真實的環境中運用信息這一先進的工具可以進行主動學習和自主學習,激發學習興趣,促進學生的思維發展
2、利用信息技術可以模仿物理實驗
物理是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學是中學物理教學的重要一環。在物理教學中,由於受到實驗儀器本身的限制,一些不易觀察、有危險性、無法或沒有條件實現的實驗,用信息模擬實驗來進行模擬演示能夠較為真實地再現物理變化過程,讓學生通過觀察、操作來獲得感性認識並對物理規律進行探究,從而彌補學生實驗的不足,給學生產生不可磨滅的印象,使學生加深對所學知識的理解。
例如,在做托里折利實驗時,由於實驗器材的限制,加之水銀有毒而不便進行實際操作,但本實驗又非常重要,學生如果沒有感性認識就很難理解這一測量方法。藉助信息技術進行模擬演示托里折利實驗的測量方法,教師講解容易,學生也易於理解接受,這樣就可以收到事半功倍的教學效果。
再如,進行日食、月食形成的教學中,課本上只是用一個平面圖表示出來,不夠形象,如果只通過平面圖給學生講解,學生學習的效果只是一般,還是有部分學生不理解怎麼形成的環食,在什麼地方能夠看到環食或偏食?為了使教學效果更好,可以用Flash動畫把太陽、地球、月亮三者按天體中的坐標放好,使三者按實際情況運轉起來,這樣什麼地方形成什麼現象就很明顯直觀了,學習效果非常好。
此外,利用信息技術模擬物理實驗,還可以實現:抽象的問題形象化,如通電線圈中磁場的模擬,飛機的升降力原理;微觀問題宏觀化,如原子結構,摩擦起電; 太快的動態物理過程定格研究,如分子熱運動試驗;慢的動態物理過程加快進行,如硫酸銅和水的擴散試驗;復雜問題簡單化,電學、光學畫圖等。
3、利用信息技術可以突破課堂教學難點:
由於信息在一定程度上不受時空的約束,信息課件將教學內容所涉及的事物、現象、過程,藉助於大量的圖片、動畫和影像資料再現於課堂,它不僅能展示文字、圖片、圖像聲音於一體,將學生帶進形象生動、色彩繽紛的教學情境,使學生多感官接受刺激,發展思維能力,還能拓展學生的空間概念,加深對事物的理解,大大減輕了學生的認識難度,變難為易,使抽象的概念形象化,幫助學生從形象思維順得地過渡到抽象思維,突破了教學的重點和難點。同時信息教學還能夠打破時間和空間的制約,延伸和拓寬教學時空,通過圖像、聲音、色彩和動畫,傳遞教學信息,解決由於時間和空間的限製造成的教學難點,例如:電流的形成、電磁感應、浮力的產生、演示古代的水輪機、鈾核的裂變、日食、月食的形成過程等。使學習內容變得容易被理解和掌握,使本來難以接受的知識,從感性上也得到了認可,從而化解了教學難點,培養並發展了學生獲取信息、分析信息和處理信息的能力,收到很好的教學效果。
例如,在介紹船閘是利用小道理解決大問題時,課本畫了船經過船閘從上游駛往下游過程中四幅插圖,也可用動畫、設計、演示閥門打開,船隨水位下降而下降及船運動的效果。利用計算機可反復操作,使學生認識其過程,同時還可以利用它的某一時刻的靜止畫面來解釋,教學中的難點於是得以突破。
4、利用信息技術可以擴大教學容量:
傳統教學方式在傳授內容時,教師需要在黑板上寫板書、畫圖,費時又耗力。用信息輔助教學,只須把所要的內容進行加工製作成課件,在課堂上按照教學程序把圖、文呈現出來,既清晰又規范,節省了課堂板書的時間,加大了課堂傳遞的信息容量。信息教學速率明顯加快,教學環節和信息變換頻繁,學生就必須快速反應,好的學習習慣隨之而來。
例如,復習凸透鏡成像規律時,死記硬背固然不行,重新利用光具座實驗也費時費力,而且效果還不如人意。採用信息技術進行凸透鏡成像規律模擬實驗,演示物距從無窮遠至小於焦距的整個實驗過程中物距、像距和像的變化的情況,整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了,從而使學生對該實驗重新有了一個清晰完整的認識。
再如,在學習「歐姆定律」一章時,由於所涉及的物理量、儀器、實驗特別多,因而成為學生學習的難點。同時歐姆定律是電流的基本定律,它是整個電學基礎,因而它與串並聯電路的特點成了初中物理重點。電壓表、電流表測電阻這一實驗把本單元中的物理量、儀器、儀表及規律綜合在一起,因此是本實驗單元也是初中物理的一個重點實驗。面對容量大、難度、要求高,為了增加學生直觀性,加深學生對電路的理解,我們將這一章內容製成信息課件。滑動變阻器改變電路中電流和分壓作用及電壓表、電流表測電阻實驗通過現成課件的精彩呈現,使學習變得更加生動、直觀,易於接受。
5、與德育教育進行無縫融合
德育教育應該自始自終穿插在各學科的教學過程中,隨著教育課程理念的更新,我們應該認識到傳統的說教模式對於學生的德育教育是沒有太大的幫助的,我們應該更多的使用知識性、趣味性的教育方式,信息技術教育在這一方面就顯示了得天獨厚的優勢。尤其是最新科學發現、最新科技成果等方面的信息,如:把聲音與信息、光與信息、納米技術、磁懸浮列車、激光、超導技術、軍事科學技術、黑體與白洞、空間技術、神州號系列太空梭等最新科技成果納入教學內容,不僅擴大了學生的視野,滿足了學生的好奇心,了解科學技術對人類生活的影響,還能培養學生密切聯系實際的思想作風和熱愛科學的情感。比如,在有關火箭的教學中,運用信息技術將我國的航天事業的重大發展成果進行瀏覽,使學生能夠潛移默化的感受到愛國主義的教育;通過對內能的利用的信息技術演示,增強學生的環保意識。利用信息技術採用這些喜聞樂見的方法滲透在各學科中可以說是對學校現行德育教育工作的一個強有力的補充,且效果也是顯而易見的。

㈡ 如何把信息技術應用到物理課堂教學中

物理教學中信息技術的應用

盤錦市第三完全中學項悅

在科學技術迅猛發展的今天,隨著科技的進步,現代化信息技術不斷滲透到教育教學中。信息技術與學科課程的整合,給教師駕馭課堂提供了廣闊的空間,同時也能夠很好的滿足學生的學習興趣,提高學習效率。由於物理學科自身的特點,中學物理教學的各個環節中信息技術的優勢顯而易見,因此,作為現代信息技術的多媒體輔助教學更是在無力教學中發揮了很大的作用。

物理是以實驗為基礎的自然科學,與生活實際緊密聯系,而它的知識比較抽象,有很多同學覺得它們看不見也摸不到,更是難以想像,久而久之對物理學科會失去興趣,而信息技術的加入能創設物理情境,並進一步優化實驗教學,可以提高實驗教學的效果,激發學生學習興趣。信息教育技術,尤其是多媒體技術的運用,在整合物理學科教學中具有很大的作用。例如:多媒體計算機技術、網路技術、視頻技術、實物展台、多媒體投影儀等現代信息教育技術媒體,在物理實驗中具有直觀形象、化小為大、化遠為近,改變時空、動靜變化、,快慢可調、重復再現等功能,為以實驗為主要教學手段的物理學科插上了理想的翅膀,對於整合物理學科教學,優化課堂教學過程,提高物理課堂教學效果具有很重要的作用。

一 、信息技術在物理教學中應用能夠擴大學生的信息量。

以計算機網路為主的信息技術為教學改革提供了機遇,實現信息技術與學科整合是教學的手段和方法,在有關物理的網站上學生可以查閱古今中外的物理學家的生平簡介、他們的故事和趣事、中國和世界物理的發展史、課堂自學題和趣味題、以及學習中的有關問題等,在網上可以自由的涉獵、開闊眼界、豐富知識、掌握許多終身受益的方法。

二、信息技術的在物理教學中應用能夠激發學生的學習興趣。

傳統的教學觀認為教學是教師的工作、教師的職業,突出教師的作用和地位,強調教師的「教」,是以教師為「中心」展開教學活動的。現代教學觀認為教學是「教」與「學」組成的對立統一體,「學」是教的出發點和落腳點,「教」是為了學,「教學」即「教師教學生學」,把學生的「學」放在首位。信息技術的融合,使學生能夠從多方面來了解物理這一門學科,聯系實際生活,打破了傳統課堂上老師為主導的模式,使學生真正作為學習的主體,主動參與到物理的研究探索中來。使課堂的教學不再沉悶。信息技術的加入,讓學生產生了主動學習物理的興趣與動力。

三、信息技術在物理教學中的應用能夠利用豐富的信息資源

教育無法孤立的存在於社會之中,社會的進步促進這教育的發展。信息技術的使用,在教學過程中,可以及時了解到當前世界頂級物理學者的信息,也可以了解我國物理研究發展的趨勢,更可以了解到物理教育領域一些先進的教學方法和教學模式。學生在學習的過程中,不再只依靠課本來了解物理,他們所接觸到的物理不再是單純課本中若干年之前的論點,而是緊跟時代發展腳步的新觀點和理論依據,這也可以將實際與理論相結合,讓學生感到,在實際生活中,物理知識也是必不可少了,將物理從單純書本學科這個狹小空間里脫離出來。

四、信息技術在物理教學中應用能夠將抽象變為具體

物理以實驗為基礎的學科,實驗教學和演示實驗是中學物理教學的重要一環。豐富多彩、生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點,利用實驗課不僅可以讓學生記住某些相關結論、實驗步驟,而更為重要的是能夠使學生透徹理解並且完全掌握產生實驗結論的過程。在物理課堂的演示實驗中,由於受到常規實驗儀器本身的限制,實驗效果常不如人意。而通過多媒體技術模擬實驗的輔助,模擬一些重要的,但在現實實驗環境下難以完成的一些物理實驗,則可彌補常規實驗儀器的不足,提高物理實驗的演示效果。如本人在做凸透鏡成像規律實驗時,先用常規儀器按傳統實驗方法進行演示,由於常規實驗儀器的限制蠟燭在光屏上所形成的像隨著物距的變化而變化的這一現象不是很明顯,致使學生對凸透鏡成像的特點不甚理解,並產生迷惑。此時我改為採用多媒體技術進行凸透鏡成像規律模擬實驗,演示物距從無窮遠至小於焦距的整個實驗過程中物距、像距和像的變化的情況,整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了,從而使學生對該實驗有了一個清晰完整的認識。由此可知通過信息技術與物理實驗整合,可以突破常規實驗儀器的局限性,所以我們應當充分發揮信息技術的特長,對那些難以觀察到的、復雜、困難的實驗進行模擬和提供幫助,成為常規實驗的補充,並把兩者結合起來,使實驗教學上升到一個新的層次,從而有助於學生發現規律、獲得知識,提高學生的科學文化素質和實驗技能水平。

五、信息技術在物理教學中應用與教學過程有機結合可以優化教學過程。

科學利用多媒體輔助教學可以使課堂生動形象,提高學生學習興趣,讓學生在活潑輕松的氣氛中學習,知識接受快,課堂效果好。

(1)巧妙創設情景。利用多媒體,可以創設與教學內容有關的又與學生實際緊密相連的生動的社會、文化、自然情景,形成一種特定的教學環境和氛圍,給學生多種刺激,讓學生邊聽邊看邊思考,充分調動學生的多種感官、充分激發學生的多元智力來認識理解物理現象和本質,從而在較短的時間內,促進和提高學生的理解能力,激發學生的學習主動性。

(2)設計模擬實驗。有些物理實驗對其過程很難分步觀察與判斷,通過多媒體技術,可以模擬控制實驗的速度,調整教與學的進度,在教師與計算機的共同啟發下,達到實驗學習的目標。同時,模擬物理實驗能讓學生抓住觀察對象的主要特徵和變化過程,明確觀察對象產生變化的現象和條件,有助於培養學生的注意力。

(3)力求突破難點。教學中的難點,有些很難用傳統的方法讓學生理解突破,若用電腦模擬,往往就能取得良好效果。教師可以根據自己的需要製作動畫來描述一些抽象的物理現象或者一個物理過程,會取得非常好的教學效果。此時可以把靜止的圖片變成能夠運動的二維或三維動畫,使學生對這部分知識的了解更為直觀,對這部分知識的理解更加深刻,更加形象化。

(4)整合已有知識。物理教學中經常要對不同時期學習的內容進行比較、歸納、概括、總結。在畢業班復習物理實驗時,如用常規手段進行復習,教師很難把大綱中要求掌握的儀器裝置一一畫出,也不可能把做過的實驗全部重做一次。此時若利用電腦模擬,再現實驗裝置、實驗過程和現象,喚起學生對舊知識的回憶,有利於比較、加深理解記憶,使學生的知識系統化,同時會節約大量時間。

六、信息技術在物理教學中應用可以充分發揮學生的主體作用

提倡主體性教育,是社會主義現代化建設的現實需要,也是國際上教育改革的趨勢。主體性教育的過程,是教師引導下的學生獨立學習和自主活動的過程。按認知學習理論的觀點,必須充分發揮學生的主動性和積極性,學生才能獲得有效的認知。

多媒體課件可以把電視機所具有的視聽合一功能與計算機的交互功能結合在一起,產生出一種新的圖文並茂、豐富多彩的人機交互方式,而且可以立即反饋。在這種互動式學習環境中,學生可按自己的學習基礎、興趣來選擇自己所要學習的內容,可以選擇適合自己水平的練習,也可以選擇不同教學模式來學習,這種交互方式對教學過程具有重要意義。

教學應使學生從中產生發現的驚奇、自豪,滿足求知慾的愉快和創造的歡樂等各種情感體驗,從而使學生帶著高漲的、激動的情緒進行學習和思考,使教學成為一個充滿活力和激情的活動。應用多媒體課件,能充分發揮學生的主體認知作用,較好地實現了上述要求。

七、信息技術在物理教學中應用可以多方位地提高學習效果和培養能力

如果既能看得見,又能聽得見,還能用手操作,通過這樣多種感官刺激獲取的信息量,比單一聽老師講課強得多。如果讓學生既能聽到又能看到,再通過討論、交流,用自己的語言表達出來,知識的保持將大大優於傳統教學的效果。應用多媒體課件教學,能有效地激發學生的學習興趣,使學生產生強烈的學習慾望,從而形成學習動機,主動參與教學過程,使課堂信息量加大,學生易於接受,在愉快的氣氛、交互討論中掌握了教學的重點、難點,教學效果相當明顯。

同時,應用計算機與網路的功能創設引入概念的情境、創設推導規律的情境、創設提出能夠逐步深入的問題情景、創設能使學生將所學知識外化的問題情景、引導學生在所設置的物理問題情景中主動探索、主動發現,因此在課堂教學中應用多媒體技術手段是輔助課堂教學,幫助教師完成「創設情景、激發動機、提出問題、建立圖景、引導討論、畫龍點睛」的極好工具,按照「以能力立意為主」進行教學的基本思想,多媒體課件不僅僅有利於知識傳授,更重要的是用它創設情境進行能力培養,主要體現在以下四個方面:

1、應用課件創設物理情景、培養學生的直覺思維能力

2、應用多媒體課件展現物理過程,培養學生的形象思維能力

3、應用多媒體課件分析圖景,培養學生的邏輯思維能力

4、創設動態、變化的圖象,培養學生辯證思維能力

事物總是運動變化的,事物的變化分為量變與質變,其中質變是突變,而量變就有一個過程,並且事物在量變的過程中質並不變。因此尋找變化中保持不變的部分,乃是把握事物本質的重要方法。

變化中不變以及在變化中求不變的思想是辯證思維在物理學中的重要體現,也是物理學的靈魂,貫穿於物理學始終,應用幾何畫板或其他教學軟體,展現動態圖景,幫助學生在探索本質、尋求真理的過程中逐步培養變化中求不變的意識,引導學生對物理問題進行哲學上的思考,從而培養他們「全面、本質看問題」的基本素質。

八、信息技術在物理教學中應用可以切實解決課時矛盾

計算機多媒體技術通過文字、圖形、圖像、動畫、音頻和互動式網路等方式,可使教學過程圖文並茂、生動活潑,知識面更廣。學生們在這些動感學習環境中,對教學內容更容易領會和掌握,可以大大加快學習進度,提高學習效率。更為重要的是,由於教學進度的加快,為學生在無形中增加了學習時間。在物理課堂教學中,很多內容是很難通過說就能解決問題的,如採用傳統的教學方法,即便是講一節課,學生也難以理解,反而只會加深學生對物理知識學習的畏懼感。這些知識完全可以運用多媒體技術讓大家看到模擬的直觀的情況,這不僅可以將內容講得生動活潑,激發學生的學習興趣,還可以增長學生的見識。利用多媒體課件教學可大大加快教學進度,從而節約大量時間。對於少數學生不能及時弄懂的內容可以反復播放,強化學生的認知能力。

多媒體課件教學把理論教學和實踐教學有機地融合在一起,教師在使用多媒體教學的課堂上,隨時可講解理論知識、演示實驗步驟、指導學生學習或讓學生自己動手做實驗;學生在使用多媒體的課堂上,既能學習到「必需」、「夠用」的理論知識,又掌握了實踐操作技能,做到省時、高效,課時矛盾迎刃而解。

另外,現代教學技術的運用一定要做好引導工作。教學技術只是一種工具,教師在對學生進行展示時,一定要考慮到它的工具性,而不能讓它成為教學的主題,使學生把注意力都集中到技術上,而不是教學內容上。否則的話,教學技術反倒成為干擾因素。因此,運用多媒體輔助物理教學時,一定要努力防止和排除各種干擾,保證教學的有序進行。

隨著多媒體技術的不斷發展和成熟,計算機已作為教學過程中一種理想的認知工具,在教育領域中被廣泛應用。可以預見,在課堂教學中引入多媒體課件教學,將不僅是促進教學手段的變革,同時還必將促進關於教材的觀念與形式、教學方法與課堂教學結構的變革,進而促進教學思想和教學理論的改革與發展。

㈢ 物理在計算機科學中有什麼作用

在計算機圖形學中,物理和高數都佔有很大的成分,尤其是做游戲的,物理更是必不可少的,總的來書,計算機中用得最多的就是高數核物理。

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