（三）模拟实验室无法完成的实验

图 25

利用计算机的动态模拟功能，可将抽象的物理知识，加以科学的形象化。这不仅能帮助学生建立物理图景，也有利于学生对知识内容的理解和记忆，同时还能有效地激发学生学习物理的兴趣，这是传统教学无法比拟的。近代物理知识部分在中学物理中占的比例较少，也不是教学的重点，且受实验条件的限制，学生因不能进行直接的观察缺乏感性认识，同时经典物理学的分析、思维方法，在学生头脑中已根深蒂固，因此，使这部分内容构成了教学中的难点。采用计算机辅助教学，可科学地模拟实验过程，有效地突破教学难点。如在讲解光的波粒二象性时， 可利用计算机模拟光的单缝衍射实验，用一个小亮点表示光子，让一束光通过单窄缝，通过计算机的动态模拟，可看到条纹图样由模糊变得越来越清晰。如图 25 所示，条纹是这大量光子逐渐积累起来的结果。实验

全部完成后，再对光屏上的结果进行剖析。如图 26 所示，先多次让四个光子通过单窄缝打到光屏上，不做记录（即光亮点在画面上稍示即失）， 可看到四个光子在光屏上的位置是任意的，无规律的，再多次定格。将每一次四个光子的位置在光屏上做记录（在屏幕上保留其影象即亮点）。看到少量光子在光屏上的出现是随机的，无规则的。但随着光子数量的增多，屏幕上

图 26

的亮点逐渐地规律起来，从而使学生看到随着大量光子的积累过程在光屏上出现越来越清晰的衍射条纹。由此使学生认识到：单个光子的行为

是无规则的，表现为粒子性，而大量光子行为的积累效果，则显现出一定的规律性，表现为波动性。

图 27

这样的教学设计比传统的教学方法即只靠教师照着课本或挂图讲 解，大大丰富了学生头脑中的形象信息。变传统教学中的静态观察为动态观察，增加了学习内容对学生的形象化的感性刺激，从而有效地帮助学生顺利地完成从感性到理性的飞跃。总之，利用计算机在模拟实验室无法完成的实验方面显示出了独特的优势，教师不使用过多的语言，即可说明实验是怎么回事，使学生也可看到整个实验的全部过程，从而为学生理解抽象的知识内容奠定了感性认识的基础。