四、微机在中学物理教学演示实验中的应用

中学物理教学内容对中学生的抽象思维能力提出了较高的要求。一般在初期，学生在分析问题时要借助于实物的帮助，有时常常因脱离实物而无法对物理现象进行抽象思维。现行的教材又有很大一部分内容没有与之配套的直观教具，有些内容涉及微观或宏观过程，因此无法在课堂教学中

进行演示。由于必要的直观演示不足，所以有些抽象的物理概念、物理规律未经感性认识阶段而直接上升为抽象的理论，使得抽象思维较弱的中学生难以认识这复杂的世界，造成了中学物理难教难学的被动局面。用微机作为辅助教学的工具，则可充分发挥它的优势，在传统演示教具中无法涉及的地方大显身手，弥补学生直观感觉的不足，减少其抽象思维的难度。

课堂演示，强化学生的直观感觉。

微机由于具有彩色作图的功能，所以在演示实验中可利用图形的变化来激起学生的强烈好奇心和兴趣，并可补充演示实验的不足。例如，在讲解光的双缝干涉时，演示实验必须在暗室进行，学生对单缝及双缝对干涉条纹形成所起到的作用印象不深刻。若用微机来模拟双缝干涉实验，则无须在暗室就能模拟双缝干涉的原理。学生在荧光屏上看到七条彩色条纹所代表的白光，由狭缝射入并经双缝分成两束相干光源。由于各色光的波长不同（用线段的长短来代替波长），相邻同色亮条纹之间的宽度也不同；因此在中央由七条彩色条纹组成的白光，两边出现彩色纹，并且紫光在内红光在外。整个过程都暴露在学生的视野范围内。它不但弥补了常规演示的不足，同时声音和色彩也给学生留下了直观印象，使学生注意力集中，脑、眼、耳等器官同时工作，加深了感知程度，提高了学生动态思维的能力，物理概念的抽象性降低了，而物理规律却牢牢地印在学生的脑海中。

建立物理模型。

探索物理问题时不仅要从实验出发，同时要忽略次要因素，抓住反映过程的主要因素和本质来形成物理模型，这是研究和学习物理学的一种很重要的方法。在常规演示中，往往无法突出其主要矛盾，学生容易被表面现象所迷惑。如布朗运动从显微镜中只能观察到花粉颗粒在非常缓慢地移动，无法观察到它运动的原因在于液体分子对它碰撞的不均匀性。若用微机来模拟，学生就会看到一个大的花粉颗粒在不停地受到来自各个方向小的液体分子碰撞，花粉颗粒的移动正是由于液体分子碰撞的结果。花粉运动的不规则性恰好反映了液体分子运动的不规则性，使学生牢牢掌握分子杂乱无章的运动正是布朗运动的本质。又如，用微机来模拟交流电对电容的充放电过程时，它能让你看到电子在电场力的作用下运动，在两个极板上分别呈现出多余的正负电荷并且不断变换，这些用常规演示一般是无法实现的。因此，在一定范围内，直观、具体有时甚至是夸张的模拟却能协助学生化抽象为具体，逐步建立起一个个物理模型，最大限度地发挥学生的创造力和想象力。

展现宏观或微观世界。

物理学所研究的物体小到微观粒子，如原子、电子等，大到宏观天体，用普通办法无法向学生演示，虽然可用挂图等来描述，但不能反映其动态的变化规律。在这方面微机的辅助教学是可以发挥很大作用的。如在讲解开普勒定律时，微机能为学生描绘一幅天体运动图像。行星围绕太阳运转时，其轨迹为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。用微机还能向学生显示行星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等等概念。在微观领域，可用微机来显示带电粒子在磁场中运动，电子能级的跃迁等现象，化微观为宏观模拟，这样的演示实验形象生动、活泼，可以调动学生的注意力，使学生在轻松、愉快的气氛中学习，极大地调动学生探索自然的兴趣。

显示实验的中间过程。

有些演示实验，我们一般只能看到其最后的结果，而形成结果的原理却很难反映，给学生带来了一定困难。例如在示波器的使用中，学生只能从荧光屏上看到各种各样的图形，对这些图形在形成过程中与电场的关系不甚明了。用微机模拟时，可显示一剖开的示波管，再把电子在电场中运动的轨迹显示在屏上，改变各种条件，可使电子束的轨迹发生变化，然后把内部构造与示波器的外部旋纽相联系，可使学生理解各部分的作用，其效果就很显著。

代替危险性较大的实验演示。

如核裂变内容由于条件及危险性的限制，不可能用于演示。但如用微机来模拟核裂变的内容，可以看到在核裂变时不断有能量释放，使学生有一种身临其境的感觉。