(一)利用动态演示,帮助学生理解抽象的物理概念和规律
中学物理中有许多抽象的物理概念和规律,如电场、布朗运动、交流电及其变化等。在进行这些知识教学时,由于学生头脑中缺乏感性的素材,教师通常利用模型加之生动的比喻进行反复讲解、强调。但是如果采用计算机辅助教学可将抽象的知识分层次地形象化地展示在学生面前,如对布朗运动的教学,可先用计算模拟出悬浮微粒的运动情况,再通过局部放大的方法展示微粒在大量分子无规则运动的撞击下运动的成因,使学生清楚地看到,我们直接观察到的是悬浮微粒的运动,并不是分子的运动,而分子的运动是靠悬浮微粒的运动反映出来的。
再如,图象法一般是为了帮助学生形象化理解物理规律的一种方法及手段。但在图象的形成之初,学生往往不能正确地建立起物理过程与坐标轴之间的联系,从而使“形象化描述的目的”难以实现。例如:高一学生初学运动图象时,因为物体运动是动态过程,而图象是静态,学生往往不能将静态的图象与实际运动过程有机地联系起来。甚至有的学生将运动图象与实际物体运动的轨迹混为一谈。为此应抓好高一物理中的第一个图象的教学,利用计算机的动态演示,使学生生动地看到动态与静态的关系。可先模拟一个物体做匀速直线运动,并用多次定格引起学生注意:在不同的时刻物体所在的不同位置。提出设问,怎样用图象的方法来描述物体的运动?让学生回忆数学中做图象的方法。首先建立坐标说明用纵坐标来描述物体的位置。这时让计算机重复出现模拟的匀
速运动,并在同一画面上出现坐标轴,同时,在纵坐标轴上用动态的方式同步反映对应匀速直线运动的质点的位置坐标。通过多次定格帮助学生理解纵坐标轴上表现出的质点和位移与实际物体运动的位置和位移是一回事。再介绍用横坐标表示时间。这时让计算机将动态模拟的匀速直线运动与质点在 S-t 图上的轨迹同时出现。并采用多次定格的方法,将图象与模拟的匀速直线运动做同步比较,提出问题:图象上的一点是否表示物体的位置?图象上的一点表示什么?针对有的学生认为图象上的线段长是物体运动的位移的大小的错误想法。计算又在图象上出现 A、B 两点。如图 22 所示,提出问题:A、B 两点的距离是否表示物体从 A 到 B 的位移的大小?物体从 A 到 B 的位移大小应用哪条线段表示?这样学生对位移图象中的一个点、一段线段的物理意义都搞得比较清楚后,接着让计算机再给出两个匀速直线运动的动态的图象进行对比,看到不同速度的匀速直线运动的图象都是直线,质点位置变化快的(即速度大的) 图象较陡。引出匀速直线运动的位移图象中,用斜率描述速度的大小。这样对匀速直线运动图象讨论较全面了,同时也为其它物理过程和图象描述方法扫清了认识上的障碍。
图 22