信息技术与物理课程整合案例

信息技术与物理课程整合案例－－《验证牛顿运动定律》

一、设计思路

物理实验是物理教学的重要基础、内容、方法和手段。当前，我国高中阶段的物理实验教学现状不容乐观。本文通过《验证牛顿运动定律》这个实验，把高中物理教材中传统的实验教学方式与现代的信息技术相结合，在教学中体现出现代信息技术应用的优势，从而促进高中物理实验教学。

其一，这次教学活动将分成两个课时完成，第一课时在物理实验室中进行，让学生明确实验任务，通过分组实验，让学生获取相关实验数据。第二课时在网络教室进行，学生将通过网络下载教师编制的实验处理软件，利用计算机对原始数据进行处理，并由计算机生成a—F图和a—M、a—1/M图，保存后上传到交流区，通过投影仪进行评价，最终得出结论。

其二，通过纸带研究加速度与力、加速度与质量间的规律是这节内容的教学重点，然而也是难点。大量的实验数据要进行计算和处理，而简单机械的计算会占去学生大量的课堂时间，分散学生的注意力，影响他们对物理问题的思考。为解决这个问题，我们用VB编写程序制作了辅助教学的“验证牛顿第二定律数据分析”的软件。通过把读取数据的工作交给学生。把繁琐的数学运算交给软件，使学生从机械而又繁杂的计算中解放出来，学生可以专注于采用什么方法分析数据，得出规律。计算机强大的数据处理能力使学生感到头疼的实验数据处理变得很轻松，他们有了更多思考的时间和精力去关注实验的结果反映了什么样的规律，也从中体会到了科学研究的乐趣。为学生掌握本课重点提供了传统教学方式所不能提供的方便，将信息技术和课程很好地融为了一体，提高了教学效率。

二、教学目标

通过实验研究牛顿第二定律，提高学生实验动手能力；利用信息技术手段和物理教学过程的整合，使学生掌握运用计算机技术探索物理规律的方法，提高学生探索未知领域的兴趣。

三、教学重难点：通过纸带研究加速度与力、加速度与质量间的规律

四、教学手段

利用分组实验设备，使每个学生都能参与到实验研究中；利用网络设备，使每个学生都能使用计算机处理实验数据并通过网络进行交流和评价。

五、教学过程

1.课题引入

提出本节课实验目的，布置探究任务，介绍实验器材及“验证牛顿第二定律数据分析”软件的使用方法，交待注意事项。

2.学生实验

保持小车的质量不变，改变砂的质量并记录，分别做六次实验，得到6条纸带，编组

为Ⅰ；保持砂和小桶的质量不变，改变小车上加放的砝码数量并记录，做六次实验，得到

6条纸带，编组为Ⅱ。

3.数据处理

学生用毫米刻度尺分别测出第Ⅰ组6条纸带中的S1、S2、S3、S4、S5、S6，每次测试均

将数据输入计算机，同时输入对应的砂和砂桶的总质量m，点击界面上的“数据处理”按钮，计算机自动算出加速度的数值并保存实验数据。输入六组数据后点击“描点”按钮，

进入数据描点界面，点击“a—F坐标”，计算机自动生成a—F图线，根据图线寻找在质

量一定的条件下加速度与外力的关系。

学生用毫米刻度尺分别测出第Ⅱ组6条纸带中的S1、S2、S3、S4、S5、S6，每次测试均

将数据输入计算机，并同时输入对应的小车的质量M，点击界面上的“数据处理”按钮，

计算机自动算出加速度的数值并保存实验数据。输入六组数据后点击“描点”按钮，进入

数据描点界面，点击“a—M坐标”，计算机自动生成a—M图线，根据图线寻找在外力一

定的条件下加速度与质量的关系；然后点击“a—1/M坐标”按钮，计算机自动生成a—1/M 图线，根据图线寻找在外力一定的条件下加速度与质量倒数的关系。根据图线，找出规律，形成结论，保存后上传到指定的存储区。

4.交流评价

提取几组学生的实验结果和相应的图像投影到大屏幕上，让学生自由讨论，对实验成

果进行评价，得出初步规律。

5.总结归纳

教师总结归纳加速度与外力的关系，加速度与质量的关系。

六、教学总结

本节课曾是历次省市优质课评比活动中的指定课题，以往要在45分钟内完成教学任务，教师不得不采用满堂灌的方式，借助各种各样的课件来模拟演示实验，不经过数据处理过

程直接得出实验结果，完全排除了学生的主体性，课堂成了教师手忙脚乱地使用各种设备

的表演。所谓的信息技术与学科整合实质上成了计算机辅助教学，这种做法显然违背了整合的本意。本节课的设计很好地突出了学生学习的主体地位，而教师只是一个帮助者，通过学生的主动探求，培养并提高了学生分析、归纳、综合的能力，同时也提高了学生应用信息技术的技巧和能力，达到了整合的要求。