信息技術(shù)與物理課程融合案例：《驗證牛頓運動定律》
設(shè)計思路
物理實驗是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)、內(nèi)容、方法和手段，目前，我國高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀，本文通過“驗證牛頓運動定律”實驗網(wǎng)校頭條，將高中物理教材中傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢，從而促進(jìn)高中物理實驗教學(xué)。
首先，本次教學(xué)活動將分為兩節(jié)課進(jìn)行，第一節(jié)課在物理實驗室進(jìn)行，讓學(xué)生通過小組實驗了解實驗任務(wù)、獲得相關(guān)實驗數(shù)據(jù)；第二節(jié)課在網(wǎng)絡(luò)教室進(jìn)行，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)下載老師編寫的實驗處理軟件，利用計算機對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過計算機生成aF圖和aM、a-1/M圖，保存并上傳至通訊區(qū)，通過投影儀進(jìn)行評價，最后得出結(jié)論。
其次，通過紙帶研究加速度與力、加速度與質(zhì)量之間的規(guī)律是本課的教學(xué)重點，但也是難點。大量的實驗數(shù)據(jù)需要計算處理，簡單的機械計算會占用學(xué)生大量的課堂時間，分散學(xué)生的注意力，影響他們對物理問題的思考。針對這一問題，我們利用VB編寫程序制作了“驗證牛頓第二定律數(shù)據(jù)分析”軟件來輔助教學(xué)。把讀取數(shù)據(jù)的工作交給學(xué)生，把繁瑣的數(shù)學(xué)運算交給軟件，學(xué)生從機械復(fù)雜的計算中解脫出來，可以專注于用什么方法分析數(shù)據(jù)、推導(dǎo)規(guī)律。計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力，讓學(xué)生頭疼的實驗數(shù)據(jù)處理變得輕松起來，有更多的時間和精力去思考實驗結(jié)果反映了什么規(guī)律，同時也體驗到了科研的樂趣。為學(xué)生掌握本課的重點提供了傳統(tǒng)教學(xué)方式無法提供的便利，很好地將信息技術(shù)與課程融合，提高了教學(xué)效率。
教學(xué)目標(biāo)
通過對牛頓第二定律的實驗研究高中物理紙帶加速度，提高學(xué)生的實驗技能；將信息技術(shù)與物理教學(xué)過程融合，使學(xué)生掌握利用計算機技術(shù)探索物理規(guī)律的方法，增加學(xué)生探索未知領(lǐng)域的興趣。
3.教學(xué)重點：通過紙帶研究加速度與力、加速度與質(zhì)量之間的規(guī)律
四、教學(xué)方法
利用團體實驗設(shè)備，可以使每個學(xué)生都參與實驗研究；利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以使每個學(xué)生都用計算機通過網(wǎng)絡(luò)處理實驗數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流、評估。
5.教學(xué)過程
闡明本課實驗的目的、布置探究任務(wù)、介紹實驗設(shè)備和“驗證牛頓第二定律的數(shù)據(jù)分析”軟件的使用方法，并講解注意事項。
保持手推車的質(zhì)量不變，改變沙子的質(zhì)量并記錄，分別做六次實驗，得到6條紙帶高中物理紙帶加速度，分組為I；保持沙子和水桶的質(zhì)量不變，改變加入手推車的砝碼個數(shù)并記錄，分別做六次實驗，得到6條紙帶，分組為II。
學(xué)生用毫米尺測量第一組六條紙條中的S1、S2、S3、S4、S5、S6。每次試驗將數(shù)據(jù)輸入計算機，輸入對應(yīng)沙子及沙桶的總質(zhì)量m。點擊界面上的“數(shù)據(jù)處理”按鈕，計算機自動計算加速度值并保存實驗數(shù)據(jù)。輸入六組數(shù)據(jù)后，點擊“畫點”按鈕進(jìn)入數(shù)據(jù)繪制界面，點擊“aF坐標(biāo)”，計算機自動生成aF圖。根據(jù)圖求出質(zhì)量不變條件下加速度與外力的關(guān)系。
學(xué)生用毫米尺測量第二組6張紙條中的S1、S2、S3、S4、S5、S6，每次測試時將數(shù)據(jù)輸入計算機，同時輸入對應(yīng)的小車質(zhì)量M，點擊界面上的“數(shù)字”按鈕。
