信息技术与物理课堂教学

随着新一轮基础教育课程改革的推进，新课程理念已逐渐渗入到各学科的课堂教学中，其中很重要的一条就是关于现代教育技术与课堂教学的结合问题。例如物理课堂教学，新课程要求学生在学习物理基础知识、实验技能的同时，着眼于能力与问题意识的培养，学会自己去获得知识，全面提高科学文化素质。运用现代教育技术，可以改变单纯传授知识的传统教学观念，改变以教师讲述为主的教学模式，将现代教育技术融入到学科教学的有机整体中，真正成为课堂教学的组成部分［1-2］。

最近，我们在“光的折射”这一节课的教学设计中进行了一些探索。“光的折射”的教学，传统的教法是先介绍科学家并理解光的折射定律，根据图1得出折射定律，然后通过练习巩固知识。但这样的教学，学生情感投入不够，纯粹模仿，实验的功能没有充分发挥。我尝试模拟发现规律，采用“激光光学演示器”的实验器材，引导学生发现“折射定律”，利用excel帮助分析处理数据。因此这节课，在简单介绍光的折射现象之后，提出如何找到折射角与入射角之间的定量关系？这才是本节课的重点和难点。教师首先说明特殊情况，当入射光线垂直射入半圆玻璃砖，学生观察实验结果，得出结论光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不改变。然后采用分组实验，小组探究的方法，让学生测量并记录用其他入射角入射时，折射角的度数。简要步骤如下：

1 动手实验

通过激光光学演示器上的刻度盘，读出折射角θ2与入射角θ1，并记录数据。打开 Micrisoft Excel文档，并输入各组同学的实验结果(提醒学生读数应保留一位小数)，让学生观察数据，如图2所示，猜想入射角与折射角的关系，学生观察数据后得出：随着入射角的增大，折射角逐渐增大。

2 分析感受

尝试分析折射角θ2与入射角θ1的关系。

（1）教师进一步提出折射角和入射角之间有没有定量的关系呢？如果有那它们存在着怎样的数学关系呢？同学们有些困惑，这时使用Micrisoft Excel的图表功能制作出各个数据的散点图，如图3所示。

（2）学生提出假设关系是呈线性的关系（两角相比），利用excel的公式进行计算，处理数据后得出结论（角度较小时比值相近），如图4所示。这就是公元2世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到的结果。并鼓励学生：在这个问题上，现在课堂上得到的结果已与托勒密的认识水平相当。同时指出：入射角大时，误差太大。

(3)继续分析是否还满足其他的增函数关系，有同学说指数函数、对数函数等等很多情况，而这些情况我们在课堂上不能一一验证，同学们下课后可以继续研究。教师提示：随着时代的发展人们开始关注这两个角的三角函数关系，哪些三角函数是增函数？学生回答：在0°~90°之间的正弦函数和正切函数是增函数。学生在excel中使用公式计算出折射角正弦与入射角正弦值，并用图表继续验证，如图5所示。

学生通过图4中讨论折射角正弦与入射角正弦之间的关系，猜想图表中各点呈线性关系，通过原点画一直线，图中各点基本位于一条直线上，符合物理实验中对误差的要求。得出结论：折射角的正弦跟入射角的正弦成正比。这是在1621年，由荷兰数学家斯涅耳找到了入射角和折射角之间的关系。这是经历了近 1 500年才得到完善的定律。

（4）学生继续通过excel计算两角的正切函数和它们的比值，发现它们之间不存在明显的数学关系。

故得出折射定律即斯涅尔定律――sinθ1/sinθ2=常量（记做n）。

在本节课中，对于实验数据，不只是用纸记录，而是充分发挥了信息技术excel处理分析数据的强大功能，请学生在excel中进行记录、计算，并做出数据的散点图图表，学生根据图表分析这些数据点之间的关系，以及它们可能存在的数学关系。

在这里教师不是直接把折射规律告诉学生，而是给学生提供一定的问题情境，学生通过利用信息技术，进行思考、探索从而形成概念，发现规律。

参考文献：

［1］王柏庐.《走进中学IT教学》.北京：高等教育出版社.2003年9月.第1版

［2］黎加厚.《信息技术与课程整合》.上海教育出版社.2005年1月.第1版