摘要：本文从中学物理教学实际出发，通过计算机多媒体技术的物理实验模拟、动画演示、知道提炼等方式，在促使学生理解掌握知识激发学生学习兴趣、教师因材施教等方面的应用进行了探讨和研究。
关键词：中学物理教学；多媒体技术；CAI
物理学是以实验为基础的学科，物理教学过程也是以物理现象为研究基点的，学生对物理要领的认识、理解和掌握，要依靠对物理现象的感知。由于中学物理实验条件有限，某些物理现象学生不能得到完整的感性材料，容易造成感知上的障碍而影响物理学习。而计算机技术不仅能再现或模拟各类物理现象，而且还能通过各种手段使复杂的问题简捷化，将漫长或瞬间的物理演变过程成为可控、有序的演化过程，可以使学生在课堂上完整、清晰、形象地感知于物理现象，给学生提供思维过程中必须的感受性材料，大大激发学生的学习兴趣，降低教学难度，很好地促进学生认识能力的健康发展。CAI手段的主体是CAI课件，课件的选择与运用好坏将直接影响到教学效果。在近几年的教学中，我们尝试利用一些常用的软件操作系统，如Flash、3DMAK、Photoshop和几何画板等创意并制作了一些小巧的课堂教学动画软件，应用于课堂教学收到了良好的效果。
一、通过对物理实验模拟，降低学生对所学知识的理解难度，化抽象为形象。
在物理教学中，有很多物理量是看不见、摸不到的，只能从其表现出来的现象进行分析、归纳、演绎、推理等方法总结出结论。这就要求学生有很强的想象力。借助计算机，能将这些抽象的知识模拟出来，直观形象地显现在学生面前，降低学生对所学知识的理解难度。例如：在研究磁体周围的磁场时的情况就是这样的。磁体周围的磁场是客观存在的，可是我们既看不见也摸不到，如果只凭学生想象将会困难重重。这时我们就可以借助计算机将磁体周围的磁场模拟出来，让学生一目了然。这里强调的物理模拟，不是示意性的简单动画，它演示的物理过程接近于物理的真实。如，电流是电荷的定向移动，这种移动是叠加在电子无规则运动基础上的定向移动；电容器充电、放电的过程；两球碰撞时先压缩、后恢复，其过程中两球速度、加速度的变化，粒子散射、核裂变的过程等。
模拟实验是计算机辅助教学的重要功能之一。利用计算机做实验，准确、逼真（有动画感），能够较好地反映出物理现象变化的全过程。例如：将编制的金属发生光电效应的模拟动画程序，在显示中配以相应的文字及图像，学生在分组“模拟实验”的操作过程中，清楚地看到光电效应的各种现象，达到良好的教学效果。
又如，教师在讲授“机械振动和机械波”，这一章内容时，为了说明波在传播时质点的运动情况，常借助于波动相位演示仪来模拟波的传动。机械的波动相位演示仪不能形象地说明问题，主要是它所能演示的波周期太短，设置标记方法不够灵活，振幅、波长转播方向等无法改变，造成波形不明显，振动着的质点难以跟踪。而用计算机来模拟演示机械波的传播，解决了上述缺陷。在计算机屏幕上模拟一条运动着的波，容易控制该运动波的各类参数，方便地为某个运动着的点设置标记，提供状态的对比参照，说明了问题的实质。
二、进行动画演示，调动学生学习物理的积极性，激发学生学习物理的兴趣。
物理学本身是一门实验科学，许多物理知识的理解是要依靠直观的实验做基础的，但在中学教学中有很大的一部分实验，尤其是微观实验是无法实现或较难实现的，不做实验就会对学生掌握知识以及教学效果带来很大影响。以往遇到这种情况，多是教师对着挂图或书中插图讲实验，学生没有形成具体的认识，较难接受。利用微机则可以化小为大、化远为近、化机械抽象为生动具体，使本来看不见或者不清的东西变为具体形象的动画片，利用动画作为中介，逼真地展现在学生面前，帮助学生理解掌握物理知识，从而可以给学生提供大量的感性材料，丰富教学内容，帮助学生形成科学概念，深刻理解较抽象和较复杂的教材内容，使学生在轻松、愉快的环境中去学得知识，将学习物理当成一种乐趣，而不是枯燥乏味的去完成任务。有些物理现象可以做实验让学生观察，但是由于一些实验条件不易控制，或存在某种干扰，使得学生对主要物理现象的观察不甚详细和明了，在课堂教学中，可先做物理实验，再表演计算机动画，把主要现象尽可能清楚地表现出来，可谓锦上添花。如简谐振动的图像，把弹簧振子振动的实物图，相应的圆周运动以及振动图像的形成有机地联系起来。计算机在一幅画面中演示这种有联系的连续的动画，这在教学中能起到化解难点、突破重点的作用。如设定初始条件，那么“位相”、“位相差”、“初位相”等概念，在中学物理教学中也大可不必回避，进而讲“波的干涉条件”，时也用不着“犹抱琵琶半遮面”了。