第一篇：論文——高中物理生活中的力學問題在教學中的應用

論文

高中物理生活中的力學問題在教學中的應用

摘要：本文從物理模型、實例應用兩方面對日常生活中的質點力學、剛體力學、流體力學的例子進行分析和討論。旨在讓學生明白物理學的基礎性，也使力學教學貼近生活，走進生活；亦可增強物理教學的趣味性，激發學生的學習興趣，提高學習的積極性和主動性。

關鍵詞：日常生活 物理模型 實例應用 STS

物理學是一門基礎學科，是現代科學技術的基礎，物理知識在現代生活、社會生產、科學技術中有廣泛的應用。力學是與日常生活關系最密切的物理學科之一，可以說在我們日常生活中，力學幾乎無處不在。人們的衣食住行處處都與力學有著緊密的聯系。本文從質點力學、剛體力學、流體力學的物理機理分析日常生活中的力學問題，以及物理學與社會的聯系，說明物理教學與實踐的關系，使力學教學貼近生活，走進生活。以求激發學生的學習興趣，達到更好的教學效果；提高學生分析問題和解決問題的能力；提高學生科學文化素質；為將來的創新打下一定的基礎[1]。

質點力學教學

1．1 物理模型

在很多實際問題中，物體的形狀和大小與所研究的問題無關或者所起的作用很小，我們就可以在尺度上把它看作一個幾何點，而不必考慮它的形狀和大小，它的質量可以認為就集中在這個點上，這種抽象化的模型，叫做“質點”。例如，研究行星繞太陽運動時，雖然行星本身很大，但是它的半徑比起它繞太陽運動的軌道半徑卻小得多，因此我們在這些問題中就可以把行星看作質點。但在研究它們（例如地球）自轉時，就不能把它們看作質點了。

在一般情況下，一切物體都可以看作是質點的集合，所以，研究力學一般都從質點力學開始。質點力學是力學研究的基礎，在中學階段物理課程中的力學部分也是建立在質點力學的基礎上的。如：牛頓定律、動量定理、動量守恒定理、動能定律、動能守恒定律、力矩、勢能等等[2]。

1．2 實例應用

1．2．1 走或跑的受力情況

走或跑時，人體受的外力包括空氣阻力、作用于身體總質心的重力以及地面支撐腳的力（簡稱為支撐反力）。支撐反力是地面對人腳的總的作用，它是豎直向上的壓力與水平方向的靜摩擦力的合力。許多人認為水平方向的靜摩擦力就是使人前進的外力。其實，人的走動并不等同于一個物體的平移，人體的總質心還在不斷地上、下運動，正壓力也會起加速作用。因此，靜摩擦力并不是全部的起加速作用的外力。全面地說，起加速作用的外力是地面作用于支撐腳的支撐反力。

為研究問題的方便，可以把支撐反力看成是體重反力與蹬地反力的合力。體重反力是指由于人體具有靜態重量而產生的那一部分地面對腳的作用力，其大小總是等于體重，方向總是豎直向上，蹬地反力的大小取決于人以多大的力蹬地，方向則與人蹬地的方向相反。在腳剛落地至蹬地前的緩沖動作中，腳向前下方蹬地，蹬地反力斜向后〔圖1（a）〕，因此支撐反力也斜向后，對人的前進起制動作用，使人體減速。而在蹬地動作中，腳向后下方蹬地，蹬地反力斜向前〔圖1（b）〕，因此支撐反力也斜向前，對人體起加速作用。

走和跑是我們每個人每天都在做的活動，但在以前的教學中對其的力學分析不夠透徹。通過該實例在教學中的應用，并對其進行比較全面的分析。既可使學生能理解相關的物理知識，也使學生學會如何用所學的物理分析問題，這樣做的好處是可以提高學生分析問題的能力。也使力學教學貼近生活，走進生活。

1．2．2神奇的劈和楔

人們把刀、斧等切割工具的刃部叫作劈，而一頭厚一頭薄的斜面木料叫做楔。劈能輕而易舉地劈開堅硬的物體，楔可使物體間接觸得更緊密。古代有這樣一個傳說，明朝年間，蘇州的虎丘寺塔因年久失修，塔身傾斜，有倒塌的危險。當時，有人建議用大木柱將其撐住，可這樣又大煞風景。不久，有一位和尚把木楔一個一個地從塔身傾斜的一側的磚縫里敲進去，結果扶正了塔身，試分析原因。

圖２ 楔的受力圖

解析：因為楔的縱截面是一個三角形，使用它們的時候，在其背上加一個力就是楔（劈）的兩個側面形成兩個推壓物體的力是一等腰三角形，楔寬，在力，這個力產生的效果，的作用下，楔把物體楔緊。設它們的縱截面，它們的側面長度是，如圖2所示。

由相似三角形可得，所以

若三角形的頂角為，則有，即，綜上所得：

由此可知，當一定時，越小，就越大，因此，越薄的楔就越容易釘進物體里。顯然，和尚正是利用了質點力學中力的分解原理解決了生活中遇到的這一大難題。

這個小小的實例雖然所涉及到的物理知識難度不大，但力的合成和分解教學是安排在高一課程中，學生的物理知識積累并不多，而且對力的分解與合成也是初步涉及。如果在課堂之中應用該實例進行教學，可以使學生對力的合成和分解的作用之大有著很深刻的印象，并對該知識點有較深刻的理解，有助于教師教學和學生學習。

剛體力學教學

2．1 物理模型

剛體是一種特殊的質點組，這種特殊的質點組具有這樣的性質：就是其中任何兩個質點間的距離不因力的作用而發生改變，這種特殊的質點組叫做剛體。剛體和質點一樣，也是從實際物體中抽象出來的，是一種理想化的模型，在所研究的問題中，只有當物體的大小和形狀的變化可以忽略不計時，才可以把它當作剛體看待[3]。

2．2 實例應用：汽車急剎車時的受力分析

質量為的汽車在水平路面上急剎車，前、后輪均停止轉動，前后輪相距，與地面的摩擦系數為，汽車質心離地面高度為，與前掄軸水平距離為，試分析前后輪對地面的壓力。

圖３ 汽車急剎車時的受力圖

解析：把汽車模型化為剛體，以此為隔離體。汽車受力如圖3，支持力；因前后輪均停止轉動，故

和

和、分別代表重力和地面

均為滑動摩擦力。根據質心運動定理：

在地面上建立直角坐標系，將上試向

軸投影：

因為滑動摩擦力為：

。應用對質心軸的轉動定理，得：

建立平動的質心系

由上面方程可解出：、但方向朝下。

根據牛頓第三定律，前后輪對地面的壓力大小分別為討論：若汽車靜止于水平地面上，則地面對前后掄支撐力為：

[4]

綜上計算結果比較可知，剎車時前輪受到的壓力比靜止時大，并造成汽車的前傾。汽車加速時則后傾。

汽車是日常生活中必不可少的交通工具，學生對車可以說都是非常熟悉，但是其中的力學機理知道甚少，該實例應用是以題型的形式給出，這樣既可以讓學生對所學知識（剛體的概念，質心軸的轉動定理，質心運動定理等）有比較深刻的理解，還能通過該實例的分析提高學生分析和處理問題的能力。

生活中的流體力學問題

3．1 物理模型

物質的自然存在形式有三種：固體、液體和氣體。后兩種形式的物質又稱流體。流體是沒有固定形狀、容易遷移和變形的物質，在靜止狀態只能承受壓力而不能承受拉應力和剪應力。運動的流體存在微小拉應力和剪應力是由于流體的分子相對運動引起的，而不是可以人為施加的。宏觀平衡狀態下的流體不能承受拉應力和剪應力，是流體區別于固體的根本標志。流體可以發生形狀和大小的變化，這一點和彈性體類似，但流體主要具備體積壓縮彈性，例如用力推活塞一壓縮密閉氣缸中的氣體，在撤消外力后，氣體將恢復原狀，將活塞推出[3][10]。

3．2 實例應用

3．2．1 足球轉彎之迷

足球場上發任意球時，有的球員可以發出拐彎的香蕉球真讓人嘆為觀止。為什么足球會在空中沿弧線飛行呢？

我們應當了解到踢出的足球在行進過程中除向前運動外本身還有自身的自旋。假設空氣不流動，足球向右運動，同時從上向下看還有繞豎直軸逆時針的方向自旋（圖4），如果以球為參照物，則空氣相對球向左運動，同時，由于球的自旋，球表面粗糙，靠近球表面有一層空氣被球帶動而作同一方向的旋轉，結果在球的左、右兩側的的速度。、兩部分空氣相對于球的運動速度不等（圖5），其中

部分的速度大于

部分

圖５ 自旋行進足球受力分析圖

根據流體力學的伯努利方程

左右兩側處于同一高度：

由于，故得出

圖６ 足球弧線進球圖

、兩部分的壓強不等使左、右兩側之間產生了壓力差，形成了一個指向

產生了加速度

面的合力，才導致球的運動軌跡發生了偏轉。假使合力，在時間內偏離原直線距離為，又運動學知識

所以，位移的大部分發生在后一段時間里（圖6），這就導致了我們視覺上總以為球是在球門前突然轉彎飛如球門的[6]。

現在的學生有很大一部分對足球很感興趣，把該實例應用于教學中首先就可以抓住很多學生的心，讓他們注意力集中，提高學生學習的興趣；其次也可使學生對教學中所要求的知識點做比較全面的理解；提高教學的綜合水平。

3．2．2 沙塵飛揚的力學分析

（1）物體在流體中運動時的阻力

當物體在粘滯性流體中運動時，物體將受到流體的阻力作用，在相對運動速率不大時，這種阻力主要來自于流體的粘滯力，并稱為粘滯阻力。由于在流體中物體表面附著有一層流體，這層流體隨物體一起運動，在物體表面周圍的流體中必然形成一定的速度梯度，從而在各流層之間產生內摩擦力，阻礙物體的相對運動。英國力學家、數學家斯托克斯（George Gabriel Stokes 18191903）于1851年提出球形物體在粘性流體中作較慢運動時受到的粘滯阻力的大小由下式決定，式中

為流體的粘滯系數，它與流體性質和溫度有關，為球體的半徑，對于流體的速度較小時近似成立）

為球體相對于流體的速度。（說明：表達式只對球體相

如果讓質量為力的作用：重力，半徑為；流體浮力的小球在靜止粘滯流體中受重力作用豎直下落，它將受到如圖7所示三個；粘滯阻力，這三個力作用在同一直線上。起初，小球速度小，重力大于其余兩個力的合力，小球向下作加速運動；隨著速率的增加，粘滯阻力也相應增大。當小球速率增大到一定數值時（極限速率），小球作勻速運動，此時作用于小球上的重力與浮力和粘滯力相平衡。，小球密度為，小球速率為，則有下面的關系：

如果流體密度為

由此可求得小球下落的極限速率為：

=1．80×10-5 Pa·s，假設小球（沙塵）的密度是

若流體為空氣，它在標準狀況下，粘性系數 =2．4×108r2m/s 2．0×103kg/m3（遠大于空氣密度1．293kg/m3）重力加速度為9．8m/s2。代入上式可得：

當小球的半徑為1×10-7m時，小球下落的極限速率為2．4×10-6m/s；小球的半徑為1×10-4m，小球下落的極限速率為2．4m/s；而當小球的半徑為l×10-3m時，小球下落的極限速率為2．4×102m/s。可見，小球下落的極限速率與其半徑的平方成正比，半徑越大，下落的極限速率就越大。從上面討論還可看出極限速率與小球密度有關，密度大相應的極限速率也越大。

（2）沙塵飛揚的原因

根據上述分析，我們來討論地面上沙塵是怎樣被揚起成為風沙的。由于沙塵在風力作用下運動時，顆粒的濃度較稀，且顆粒所受約束較少，所以，可忽略顆粒與顆粒之間的相互作用，可以用單顆粒的運動模型來描述沙塵顆粒的有關運動特性，即將沙塵顆粒視為“小球”。上面討論過半徑為r物體在靜止流體中運動時的阻力，而風沙的形成則必須考慮當流體（空氣）處于流動狀態時的情形，因此上面計算得到的極限速率應理解為沙塵相對于流動空氣的極限速率，沙塵相對空氣的速率只能小于或等于極限速率。

前面分析已知，對于粒徑不同的沙塵，極限速率

差異很大。對粒半徑很小的塵埃，也很小，易被加速，空氣的任何輕微流動，上升氣流的速度分量都可以超過它的極限速率，導致其隨風起動，甚至人在屋里走動所帶動的空氣擾動，也會使它飛揚起來。這就是“為什么風一刮，總是有一批細小的塵埃隨風起舞，飛揚起來”的原因。而且，這樣的塵埃一旦處于空中，靠其自然降落到地面需要相當長的時間。對粒半徑較大的沙粒，則不容易被風加速，顆粒很難隨風起動。這表明沙塵是否起動，風速的大小是一個主要因素，而且風速越大，沙粒隨風起動的可能性就越大。沙塵物理學中，把干燥沙塵臨界起動風速定義為起沙風速。在我國，根據主要沙區的觀測和統計分析，起沙風速被確定為10m/s。氣象中把浮塵、揚沙與沙塵暴統稱沙塵天氣。浮塵天氣是由于高空中的風力較大，從其他地方攜帶來顆粒較細小的細沙、粉塵等物質所形成，相當于大氣中塵埃的影響，其能見度通常大于1Okm；揚沙與沙塵暴都是由于本地或附近塵沙被風吹起而造成的，特點是天空混濁，能見度明顯下降，沙塵暴天氣能見度甚至小于1km。由于極限速率與顆粒大小密切相關，風小，飛起來的塵埃顆粒就小；而風大時，除了小顆粒塵埃飛起外，還有顆粒大的塵埃飛起。一次“沙塵暴”會有成千噸的沙塵被吹到天空，真可謂“狂風肆虐、飛沙走石”。

當然，沙塵天氣的形成是一個多因素問題，它不僅僅依賴于風速，還與風向、離地高度、地質地貌、沙塵含水量等許多因素相關。木文只是對沙塵飛揚的機理作了粗淺探討。改善生態環境、防風固沙、遏制沙塵顆粒被風蝕起動才是減少沙塵天氣、防治沙塵暴的關鍵。

沙塵暴是現今相當嚴峻的環境問題，深受各界人士的關注。國家在這方面的治理投入也是相當的大，學生對其應該也是很熟悉。在課堂中引入這個學生熟悉和社會關注的問題，同樣可以起到吸引學生注意力的作用；其次，通過該實例在教學中講授，能使學生明白沙塵暴產生的真正原因，也讓學生學到了相關的物理知識；再次，學生了解了沙塵暴（這樣一個廣受社會關注的問題）的產生原因，亦可使學生感受到物理的用處之大和無處不在。

物理學與社會

STS（Scienci-Technologh-Society即：科學-技術-社會）是近年來世界各國科學教育改革中形成的科學教育構想，以強調科學、技術與社會的相互關系。以科學技術在社會生產、生活中的應用（如：宇宙開發、航天技術、核能應用、磁懸浮列車、太空生物等等）作為指導思想來組織實施科學教育。

上個世紀末STS進入我國學術界，受到教育界的廣泛關注，普及STS 知識，增強人們的STS意識。已經成為全民教育的一種趨勢。科學是推動歷史前進的杠桿，科學提出新觀念，創造新技術，推動社會發展，物理學本身是和科學技術-社會生產緊密聯系的。向學生講解工業、交通、農業、醫療等密切相關的知識和技術，如在熱學中向學生講解低溫的獲得以及在醫學中的應用；在電學中向學生講解工廠供電設備情況，電磁場對農作物生長的影響，物理環境對人體的影響，用超聲波來碎石等等。英國教材有關物理教學中STS滲透很有特色。如在講電的產生和輸送時，主要介紹有關電力網的知識，如要得到電壓穩定、價格低廉的電力供應，為什么要把許多電站聯成電力網，以及核電站，火力電站、水電站的各自特點，還具體給出了英國西北電網中各個電站的功率和每兆瓦小時的成本；以及冬季夏季各一天24小時預期的用電曲線，讓學生設想自己是電力網調度員，以及小時為一個時間段，根據各時間段預期的用電量，做出把哪些電站接入電網的計劃。教材中的這些內容，并不在于給學生許多課本知識，而在于使學生聯系實際，形成“成本-效益”的觀念[5]。

現代社會生活愈來愈同科學知識發生著緊密聯系，未來世紀的普通公民也應具備相當多的科學知識，才能應付日常社會生活的需要，如理解新聞媒介傳播的一般信息，從事社會經濟和生產活動。對重要社會問題表達自己的看法等。物理知識正在成為社會生活常識的重要組成部分，物理教學應當與社會生活中的重大問題聯系起來。如能源問題、資源問題、環境問題、交通問題，通信問題、自動化問題、空間開發問題等，都可以不同程度地同物理教學加以聯系。通過這種聯系，可以使學生注意并加深對這些問題的認識，增強社會責任感，并了解物理學的社會意義。

總結

物理學是抽象的。物理現象、物理模型的特點和規律，如果通過聯系實際的辦法對比進行生活化詮釋，在所學知識和熟悉的生活現象、經驗之間建立起聯系，則能使學生深化對所學知識的理解。新課改的一個基本理念就是教育要面向生活，即面向學生周圍生活的環境，使學生能依照生活經驗來實現知識的有效建構；能深刻感悟所學知識的生活意義和價值，產生追求科學的內在動力；拉近科學與生活之間的距離，并提高分析和解決時間問題的能力。物理教學應注重聯系實際。學生最熟悉的物理情景是生活中遇到的物理問題，感受最深的物理現象也是從生活中而來，從生活感受開始探究物理問題最易激發學生學習興趣，源于生活的物理問題最易激發學生的思維。本文通過部分力學問題與現實生活的聯系拓展，引導學生學會從身邊事物中去發現物理現象、理解物理原理、總結物理規律。

中學階段的物理教學必須適應二十一世紀發展的需要，主要是打好與現代化要求相適應的基礎。在物理教學大綱中提到：“物理要密切聯系實際，使學生在理論和實際的結合中理解和運用知識。”物理教學不是搞理論物理的研究，不能脫離實際，物理概念、規律是物理現象的本質的抽象，離開現象來談概念、規律是沒有意義的。聯系實際能激發學生學習的興趣，讓學生感覺到物理就在我們身邊，與生活緊密相關；能開拓思路，讓學生學會從實際生活找到解決理論問題的辦法；理論聯系實際是培養學生能力的重要途徑，把學到的知識應用到實際中，反過來加深了對知識的理解，提高分析問題和解決問題的能力；聯系實際還能提高學生科學文化素質，為將來的創新打下一定的基礎[5][9]。

第二篇：論文――高中物理生活中的力學問題在教學中的應用.

論文

高中物理生活中的力學問題在教學中的應用

摘要：本文從物理模型、實例應用兩方面對日常生活中的質點力學、剛體力學、流體力學的例子進行分析和討論。旨在讓學生明白物理學的基礎性，也使力學教學貼近生活，走進生活；亦可增強物理教學的趣味性，激發學生的學習興趣，提高學習的積極性和主動性。

關鍵詞：日常生活 物理模型 實例應用 STS

物理學是一門基礎學科，是現代科學技術的基礎，物理知識在現代生活、社會生產、科學技術中有廣泛的應用。力學是與日常生活關系最密切的物理學科之一，可以說在我們日常生活中，力學幾乎無處不在。人們的衣食住行處處都與力學有著緊密的聯系。本文從質點力學、剛體力學、流體力學的物理機理分析日常生活中的力學問題，以及物理學與社會的聯系，說明物理教學與實踐的關系，使力學教學貼近生活，走進生活。以求激發學生的學習興趣，達到更好的教學效果；提高學生分析問題和解決問題的能力；提高學生科學文化素質；為[1]將來的創新打下一定的基礎。

質點力學教學

1．1 物理模型

在很多實際問題中，物體的形狀和大小與所研究的問題無關或者所起的作用很小，我們就可以在尺度上把它看作一個幾何點，而不必考慮它的形狀和大小，它的質量可以認為就集中在這個點上，這種抽象化的模型，叫做“質點”。例如，研究行星繞太陽運動時，雖然行星本身很大，但是它的半徑比起它繞太陽運動的軌道半徑卻小得多，因此我們在這些問題中就可以把行星看作質點。但在研究它們（例如地球）自轉時，就不能把它們看作質點了。

在一般情況下，一切物體都可以看作是質點的集合，所以，研究力學一般都從質點力學開始。質點力學是力學研究的基礎，在中學階段物理課程中的力學部分也是建立在質點力學的基礎上的。如：牛頓定律、動量定

[2]理、動量守恒定理、動能定律、動能守恒定律、力矩、勢能等等。

1．2 實例應用

1．2．1 走或跑的受力情況

走或跑時，人體受的外力包括空氣阻力、作用于身體總質心的重力以及地面支撐腳的力（簡稱為支撐反力）。支撐反力是地面對人腳的總的作用，它是豎直向上的壓力與水平方向的靜摩擦力的合力。許多人認為水平方向的靜摩擦力就是使人前進的外力。其實，人的走動并不等同于一個物體的平移，人體的總質心還在不斷地上、下運動，正壓力也會起加速作用。因此，靜摩擦力并不是全部的起加速作用的外力。全面地說，起加速作用的外力是地面作用于支撐腳的支撐反力。

為研究問題的方便，可以把支撐反力看成是體重反力與蹬地反力的合力。體重反力是指由于人體具有靜態重量而產生的那一部分地面對腳的作用力，其大小總是等于體重，方向總是豎直向上，蹬地反力的大小取決于人以多大的力蹬地，方向則與人蹬地的方向相反。在腳剛落地至蹬地前的緩沖動作中，腳向前下方蹬地，蹬地反力斜向后〔圖1（a）〕，因此支撐反力也斜向后，對人的前進起制動作用，使人體減速。而在蹬地動作中，腳向后下方蹬地，蹬地反力斜向前〔圖1（b）〕，因此支撐反力也斜向前，對人體起加速作用。

走和跑是我們每個人每天都在做的活動，但在以前的教學中對其的力學分析不夠透徹。通過該實例在教學中的應用，并對其進行比較全面的分析。既可使學生能理解相關的物理知識，也使學生學會如何用所學的物理分析問題，這樣做的好處是可以提高學生分析問題的能力。也使力學教學貼近生活，走進生活。

1．2．2神奇的劈和楔

人們把刀、斧等切割工具的刃部叫作劈，而一頭厚一頭薄的斜面木料叫做楔。劈能輕而易舉地劈開堅硬的物體，楔可使物體間接觸得更緊密。古代有這樣一個傳說，明朝年間，蘇州的虎丘寺塔因年久失修，塔身傾斜，有倒塌的危險。當時，有人建議用大木柱將其撐住，可這樣又大煞風景。不久，有一位和尚把木楔一個一個地從塔身傾斜的一側的磚縫里敲進去，結果扶正了塔身，試分析原因。

圖２ 楔的受力圖 解析：因為楔的縱截面是一個三角形，使用它們的時候，在其背上加一個力，在力，這個力產生的效果，就是楔（劈）的兩個側面形成兩個推壓物體的力腰三角形，楔寬的作用下，楔把物體楔緊。設它們的縱截面是一等，它們的側面長度是，如圖2所示。

由相似三角形可得，所以

若三角形的頂角為，則有，即，綜上所得：

由此可知，當

一定時，越小，就越大，因此，越薄的楔就越容易釘進物體里。顯然，和尚正是利用了質點力學中力的分解原理解決了生活中遇到的這一大難題。

這個小小的實例雖然所涉及到的物理知識難度不大，但力的合成和分解教學是安排在高一課程中，學生的物理知識積累并不多，而且對力的分解與合成也是初步涉及。如果在課堂之中應用該實例進行教學，可以使學生對力的合成和分解的作用之大有著很深刻的印象，并對該知識點有較深刻的理解，有助于教師教學和學生學習。剛體力學教學 1

．物理模型

2剛體是一種特殊的質點組，這種特殊的質點組具有這樣的性質：就是其中任何兩個質點間的距離不因力的作用而發生改變，這種特殊的質點組叫做剛體。剛體和質點一樣，也是從實際物體中抽象出來的，是一種理想化的模型，在所研究的問題中，只有當物體的大小和形狀的變化可以忽略不計時，才可以把它當作剛體看待

[3]。

質量為

．實例應用：汽車急剎車時的受力分析，與地面的摩擦系數為，的汽車在水平路面上急剎車，前、后輪均停止轉動，前后輪相距汽車質心離地面高度為，與前掄軸水平距離為，試分析前后輪對地面的壓力。

圖３ 汽車急剎車時的受力圖

3解析：把汽車模型化為剛體，以此為隔離體。汽車受力如圖，持力；因前后輪均停止轉動，故

和

和、分別代表重力和地面支

均為滑動摩擦力。根據質心運動定理：

在地面上建立直角坐標系，將上試向

軸投影：

因為滑動摩擦力為：

建立平動的質心系。應用對質心軸的轉動定理，得：

由上面方程可解出：

根據牛頓第三定律，前后輪對地面的壓力大小分別為、但方向朝下。

討論：若汽車靜止于水平地面上，則地面對前后掄支撐力為：

綜上計算結果比較可知，剎車時前輪受到的壓力比靜止時大，并造成汽車的前傾。汽車加速時則后傾

[4]。

汽車是日常生活中必不可少的交通工具，學生對車可以說都是非常熟悉，但是其中的力學機理知道甚少，該實例應用是以題型的形式給出，這樣既可以讓學生對所學知識（剛體的概念，質心軸的轉動定理，質心運動定理等）有比較深刻的理解，還能通過該實例的分析提高學生分析和處理問題的能力。生活中的流體力學問題

3．物理模型

物質的自然存在形式有三種：固體、液體和氣體。后兩種形式的物質又稱流體。流體是沒有固定形狀、容易遷移和變形的物質，在靜止狀態只能承受壓力而不能承受拉應力和剪應力。運動的流體存在微小拉應力和剪應力是由于流體的分子相對運動引起的，而不是可以人為施加的。宏觀平衡狀態下的流體不能承受拉應力和剪應力，是流體區別于固體的根本標志。流體可以發生形狀和大小的變化，這一點和彈性體類似，但流體主要具備體積壓縮彈性，例如用力推活塞一壓縮密閉氣缸中的氣體，在撤消外力后，氣體將恢復原狀，將活塞推出

[3][10]。

．

實例應用

3．2．1 足球轉彎之迷

足球場上發任意球時，有的球員可以發出拐彎的香蕉球真讓人嘆為觀止。為什么足球會在空中沿弧線飛行

呢？

我們應當了解到踢出的足球在行進過程中除向前運動外本身還有自身的自旋。假設空氣不流動，足球向右運動，同時從上向下看還有繞豎直軸逆時針的方向自旋（圖4），如果以球為參照物，則空氣相對球向左運動，同時，由于球的自旋，球表面粗糙，靠近球表面有一層空氣被球帶動而作同一方向的旋轉，結果在球的左、右兩側的、兩部分空氣相對于球的運動速度不等（圖5），其中

度。

部分的速度大于

部分的速

圖５ 自旋行進足球受力分析圖

根據流體力學的伯努利方程

左右兩側處于同一高度：

由于，故得出

圖６ 足球弧線進球圖

、兩部分的壓強不等使左、右兩側之間產生了壓力差，形成了一個指向

產生了加速度

面的合力，才導致球的運動軌跡發生了偏轉。假使合力，在時間內偏離原直線距離為，又運動學知識

所以，位移的大部分發生在后一段時間里（圖6），這就導致了我們視覺上總以為球是在球門前突然轉彎

[6]

飛如球門的。

現在的學生有很大一部分對足球很感興趣，把該實例應用于教學中首先就可以抓住很多學生的心，讓他們注意力集中，提高學生學習的興趣；其次也可使學生對教學中所要求的知識點做比較全面的理解；提高教學的綜合水平。

3．2．2 沙塵飛揚的力學分析

（1）物體在流體中運動時的阻力

當物體在粘滯性流體中運動時，物體將受到流體的阻力作用，在相對運動速率不大時，這種阻力主要來自于流體的粘滯力，并稱為粘滯阻力。由于在流體中物體表面附著有一層流體，這層流體隨物體一起運動，在物體表面周圍的流體中必然形成一定的速度梯度，從而在各流層之間產生內摩擦力，阻礙物體的相對運動。英國力學家、數學家斯托克斯（George Gabriel Stokes 18191903）于1851年提出球形物體在粘性流體中作較慢運動時受到的粘滯阻力的大小由下式決定，式中

為流體的粘滯系數，它與流體性質和溫度有關，為球體的半徑，為球體相對于流體的速度。（說明：表達式只對球體相對于流體的速度較小

時近似成立）

如果讓質量為，半徑為的小球在靜止粘滯流體中受重力作用豎直下落，它將受到如圖7所示三個力的作用：重力；流體浮力；粘滯阻力，這三個力作用在同一直線上。起初，小球速度小，重力大于其余兩個力的合力，小球向下作加速運動；隨著速率的增加，粘滯阻力也相應增大。當小球速率增大到一定數值時（極限速率），小球作勻速運動，此時作用于小球上的重力與浮力和粘滯力相平衡。，小球密度為，小球速率為，則有下面的關系：

如果流體密度為

由此可求得小球下落的極限速率為：

5若流體為空氣，它在標準狀況下，粘性系數=1．80×10 Pa·s，假設小球（沙塵）的密度是33322．0×10kg/m（遠大于空氣密度1．293kg/m）重力加速度為9．8m/s。代入上式可得：

2=2．4×108rm/s

-7-6-

4m時，小球下落的極限速率為2．4×10m/s；小球的半徑為1×10m，小

-32球下落的極限速率為2．4m/s；而當小球的半徑為l×10m時，小球下落的極限速率為2．4×10m/s。可見，小球下落的極限速率與其半徑的平方成正比，半徑越大，下落的極限速率就越大。從上面討論還可看出極限速率與小球密度有關，密度大相應的極限速率也越大。

當小球的半徑為1×10

（2）沙塵飛揚的原因

根據上述分析，我們來討論地面上沙塵是怎樣被揚起成為風沙的。由于沙塵在風力作用下運動時，顆粒的濃度較稀，且顆粒所受約束較少，所以，可忽略顆粒與顆粒之間的相互作用，可以用單顆粒的運動模型來描述沙塵顆粒的有關運動特性，即將沙塵顆粒視為“小球”。上面討論過半徑為r物體在靜止流體中運動時的阻力，而風沙的形成則必須考慮當流體（空氣）處于流動狀態時的情形，因此上面計算得到的極限速率應理解為沙塵相對于流動空氣的極限速率，沙塵相對空氣的速率只能小于或等于極限速率。

前面分析已知，對于粒徑不同的沙塵，極限速率差異很大。對粒半徑很小的塵埃，也很小，易被加速，空氣的任何輕微流動，上升氣流的速度分量都可以超過它的極限速率，導致其隨風起動，甚至人在屋里走動所帶動的空氣擾動，也會使它飛揚起來。這就是“為什么風一刮，總是有一批細小的塵埃隨風起舞，飛揚起來”的原因。而且，這樣的塵埃一旦處于空中，靠其自然降落到地面需要相當長的時間。對粒半徑較大的沙粒，則不容易被風加速，顆粒很難隨風起動。這表明沙塵是否起動，風速的大小是一個主要因素，而且風速越

大，沙粒隨風起動的可能性就越大。沙塵物理學中，把干燥沙塵臨界起動風速定義為起沙風速。在我國，根據主要沙區的觀測和統計分析，起沙風速被確定為10m/s。氣象中把浮塵、揚沙與沙塵暴統稱沙塵天氣。浮塵天氣是由于高空中的風力較大，從其他地方攜帶來顆粒較細小的細沙、粉塵等物質所形成，相當于大氣中塵埃的影響，其能見度通常大于1Okm；揚沙與沙塵暴都是由于本地或附近塵沙被風吹起而造成的，特點是天空混濁，能見度明顯下降，沙塵暴天氣能見度甚至小于1km。由于極限速率與顆粒大小密切相關，風小，飛起來的塵埃顆粒就小；而風大時，除了小顆粒塵埃飛起外，還有顆粒大的塵埃飛起。一次“沙塵暴”會有成千噸的沙塵被吹到天空，真可謂“狂風肆虐、飛沙走石”。

當然，沙塵天氣的形成是一個多因素問題，它不僅僅依賴于風速，還與風向、離地高度、地質地貌、沙塵含水量等許多因素相關。木文只是對沙塵飛揚的機理作了粗淺探討。改善生態環境、防風固沙、遏制沙塵顆粒被風蝕起動才是減少沙塵天氣、防治沙塵暴的關鍵。

沙塵暴是現今相當嚴峻的環境問題，深受各界人士的關注。國家在這方面的治理投入也是相當的大，學生對其應該也是很熟悉。在課堂中引入這個學生熟悉和社會關注的問題，同樣可以起到吸引學生注意力的作用；其次，通過該實例在教學中講授，能使學生明白沙塵暴產生的真正原因，也讓學生學到了相關的物理知識；再次，學生了解了沙塵暴（這樣一個廣受社會關注的問題）的產生原因，亦可使學生感受到物理的用處之大和無處不在。物理學與社會

STS（Scienci-Technologh-Society即：科學-技術-社會）是近年來世界各國科學教育改革中形成的科學教育構想，以強調科學、技術與社會的相互關系。以科學技術在社會生產、生活中的應用（如：宇宙開發、航天技術、核能應用、磁懸浮列車、太空生物等等）作為指導思想來組織實施科學教育。

上個世紀末STS進入我國學術界，受到教育界的廣泛關注，普及STS 知識，增強人們的STS意識。已經成為全民教育的一種趨勢。科學是推動歷史前進的杠桿，科學提出新觀念，創造新技術，推動社會發展，物理學本身是和科學技術-社會生產緊密聯系的。向學生講解工業、交通、農業、醫療等密切相關的知識和技術，如在熱學中向學生講解低溫的獲得以及在醫學中的應用；在電學中向學生講解工廠供電設備情況，電磁場對農作物生長的影響，物理環境對人體的影響，用超聲波來碎石等等。英國教材有關物理教學中STS滲透很有特色。如在講電的產生和輸送時，主要介紹有關電力網的知識，如要得到電壓穩定、價格低廉的電力供應，為什么要把許多電站聯成電力網，以及核電站，火力電站、水電站的各自特點，還具體給出了英國西北電網中各個電站的功率和每兆瓦小時的成本；以及冬季夏季各一天24小時預期的用電曲線，讓學生設想自己是電力網調度員，以及小時為一個時間段，根據各時間段預期的用電量，做出把哪些電站接入電網的計劃。教材中的[5]這些內容，并不在于給學生許多課本知識，而在于使學生聯系實際，形成“成本-效益”的觀念。

現代社會生活愈來愈同科學知識發生著緊密聯系，未來世紀的普通公民也應具備相當多的科學知識，才能應付日常社會生活的需要，如理解新聞媒介傳播的一般信息，從事社會經濟和生產活動。對重要社會問題表達自己的看法等。物理知識正在成為社會生活常識的重要組成部分，物理教學應當與社會生活中的重大問題聯系起來。如能源問題、資源問題、環境問題、交通問題，通信問題、自動化問題、空間開發問題等，都可以不同程度地同物理教學加以聯系。通過這種聯系，可以使學生注意并加深對這些問題的認識，增強社會責任感，并了解物理學的社會意義。

總結

物理學是抽象的。物理現象、物理模型的特點和規律，如果通過聯系實際的辦法對比進行生活化詮釋，在所學知識和熟悉的生活現象、經驗之間建立起聯系，則能使學生深化對所學知識的理解。新課改的一個基本理念就是教育要面向生活，即面向學生周圍生活的環境，使學生能依照生活經驗來實現知識的有效建構；能深刻感悟所學知識的生活意義和價值，產生追求科學的內在動力；拉近科學與生活之間的距離，并提高分析和解決時間問題的能力。物理教學應注重聯系實際。學生最熟悉的物理情景是生活中遇到的物理問題，感受最深的物理現象也是從生活中而來，從生活感受開始探究物理問題最易激發學生學習興趣，源于生活的物理問題最易激發學生的思維。本文通過部分力學問題與現實生活的聯系拓展，引導學生學會從身邊事物中去發現物理現象、理解物理原理、總結物理規律。

中學階段的物理教學必須適應二十一世紀發展的需要，主要是打好與現代化要求相適應的基礎。在物理教學大綱中提到：“物理要密切聯系實際，使學生在理論和實際的結合中理解和運用知識。”物理教學不是搞理論物理的研究，不能脫離實際，物理概念、規律是物理現象的本質的抽象，離開現象來談概念、規律是沒有意義的。聯系實際能激發學生學習的興趣，讓學生感覺到物理就在我們身邊，與生活緊密相關；能開拓思路，讓學

生學會從實際生活找到解決理論問題的辦法；理論聯系實際是培養學生能力的重要途徑，把學到的知識應用到實際中，反過來加深了對知識的理解，提高分析問題和解決問題的能力；聯系實際還能提高學生科學文化素

[5][9]質，為將來的創新打下一定的基礎。

第三篇：生活中的典型力學應用問題

生活與工程中的典型力學應用

摘要：工程地質力學以工程為自身的方向，地質為研究對象，通過很過相關的力學方面的手段和方法來研究我們沒有解決的各種問題。因而這是涵蓋了很多方面和學科的學科，是地質學、力學、以及相關工程學科的綜合學科，是力學在生活與工程中的經典應用。

關鍵詞：力學；工程；地質體；工程地質力學。力學作為一個貫穿各類學科的基礎學科，在工程和實際生活中都承擔著舉足輕重的角色。力學結構的完美構造才能保證一個工程或者一個物品的正常使用，反觀，如果最基礎的力學結構出了問題，會對我們的整體結構造成很嚴重的影響，甚至會有無法挽回的巨大損失。只有保證最基礎的力學結構，我們所構建的整體才能更加完美。而在我們的實際生活和實際工程中，工程地質力學又是一個很典型的力學應用，它是地學和力學的結合，是需要我們不斷開拓、不斷創新、不斷發展的一門學科，但是它在目前的研究中又有著些許難以解決的復雜問題。

那么何為地質力學呢？地質體是由賦存于一定地質環境中并按照某種 結構排列的巖石、土和水組成的。它具有非連續、非均勻、流–固耦合以及未知“初【1】始”狀態的特性。工程地質力學以工程為自身的方向，地質為研究對象，通過很過相關的力學方面的手段和方法來研究我們沒有解決的各種問題。因而這是涵蓋了很多方面和學科的學科，是地質學、力學、以及相關工程學科的綜合學科，但主要還是研究工程地質力學的相關問題。在實際的工程中，對很多課題的研究過程中也遇到了很多難以解決的問題，例如，關于地質力學特征和幾何特性的勘測和研究。在我國的工程地質力學中，研究的內容主要包括三方面，分別是相關

【2】的 儀器、力學參數的測量以及對參數的研究方法。

工程地質力學主要著眼于解決地下工程問題和地面工程問題。前者，即地下

【3】工程問題，主要面臨的問題就是高地應力下的地質體因卸荷而發生的破壞。后者，即地面工程力學，主要面臨的問題大部分都是在重力和水力等自然力的作用下，所導致的地質體破壞【4】。地質工程在建造之前必須對當地的地質情況進行準確的勘測嗎，在確定各方面數據都沒有問題的時候才能進行工程建造，但是在當前的實際工程中，會有很多情況因為資金問題縮減在最開始的勘測方面的支出，以至于會造成數據的不精確性，在后面的工程中，會對有些項目的進行造成一定的阻礙，而工程地質力學應該著眼于更好地解決這些問題，最大化及最優質地解決包括地上地質問題以及地下地質問題在內的各種基礎問題。目前我們進行這種勘測最常用的就是直接鉆孔開挖法和位移監測法【5】。但在現在的實際建設中，僅僅用這兩種方法是不能滿足的，新的地質力學勘測方法需要替代這種傳統的方法。而工程地質力學的研究方法又有以下幾個步驟：上、下限解定理與解析解，包括模型試驗、模擬實驗以及巖體力學性能測量的室內實驗研究，現場地質調查與現場監測和最后的數值模擬。

以上對工程地質力學以及應用中的各種問題的分析與簡單研究討論，可以明顯看出地質體的復雜性，而它的復雜性決定了我們對工程地質力學的研究方法必須要創新，只有這樣我們目前面臨的各種復雜、難以解決的問題最后才會迎刃而解，并且這樣的創新可以不斷提高我國地質工程建設的水平。我相信隨著我們國家科學家們的共同努力我們會在這方面取得更加矚目的成績，會走在世界前列。然而，影響這種力學與地學結合的因素主要包括與力學相關的基本理論的發展、勘測技術以及大型工程建設對藝術和整體效果的要求。單單通過力學來研究結構復雜的地質體，簡單的模型試驗下得到的實驗結論并不足以解釋地質結構的種種特征以及難以滿足地質工程對技術和精度的高度要求。很多數值計算結果的計算參數是通過科學家們有限次試驗得到的經驗而估計的，計算得出的數據和結果也就只有簡單的參考價值，始終不會超出工程師的經驗所能判斷的范疇，只能局限在這一小塊領域，超出了經驗判斷就會無解；那么我們應該如何擺脫這種局面呢？我想這需要我們將地學和力學的結合與彼此的滲透融合并以解決實際工程問題

【6】 為目標和努力的方向。參考文獻： 【1】【6】李世海，李曉，劉曉宇.工程地質力學及其應用中的若干問題【J】.巖石力學與工程學報，2006，25（6）：1125-1140.【2】【3】【4】【5】劉振剛，郭坤.關于工程地質力學及其應用中的若干問題【J】.民營科技，2013，7：206.

第四篇：問題教學法在高中物理教學中的應用

問題教學法在高中物理教學中的應用

摘要：在應試教育背景下，以知識灌輸為主的傳統教學方式使學生在紛繁復雜的物理知識中迷失了方向，而且其思維被禁錮在了單純的知識層面上，大部分學生除卻借助死記硬背的方式來應對物理學習之外，毫無思考的積極性。問題是激活學生思維的有效方式。由此，在新課改理念的引導下，教師可以借助問題教學法，將所要講授的內容以問題形式呈現在學生面前，一方面豐富課堂教學形式，一方面借助問題發展學生的物理思維能力，激發其物理探究興趣。

關鍵詞：高中物理教?W 問題教學法 問題情境創設 提問

常規意義上的問題教學法主要是指教師在組織教學活動的時候，根據教學所需創設一定的問題情境，借助問題形式來引導學生在已有的知識經驗和生活經驗的基礎上提出新的問題，并采取小組合作或者自主探究的方式來尋找問題的答案，在尋找答案的過程中有效地培養、發展學生的各項能力。推及到高中物理教學之中，問題教學法的應用可以落實到三個環節：問題情境的創設；教師提問；問題思考。在本文中，我主要從這三個環節入手，談一談如何在高中物理教學中有效地落實問題教學法。

一、創設問題情境

縱觀當前所使用的高中物理教材，與舊版教材相比，該版本的教材有一個突出的特點，就是在每一節新課導入部分都設置了相應的情境，如此，使得物理教學不再像傳統教學那樣枯燥、乏味。由此，教師可以充分借鑒教材情境的創設，在上課之初，就根據教學內容為學生創設問題情境，以此借助問題來激發學生的探究興趣。我一般采取以下幾種方式創設問題情境：

（一）創設生活問題情境

既然物理是一門與學生的生活密切相關的科目，對于物理認知有限的高中生來說，生活中的物理現象可以很好地拉近他們與物理的距離，并在已有的生活經驗的作用下，產生解決問題的欲望。我在組織“直線運動”這一內容的時候，會借助多媒體向學生呈現開往北京的動車運行情況，以此創設情境：有一輛開往北京西的動車，途徑濟南要停車，停車和離站都可以視為是勻速直線運動（速度時間以圖像形式展現），那么請問該動車在濟南停車浪費了多少運行時間呢？生動直觀的畫面和生活問題自然會激發學生解決問題的興趣。

（二）創設實驗問題情境

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，實驗的各個環節都包含著豐富的問題，而且在直觀的實驗下，學生也常常會產生各種各樣的問題，由此，實驗是有效創設問題情境的方式。我在組織“折射率”這一內容教學的時候，會將一個大燒杯中注入適量的液體，（該液體的折射率與玻璃的折射率相似），接著向將大燒杯遮住，向其中放入一個小燒杯，然后引導學生觀察大燒杯，探究其中裝了什么東西。在學生討論之后，我用鑷子將小燒杯從大燒杯中取出來，并引導學生思考：為什么當小燒杯置于大燒杯中的時候，我們無法清楚地看到小燒杯呢？如此，在實驗問題情境的引導下，學生自然會對“折射率”產生濃厚的探究興趣。

二、教師提出問題

問題教學法中教師的提問與傳統的按照教材習題提問的方式不同，需要教師在教學生成中自然而然地采取多樣的方式提出有價值的問題。在組織高中物理教學活動的時候我們會遇到諸如現象類、概念類類、規律類等內容，那么，如何就這些抽象的理論內容來進行提問呢？就現象類物理知識教學來說，教師可以從以下幾個方面來提出問題：1.這是什么現象？2.產生該現象的條件是什么？3.該現象在生活中有何體現，如何將一些現象運用到生活中呢？應用這一現象可以解決生活中的哪些問題呢？我在組織“光的衍射”這一內容教學的時候，會按照以上的方式提出這樣的問題：1.衍射是一種什么樣的現象？2.衍射產生的條件是什么？3.光的衍射在實際生活中有何應用？

三、學生解決問題

在新課改的要求下，教師在教學組織活動中起著引導作用。由此，在組織高中物理教學活動的時候，教師除了借助多樣化的問題情境向學生呈現問題之外，還要發揮自身的引導作用，為學生提供思考問題的思路，如此學生才能準確把握問題，沿著正確的思路進行思考，從而解決問題。我在引導學生解決問題的時候，一般會采取諸如類比法、推廣法、追問法等方式。以類比法為例，在教學“電場”這一內容的時候，我會根據教學內容的特定，將學生已經學過的重力場內容引入其中，引導學生在重力場和電場的類比，探究電場力做功是否和重力做功一樣都與路徑有關系，電場力和重力是否有著更多的聯系？或者電場這一節的內容可以與所學過的哪些知識進行類比，如此可以在幫助學生建構系統知識結構的基礎上，將所學到的舊知遷移到新知學習之中，提高其新知學習效率。

總之，在高中物理教學活動開展中，教師可以借助問題教學法，利用情境創設的方式向學生提出問題，以此借助直觀的問題來激發學生的物理探究興趣，并采取多樣化的方式，諸如類比法、推廣法等來引導學生尋找解決問題的方法，從而幫助學生掌握物理學習的方法，提高其物理學習能力。

參考文獻：

[1]楊培培.問題教學法在高中物理教學中的實施探究[D].四川師范大學，2016.[2]張秀美.問題教學法在高中物理教學中的應用[D].山東師范大學，2015.（作者單位：山西省臨汾市臨汾一中）

第五篇：CAI在高中物理教學中的應用初探

CAI在高中物理教學中的應用初探

CAI在高中物理教學中的應用初探 摘要：物理學是個異彩紛呈的天地，多彩多姿的物理現象令我們為之著迷。而在高中物理教學里，怎樣把正確的物理概念、規律傳授給學生，并通過生動、活潑的課內外教學使學生領略到物理世界的奇景異致，建立起對物理學的興趣，是每一位一線物理教師都在反復思考的問題。

關鍵詞：CAI 多媒體 物理 應用

在傳統的課堂教學中，限于種種條件，許多精彩絕倫的物理現象往往無法十分清晰地呈現于學生的面前，這確實是我們物理教師的一個遺憾。

幸運的是，隨著計算機技術的飛速進步，這種曾經的遺憾已經可以通過現代技術手段CAI加以彌補。學過計算機的人都知道，CAI也就是所謂計算機輔助教學（Computer-Assisted Instruction）。

那么，究竟CAI為何有如此魔力能超越我們沿襲已久的傳統課堂教學呢？下面我們就此問題作一個初步的探討。

第一、從教育心理學角度看，運用 CAI手段對提高課堂教學質量肯定大有裨益。

教育心理學研究表明：人獲取的外界信息中，83％來自視覺，11％來自聽覺，3.5%來自嗅覺，1.5％來自觸覺，1％來自味覺，顯然增加視覺、聽覺信息量是多獲取信息最可取的方法。而CAI教學手段以其豐富的色、聲、圖、文以及動感、技巧，生動直觀地、科學準確地傳遞大量信息，恰恰在視覺、聽覺效果方面有其獨特的優勢。這樣，CAI教學手段有利于學生在課堂上獲取物理知識，必然能提高教學質量。

第二、從實際應用分析，運用CAI教學可以大大提高教學質量。

理論上，CAI教學可以提高教學質量，但實際上如何呢？必須通過實踐加以驗證。近兩年，我在物理教學中嘗試充分運用CAI教學手段，以論證其作用的真實性。結果，從多方面表明，CAI教學確有不可比擬的效果。

1．CAI教學能激發學生學習興趣，提高教學質量 我們知道，動態的事物比靜態的事物更能引起學生的注意，更能調動學生的興趣，從而激發學生的學習興趣。CAI為教學創設一個生動有趣的教學情境，化無聲為有聲，化靜為動，激發了學生的學習興趣，提高了學生的學習積極性。傳統教學中，學生面向靜態呆板的課本和板書，難免枯燥乏味。計算機多媒體教學克服了這一缺陷，靜止的物體可以按指定的軌跡運動，靜態的圖可以像動畫一樣移動，可以像流水般呈現一幅幅變幻的圖象，色彩可以變化，速度可以控制。例如：在教“并聯電路”時，我采用改變逐漸改變電路連線顏色的動畫方式展示電流的流動方向與流動過程，讓學生在視覺上對抽象的知識有直觀認識，進而理解了電路并聯這一比較抽象的概念。學生在動畫的刺激下，始終保持著濃厚的學習興趣，極大地調動了學生的學習積極性，收到了良好的效果。

2．CAI教學能將難點簡單化，提高教學質量

我們不少物理教師也常采用CAI教學手段進行物理教學，把難以用傳統教學表達的重點、難點利用CAI教學手段，或制作相應的動畫、或模擬實驗現象、或人為控制模擬實驗過程，讓抽象、現有實驗設備難以完成的物理現象呈現在學生面前，使學生如見其人、如聞其聲、如臨其境，從而將難點簡單化。如我考慮到以往講“波的干涉”一課時，學生對干涉現象的產生較難理解，我先將兩列連續的相向的波疊加的模擬過程展示給學生看，再將波的干涉示意圖用動畫的形式展示給學生看，學生觀察到兩列波向外傳播時，各點的疊加規律，從而進一步理解“穩定的互相間隔的振動最強的區域和振動最弱的區域”這一知識點，大大提高了教學質量。

3．CAI教學能提高教學效率，提高教學質量

40分種一節課，確實令不少教師覺得時間不夠用，如何提高教學效率，確是一個值得商討的問題。往往，我們的時間經常會浪費在畫圖、抄習題題目上。如果我們在備課時充分利用CAI，將圖象及上課要用的題目事先在電腦中畫好、輸入，甚至將解題步驟、過程在電腦上準備好，以備上課之用。上課時，我們就能節約不小的時間，和用課前的準備時間與電腦的功能，提高堂上的教學效率，亦不失為一項明智之舉。我?quot;透鏡成像作圖法“一課中，事先將各種透鏡的成像作圖法用”幾何畫板“準備好。上課時，我利用動畫依次顯示各光線來代替手工作圖，既增加課堂的趣味性，又節約出更多時間讓學生練習、思考，真正達到”還時于生"的目的，教學質量相應得到提高。

事實上，在教學中善于使用現代化多媒體教學手段進行教學，有利于增強教學的直觀性、生動性和時代性，增加教學容量；有利于學生理解教學內容的科學性、系統性；有利于增加師生交流機會，使教學氛圍更加生動活潑，更好地落實因材施教，提高課堂教學的效率和質量，從而有利于提高學生素質。實踐證明，教學媒體的現代化是實現素質教育的技術基礎和重要環節。第三、從比較實驗結果得出，運用CAI教學成績大大提高了。

筆者也對CAI教學作了比較實驗，我執教的普通班高一(2)班58人，重點班高一(12)班55人；在學習《機械波》一節時，以高一(12)班為實驗班，高一(2)班為對照班，上完這部分內容后進行試驗測試，并對成績進行比較分析，結果如下表：

班 別 人數 期末平均分 試驗測試平均分

實驗班 55 73.6 82.4

對照班 58 62.1 61.16

由于兩個班不是平衡班，只能借助上學期期末考試作比較，從試驗結果看來，利用CAI輔助教學，確實有很大的優勢。在實驗班使用了利用《Flash 4.0》軟件制作的課件。通過對繩波（橫波）的傳播過程、螺旋彈簧（縱波）的傳播過程進行模擬，讓學生觀察，發現兩種波各質點的運動方向與傳播方向進行存在差異，通過對動態動畫的直觀比較，突破以前僅用靜態圖象難以突破的難點，從而對橫波和縱波的概念、特點加深理解，又極大地調動了學生學習的興趣，教學效果好。此實驗說明，運用CAI手段進行數學課堂教學效果是顯著的。

實踐證明，CAI教學具有形象性、多樣性、新穎性、趣味性、直觀性、豐富性等特點，在提高課堂教學質量上具有極大的潛能，是一個對教學具有極大影響力的課題。CAI教學對于深化課堂教學改革，大面積提高教學質量，全面提高學生素質具有相當重要的作用。

參考資料

《中學理科教師科研論文導寫》 李再湘 湖南師范大學出版社