利用多媒体优化物理演示实验的几种简单方法张三李四王五（黑龙江科技学院数力系，黑龙江哈尔滨150027）摘要：利用多媒体的标准配置：计算机、摄像头、麦克风对部分物理演示实验进行了优化，解决了部分演示实验中存在的能见度低、直观性不强等缺点，大大提高演示实验的水平，取得了较好的教学效果。关键词：多媒体；优化；演示实验中图分类号：G420;O4-33文献标识码：A文章编号：1多媒体教学特点多媒体教学系统是以计算机为核心,联结并运用文字、声音、图形、影像、动画等手段,以激发学生的学习兴趣和提供一个生动的学习环境[1]。多媒体电教室一般配备有多媒体计算机、大尺寸屏幕、摄像头、麦克风等标准设备。因此在演示实验教学时可以很方便地利用多媒体的声、光、电综合技术对物理演示实验现象进行机械放大、光放大、电放大，增加可见度，放大实验过程[2]。2演示实验教学现状演示实验教学一般由教师单独演示，或是少数同学参与表演，而大多数学生观察。如果学生少，教室小，传统的物理演示实验也能够取得较好教学效果。但随着高校扩招，学生数量激增，一般高校的大学物理课程都采用合班授课模式，少则4-5个班级，多则6-8个班级一起在阶梯教室上课。此时由于部分演示现象能见度低，直观性不强以及受实验环境等的限制，一些实验在课堂上进行演示时效果就不尽人意了：教室后面的同学根本看不清或听不见。鉴于以上原因，多数教师会减少课堂演示时间，使本己少得可怜的课堂实践环节更加薄弱。物理课的学习变成了单纯从课堂到课本，纸上谈兵，使实验性极强且对提高学生分析、解决实际问题有极大帮助的大学物理课程变成了实用性较差的、抽象的纯理论假设课程[3]。本文利用多媒体的计算机、摄像头、麦克风，大屏幕借助功能软件，对部分演示实验进行了优化，解决了部分演示实验中存在的能见度低、直观性不强等缺点，大大提高演示实验的水平，取得了较好的教学效果。3优化方法3.1利用功能软件将抽象变直观进行优化多媒体技术的核心是计算机，将传感器与计算机接口连接，来采集、处理数据，并用多媒体等先进技术来显示实验结果，无疑会大大提高演示实验的水平[4]。例如在演示“拍”现象时常用两个带有共鸣音箱、频率相同的音叉。该演示仪器经济、轻便、现象明显，但也有不足：首先学生不能直观看到各分振动及合振动实时图像，也想象不出拍音是怎样叠加而形成的；其次是拍音太小，在一个大的课堂里，坐在中后排的同学几乎听不到拍音；再次是音叉振动衰减很快，拍音持续时间短，不利于观察。针对上述问题，笔者利用多媒体计算机结合功能软件形成虚拟仪器，借助于多媒体的麦克风、大屏幕和音箱来演示拍现象，产生非常好的教学效果。首先利用虚拟仪器的声卡双踪信号发生器产生简谐正弦音频信号，设定频率为。将音频信号接到音箱上，此时音箱相当于一个音叉，就能听见持续的、声强稳定的、单一频率的声波。利用麦克风对声波信号进行采集，输入到计算机中，在示波器窗口观看该声波波形，并将该波形投到大屏幕上（见图1）。通过这样演示教室里所有的学生既能清楚听到该声波，同时也能看见该波动的实时图样。演示同时利用windows操作系统里的录音机对声波信号录音，最长可录1分钟，保存为音频信号1备用。利用相同方法，获得音频信号2，设定的频率为，见图2。图1频率1990Hz振动曲线图2频率2000Hz振动曲线然后利用暴风影音同时播放音频信号1和2，就获得两个振动方向相同（一只喇叭同时发出音频信号1和2），振幅相同（音量相同）而频率稍有不同的音频信号，叠加有“拍”现象发生。同时在示波器窗口显示拍的振动图像（见图3）。用光标读数器得到拍的周期，计算拍频率为，而，两者略有差别，属读数误差。图3拍振动图样3.2利用摄像头光学放大进行优化摄像头又称为电脑相机，是一种视频输入设备。目前主流摄像头都采用USB接口，即插即用，无需驱动，不需调焦，清晰度高，且一般都集成了麦克风功能。对于一些能见度低或不便观察的演示实验，可利用摄像头将演示现象投到大屏幕上，这样便于学生观察。例如在演示弦线驻波时，通常由于弦线色彩较暗，外加多媒体授课时室内光线偏暗，导致中间偏后的学生看不清楚弦线上波腹和波节，即便添加背景反衬，效果也不理想。为了使实验现象更加明显，在演示时可在弦线上等距串上银白色小珠，然后利用摄像头，将整个装置及实验现象投到大屏幕上，所有学生都可以清楚观察实验现象。将波源频率调低，利用数码摄相机对实验录像，然后利用暴风影音播放软件进行慢镜头再现，这样学生就可清楚观察驻波特点：银白色小珠在各自平衡位置附近振动；相邻波节间各质元（银白色小珠）同步，波节两侧各质元异步。经过这样的演示，无需多说，学生对驻波的了解就一清二楚，已把驻波相关知识深刻的印到学生记忆里。对于其他一些演示实验，像鱼洗、单相旋转磁场等须在仪器正