物理论文范例

第一篇：物理论文范例

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

用HRTF进行虚拟声源定位实验

杨飞然（03007116）

（东南大学 信息科学与工程学院,南京 210096）

摘要： 介绍了传统的音频定位理论及存在的缺陷，引出了HRTF的定义，分析了HRTF包含的方位信息，并用我们开发的虚拟听觉空间系统Vasaudio对虚拟声源定位进行了实际测试，最后对测试结果做了分析。关键词： HRTF； ITD； IID；

虚拟声源定位

Virtual Sound Source Position of HRTF

Yang Fei Ran(Department of of Information Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096)Abstract: We introduce the traditional theory of audio position and its limitations first , then we give the definition of HRTF,analyse the position information in HRTF,we also do experiment using Vasaudio system, at last we make a analysis of the experiment result.key words: HRTF;ITD;IID;virtual sound source position 我们日常听到的立体声录音，虽然有左右声道之分，但就整体效果而言，立体声音乐来自听者面前的某个平面。但希望的是一个在虚拟环境中能辨别声源精确位置的声音系统，而当您听到三维虚拟声音时，音乐声是来自围绕您的一个球形中的任何地方，即声音出现在您头的上方、后方或者在您的鼻子前方。我们把在虚拟场景中的能使用户准确地判断出声源精确位置、符合人们在真实境界中听觉方式的声音系统称为三维虚拟声音。

基金项目：国家973计划资助项目（2002CB312102）

作者简介：杨飞然,1982年，男，硕士研究生, afeizaixian@126.com。传统音频定位理论

耳间时间差（ITD）：从声源发出的声音到达人的左耳和右耳时，有一个先后的过程，这段时间差就是耳间时间差。耳间时间差与声音信号的频率有关，是声源角位置，头部半径r和声速c的函数，在人类听觉定位中占有重要位置。

耳间强度差（IID）：由于声音的传播媒质对声波的衰减作用，声音的强度随距离而变化，再加上耳廓和头部的遮挡，最终到达两耳的声音所经过的路径是不同的，使得距离声源近的耳朵听到的声音要强一些，这就是耳间强度差。

在中、低频(f<1.6 kHz)，ITD是定位的主要因素;在中频段(f在1.5-4.0 kHz), ITD和IID共同起作

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

用；而在高频(f>4 kHz), IID起主要作用[1]。

传统的音频定位理论的缺陷：

（1）无法解释单耳条件下的定位机理。

（2）存在锥面模糊现象。ITD和IID对左右方位的定位效果非常明显，但对前后和上下方位存在模糊现象。如图1中同一垂直面内的X和Y到达两耳的路径是对称的，以及同一水平面内的A和B到达两耳的路径也是对称的，这就无法依赖ITD和IID来进行准确定位。

图1 混淆锥示意图 用HRTF进行虚拟声源定位

我们介绍一种更为完备的音频定位模型，这就是HRTF。

与头部关联的传递函数(Head-Related Transfer Function, HRTF)描述了声波从声源到双耳的传输过程。事实上从某一方位的声源发出的声信号在到达听者的耳膜之前经过了复杂的传输过程，声信号与听者的头部、肩部以及躯干，耳廓发生了反射、折射、衍射和散射等声学作用，人体的这些部位对声信号的调制作用可以统一的用一个函数来表示即与头部关联的传递函数HRTF。与之相对应的时域表示称为与头部相关联的冲激响应（Head-Related Impulse Response,HRIR）。

国外很多科研机构和高等院校都进行了HRIR的测量工作，我们在本文中使用的数据来源于加州大学戴维斯分校图像处理和集成计算中心（CIPIC）[2]，HRIR数据长度为200点，采样频率为44.1KHz。2.1 HRTF数据中包含的方位信息

我们在图2画出方位角-45°,仰角0°时的左右耳HRIR波形及对应的频谱图。

图2 方位角-45°,仰角0°时的左右耳HRIR及对应的HRTF

（1）耳间时间差（ITD）：由于声源靠近左耳，从图2可以看出右耳的HRIR比左耳的HRIR有明显的时间延迟，体现了耳间时间差。

（2）耳间强度差（IID）：左耳的HRTF比右耳的HRTF幅度要强一些，体现耳间强度差。

（3）HRTF会出现明显的峰值点和谷值点，有研究表明峰点频率、谷点频率对前后定位起关键作用，且谷点频率是进行定位的主要依据。

（4）HRIR在某些时刻变化剧烈，这是由于耳廓对入射声波的反射作用，左耳的HRIR波形较右耳的HRIR波形起伏变化更为剧烈。在频谱特性上则表现为左耳的HRTF高频分量要充足些。

为了更加突出HRTF中的峰值点和谷值点，人们使用了一些方法对HRTF数据进行处理。文献[3]中对不同频率的HRTF数据加权，来放大原HRTF数据频率间的差异，设H(x)为原HRTF数据，H'(x)为处理后的HRTF数据，则

H'(x)W(x)H(x)

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

权函数

W(x)H(x)maxH(xi)

HRTF反映了人体结构对声音信号的不同响应，因此HRTF有明显的个体差异，人们总是希望使用个性化的HRTF数据进行3D音效的合成，然而对每个人进行HRTF数据的测量是不现实的，有学者建议使用非个性化（non-individualized）的HRTF数据[4]。

2.2 虚拟听觉空间系统Vasaudio 将输入的音频信号分别与指定的方位和距离的左右耳HRTF数据进行卷积，然后通过耳机重发就可以得到具有方位信息的双通道音频信号，如式（1）。基于这个原理我们用VC++编程开发了虚拟听觉空间系统Vasaudio[5]可以实时播放wav格式的音频文件，图3是我们的实现框图。

yL(n)GLx(n)*hL(n)yR(n)G

(1)Rx(n)*hR(n)

式中表示乘法，表示卷积，x(n)表示输入的音频信号，hL(n)和hR(n)分别表示左右耳的HRIR数据，GL和GR分别表示左右耳的增益，yL(n)和yR(n)分别表示馈给耳机的左右声道信号。

图3 虚拟听觉空间系统实现框图 虚拟声源定位测试实验

测试设备为1台计算机、1个高质量声卡、1 幅高质量耳塞式耳机。被测试人员为我们实验室的5名听觉正常的同学。同时我们选择音频测试常用的粉红噪声作为测试音源。测试所用的软件系统为本文前面介绍的VasAudio。

我们实验的目的有两个：一是通过测试比较HRTF的个体化差异，二是我们希望找出几套对大多数人都相对比较适合的HRTF数据，已备我们以后的实验使用。3.1 测试数据

为了比较HRTF数据的个体差异，我们使用了12套数据进行测量，分别为

（1）CIPIC数据库提供的数据：hrir_final_003, hrir_final_162，hrir_final_163, hrir_final_165；

（2）做回归分析得到的数据：hrir_final_h_003, hrir_final_h_162，hrir_final_h_163, hrir_final_h_165；

（3）在时域做平均得到的数据：hrir_final_avg；（4）用PCA分析综合出来的数据：hrir_final_large_6, hrir_final_middle_6, hrir_final_small_6。3.2 测试步骤和结果

为减小辨别难度，只对水平面和中垂面上的角度进行定位测试，其中方位角是15°的倍数，角度从－180°到180°，共有24个方位。垂直方位角为90°（正上方）、60°、30°、0°、－45°共有5个方位。

（1）水平方位角具体测试步骤：

步骤1：先给测试者听分布在前、后、左、右四个方向的声音信号，并告知实际方向；

步骤2：然后分别在这四个声源的附近位置选择一个方位，要求听者进行判断，并给出四个声源的位置（要求说出具体的方位角度）；

步骤3：重新随机选择分布在前、后、左、右四个方向的声音信号，重复步骤1，步骤2。

（2）垂直方位角具体测试步骤：

步骤1：对给定的一组数据先给测试者听垂 方位90°、60°、30°、0°、－45°五个方向声

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

音信号；

步骤2：从上述五个方向随机给出一个方向的声音信号，要求听者指出其具体方向角度。重 复该步骤五次直至测完一组数据；

步骤3：重复步骤 1，步骤2，直至测完全部数据。

我们给出了数据标号为hrir_final_162和hrir_final_163的测试结果散点图，见图4和图5。

图4 hrir_final_162测试结果散点图

图5 hrir_final_163测试结果散点图

我们给出水平方位最终的测试统计结果，见表1。

同时我们给出垂直方位最终的测试统计结果，见表2。

表1水平方位测试结果统计表

表2 垂直方位测试结果统计表

3.3 测试结果分析

（1）HRTF数据包含了大量的方位信息，用HRTF对声源进行定位可以提高定位的准确性，克服传统定位理论的不足。我们在测试中使用的HRTF数据是非个性化的，因此HRTF数据并不一定对每个人都是适合的，这是造成错误率较高的一个原因，另外测试中只有被测试者认定的方位和我们实际使用的方位完全一致时，我们才认为辨别正确，对试验结果的要求有些苛刻（实际上5°到20°的偏差是允许的），这是造成错误率较高的另一个

2011大学生物理论文及物理科技制作竞赛

原因。

（2）测试中发现被测试者对标号为hrir_final_middle_6的HRTF数据的辨别正确率较高，原因可能是5位被测试者的头部和外耳尺寸比较中等，与该数据的外耳参数比较吻合。

（3）测试中发现声源定位的前后颠倒和上下颠倒比较严重。前后颠倒从图5和图6可以很明显的看出。垂直方位的测试结果尤为不好，如倾听者1号在使用标号为hrir_final_165和hrir_final_h_003的HRTF数据处理过的音频信号进行垂直方位的辨别时，5个方位完全辨别错误，其他被测试者也有这样的问题。

（4）用耳机重放时存在“头中定位效应”，倾听者感到声像分布在人头内部，这也影响了定位的准确性。有文献[6]指出，增加混响可以加强声像的立体感和深度感，从而改善定位效果，这也是音频定位、多媒体和虚拟现实发展的趋势。

nonindividualized head-related transfer functions[J], J.Acoust.Soc.Am, ,July ,1993, 94(1):111-123.[5] 王生九.虚拟听觉空间和虚拟环绕声技术的研究及其DSP实现[D].东南大学硕士学位论文，2006.3.[6] 张承云，谢菠荪，谢志文.立体声耳机重发中头中定位效应的消除[J].电声技术，2000, 8: 4-6.4.结束语

HRTF包含了大量的方位信息，用HRTF进行虚拟声源定位是当前研究的热点，已经有很多相关成熟的产品和系统出现。本文介绍了HRTF包含的方位信息和个体差异，并用我们开发的Vasaudio系统进行了虚拟声源定位的实际测试。测试结果表明用非个性化HRTF进行定位存在一些问题，如辨别错误率较高，声像的前后混淆和上下混淆比较严重，头中定位效应等，我们的工作仅是初步的，还要采取其他措施来提高虚拟声源定位的准确性。

参考文献：

[1] 钟小丽，谢菠荪.头相关传输函数的研究进展(一)[J].立体声与环绕声,2004,12:44-48.[2] Algazi V.R., Duda R.O., Thompson D.M., Avendano C..The CIPIC HRTF database[C].Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics, 2001 IEEE Workshop on the 21-24 Oct,2001, Page(s): 99-102.[3] 赵自力，黄成伟，高宏，李庆祥.HRTF在虚拟3D立体声中的应用及实验[J].清华大学学报(自然科学版)，2001,41(11):74－76.[4] Elizabeth M.Wenzel, Marianne Arruda, Doris J.Kistler, and Frederic L.Wightman.Localization

using

第二篇：材料物理论文

物理学的应用--高新纳米

摘要：作为物理学中的一个分支，高新材料是一个多品种的产业，它以各种方式在迅速增长。目前，估计世界时已有50多万种材料，8000多万个化合物，并正在以每年25万的速度增加。材料又是一个很大的产业，新材料在新兴技术中的产值也居首位。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。

关键词：纳米材料 超高强度钢 形状记忆合金 开发 发展前景 引言: 新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样，新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套，目前，一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域：电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。现在的纳米科学和技术,就是在纳米材料和技术研究的基础上发展起来的。

晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。自1991年Ionia首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的

性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元,纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。

纳米材料已经在一些领域得到实际应用,但在大多数领域,目前纳米材料仍处于开发阶段。对纳米材料进行研究的最终目的,就是要将纳米材料实用化,应该说其前景是广阔的。纳米材料的用途很广，主要用途有：医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。

电子计算机和电子工业 可以从阅读硬盘上读卡机以及存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为“掌上电脑”。环境保护 环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对这些制剂进行过滤，从而消除污染。纺织工业 在合成纤维树脂中添加纳米SiO2、纳米ZnO、纳米SiO2复配粉体材料，经抽丝、织布，可制成杀菌、防霉、除臭和抗紫外线辐射的内衣和服装，可用于制造抗菌内衣、用品，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。机械工业采用纳米材料技术对机械关键

零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。

空气质量与工业废水处理已成为城市的一个生活生存质量标志。纳米材料由于其特有的表面吸附特性, 使其在净化空气与工业废水处理方面有着很大的发展前景。

纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。参考文献：

[1]张立德,纳米材料研究简介[J].物理教学,2001

[2]张立德,纳米材料与纳米结构[J].北京:化学工业出版社,2000.[3]张登松,施利毅,纳米材料制备的若干新进展[J].化学工业与工程技术,2003, [4]邵刚勤，魏明坤，等.超细晶粒WC硬质合金研制动态[J].武汉理工业大学学报，1999，21（6）

第三篇：物理论文

谈多媒体技术在初中物理课堂教学改革中的应用

物理课堂教学是一个富有逻辑性的教学过程，教师与学生在不断的交流中获得进步。多媒体技术是当代教育发展有效的促进工具，代表着教育变革的方向。物理教学的发展逐渐与多媒体技术联合在一起，形成了高效的多媒体物理教学模式由于物理教学形式的不同，多媒体技术在物理教学中的应用有得有失。在新课程的改革中，多媒体条件下的物理教学具有广泛性、实效性。多媒体技术演示实验探究性实验二十一世纪是信息化的时代，人们在虚幻的空间中寻找自己，多媒体信息技术已经成为人类生活的一部分。多媒体信息技术的发展正改变着人们的生活方式。教育是一种社会责任，教育促进了人类文明发展。教育的方方面面都会受到社会发展的影响。当教育和信息技术联系起来，物理课堂传递着物理知识，物理课堂教学经过长期的发展，逐渐形成了专业性的教学模式。物理课堂教学最有效模式是以学生自主学习为主，教师演示引导为辅，课后巩固为补充。相继经历了传统的教学方式；改革性的以演示实验为主题的教学尝试；应用多媒体的开放性的以实验探究为主题的教学改革，最后发展成为借助多媒体技术，灵活实用的实验探究型教学模式。物理教学的每一次变革，都是物理教学认知水平的一次提升，都是物理教学认识的升华。物理教学过程中，博学多才的教师与追求真知的学生密切配合，物理的教学不断进步，学生自主学习的能力不断提升。

传统的物理教学方式比较单调，教师在课堂上拥有绝对的权威，学生没有任何的发言权。教师在讲台上慷慨激昂地讲述，学生在座位上小心翼翼地听着，手中，一步步将知识塞给学生，通过“题海战术”取得一定的成绩。学生是解题的能手，模仿的高手，但是在知识的社会应用中，却成为知识的“傻子”，不能精确有效地解释生活中的物理现象。传统的教育方式严重的影响了学生的身心发展，忽视了学生自主学习的能力，摧残了学生的心理健康。物理知识只存在于课本中，课本外浑然不知有物理。例如：学生熟练地记住水的比热容比沙子、泥土的比热容大，但是不能有效解释沙漠地区昼夜温差很大，沿海地区昼夜温差小的生活现象。学生把物理的学习完全作为一种学习，忽略了物理是来源于生活，最终应用于生活的本质。传统教学着重培养了学生的忍耐力，提升学生的定力，学生的课堂纪律性好，但不适应社会的发展，不适合新教学发式的转变。多媒体技术在传统的物理教学中的应用基本表现有以下几种情况。教师用word、PPT等手段制作了简单的物理知识框架，配备大量的例题、习题。教师省掉了板书知识框架和抄例题、习题的时间，教师的教学进度加快了，讲述的题目更多了，学生抄的知识点更多了，这是一种“包袱”式的多媒体技术在物理教学中的应用，学生毫无讨论交流的机会，受到了更加严厉的“迫害”。2013、11、5徐庆权

第四篇：物理论文

初中物理教学随感

我是前年从高中下来的一名物理老师。在上高中物理课时我们主要是以讲为主，课容量大，一节课下来我们都是至少讲上两黑板，从而练就了我写字快，说话快的毛病。刚一接触初中生时，我上课也是滔滔不绝，不乏当年的干练。我觉得讲的到位了，可课下学生还是问课上讲的内容，是不是说话太快了，学生没注意到？我开始思考。

学校领导来听课，我讲的是《运动的描述》的参照物，我举了好多的例子一个一个去讲解，后让学生练，课讲的自我感觉良好，这些题学生肯定会做，结果并不像我想的那样，学生会的不多，给他们的感觉是特别的乱。课下，领导把我批评的一无是处。说：“累了自己也累了学生，好好反思反思吧。”当时我就哭了。晚上，我躺在床上辗转难眠。我感到自己什么也不会了，这十年白教了。再仔细想一想领导的话，是呀，为什么非把自己搞的那么累呢？现在的课堂老师已经不是主体了，学生是主体，应该让学生动起来，让他们自己去学，老师主要是引导学生不要让他们想的太偏了。那也就是课上老师显得轻松，课下老师着实得下一番苦工，要把学生想到的一切可能出现的情况和提出的问题想到。我讲的那些个现实中的例子让学生自己提出来，自己去分析，自己得出结论来，那他们一定会讨论的热火滔天，个个会集中精神，而且，他们自己总结出的东西记得也牢固。那行不行呢？那我的学生对学物理持什么样的态度呢？他们到底喜欢什么样的课堂和怎样的老师呢？

通过一段时间的调查我发现，刚上初二的学生对物理还是感兴趣的。它是一门新的学科，都有想去了解新鲜事物的冲动，这就是对物理有了学习的兴趣。但我们老师要注意，仅仅激发了学习兴趣是不够的，我们还要保护、维持这种学习兴趣，为此，我们老师还要控制教学难度，让学生获得学习成功的愉悦感。

过了一段时间，学生又提出：虽然老师上课声音洪亮，但语言方面 不太吸引人，上课还是有想睡觉的感觉。我想了想发现：是呀，课上我物理术语说的太多了，虽然有时用我们这的土语说出来解释，也没多大意思。那如何才能做到课上用幽默风趣的语言来表达，达到活跃课堂气氛，让学生在轻松愉快的氛围中学习，收到事半功倍的效果呢？后来学校的一位领导告诉我们：读书，有助于提高教师的教育情怀，能够使教师不断增长职业智慧：读书，有助于提高教师的专业能力；读书，可以开阔教师的眼界，提升教师做人的境界、做教育的境界。我知道冰冻一尺非一日之寒，要想做到上课语言风趣幽默也并非一朝一夕，从那以后我经常去图书馆借书，看书。慢慢的，我发现学生上我的课很轻松，课下也有与我说笑的了。他们说我课上是“严师”，课下是姐姐。

我这是处于乡村的一所初中，学校的教学仪器太过老化，而对于物理又是一门实验科学，对于我的学生，他们说以前的老师只是课上说实验，照本宣科，没多大意思。对实验的要求，我翻阅了11年版的课程标准强调物理教学应该进行优化，更好的培养学生的实验能力，促进物理实验教学的发展，能做的实验一定要让学生做，不能做的实验最好让学生们看网络上的视频实验。能利用身边的物品完成的实验，就利用身边的物品做实验。所以在课上我在矿泉水瓶不同高度的地方扎几个眼，来演示液体压强和高度的关系；用一支铅笔让学生感受压力的大小与受力面积大小的关系；用两张较轻的纸片演示流体压强和流速的关系等，这样的教学使我的学生很

容易在课外重复、模仿、拓展课堂实验的内容，也可以让他们研究他们所感兴趣的新问题，这也是我们实验教学的本质目的。也加强了物理教学与实际的联系。再比如我在讲《质量》时，我先让学生估测铅笔盒里的一些小物品的质量，在用天平进行实测对比，再让学生估测一些小食品的质量，再让学生与包装上的标称值进行对比。经过一段时间的实践我的学生对我上的课感兴趣了，不困了。

我发现，作为老师上课的模式也不能千篇一律，都是一个模子。例如，现在的学校大多推崇导学案的教学模式，这种模式 的导学案，即指导学生学习的方案。“导”是指导、引导；“学”是以学生为出发点和归宿点的自主学习；“案”是一种方案、一种设计，不是知识、题目的简单堆积。

导学案主要包括让学生在课下自主学习的设计，在课上合作探究的内容，以及课后作业。主要体现形式是引导性的问题、层次化的试题、知识的提纲和表演活动的准备等。编排顺序要与教师设计的课堂教学活动一致。但如果每科都实行这种模式，无疑是增加了学生学习的负担，每科都要课下的时候学生自己去学习去设计，老师们算一算学生在学校的时间大约是8到9个小时，回到家还要做作业大约得一个小时到两个小时之间，他们哪有那么多时间每科都去自主学习呢？如果是寄宿制的学校呢？这无疑是给学生增加了负担，与国家推出的减负不符呀。但如果隔一段时间来这么一次那也是很好的，学生的学习情趣会被提上去，他们会认为自己是学习的主人。这种导学案模式其实就是我们所说的“先学后教”，如果我们能做到纪秀卿老师的“先学后教，超前断后”（“断后”就是不再留课后作业），那我们就做到了“授人与渔”的名师了。但做到这一点是非常不容易的，不论是哪一科首先都要教会学生“裸读”的自学体系，“裸读”就是让学生自

由预习，自我确立学习目标、完成目标，并要求学生在课本上留下自学的笔记，也就是学习目标，把自己的方法或想法、问题或困惑都要简明扼要的记在书本上。拿我的经验来说对初二的学生来说这种习惯的养成大约需要一个月到两个月的时间，我们这样做的目的是要把学生的学习能力从一个发展阶段推向另一个发展阶段，最终才能实现“教是真正为了不教”的教育真谛。但是，再好的教学方法一旦它脱离了正确的教育思想，就可能会异化成驯兽是的教育工具。

在我们农村的中学中，由于学习习惯不良、学习方法不当、缺乏克服学习困难的意志品质以及长期学习困难所造成的学习兴趣锐减甚至厌学情绪的膨胀等诸多方面的原因，造成相当数量的学生成为学习困难学生，但也有学习好的学生，层次感较强，两级分化特别的严重。针对这一情况，我就分层次教学，分类指导。改变过去“一刀切”的做法，对差生采用低起点，先慢后快，由浅入深，循序渐进的办法，把教材的训练目标分解成有梯度的连贯的几个分目标，允许差生根据自己的实际情况，一步或几步逐步达到标准的要求；对优生则允许他们超大纲、超进度学习。上课时让没有底子的学生回答概念、公式等基本内容，回答正确要及时鼓励；对稍强一点的学生提问带入公式就能解决的问题，回答正确也要进行鼓励；对于中等生就要提问稍有难度，拐一点弯的问题，回答正确就得表扬，回答不正确就要及时点拨，让其回答出来增加他们的自豪感和优胜感；对于好学生我们让他们自学更有难度的内容，不能不鼓励也不能一味的鼓励。好学生应体现在课外作业要与差生有所不同，这个度我很难把握，我还在摸索当中。但我觉得这样我们就能解决“吃不饱和吃不了”的难题。总之，对所有的学生我们就应该一视同仁，要用真心去爱我们的学生，要知道教育=爱+责

任，没有了爱的教育=折磨一群学生+折磨自己，要知道爱学生就是爱自己。因为教师就是一名木匠，一名雕塑家，在雕塑家的眼里，万物都是宝，别人看不上的东西，经过雕塑家的手，便有了价值和生命，甚至成为稀世珍宝。如果学生遇到的每位教师都具有雕塑家的慧眼和因材施教的方法，那么所有的学生都能得到更好的发展，做最好的自己。

总之，教学有法，教无定法，我们要想方设法让学生喜欢上物理课，在课上轻松开口，创造一个民主、和谐、宽容、温暖的班级气氛，建立融洽平等的师生关系，使学生有良好的学习心境和积极的学习情绪，这样学生才可以学到知识。将来为祖国的建设做出他们应有的贡献，少年强则国强，少年弱则国弱。我们担负的任务很重，为了孩子们，为了我们的国家我们就要上好每节课，加强自身修养。让学生做到好学、乐学。

第五篇：物理论文

将多媒体运用到物理课程教学中

内容摘要：信息化是二十一世纪的标志，是当今世界经济和社会发展的大趋势，以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术已成为拓展人类思维的创造性工具。信息技术与物理课程教学的整合能鞭策我们教师去进一步完善课堂教学，使教学过程更具有科学性，帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间，吸引学生的注意力，使学生在课堂上接受和掌握更多的知识，提高物理课堂教学的效率。

关键词：信息化、创造性工具、科学性、掌握时间、完善课堂、提高效率

正 文：

近年来，计算机辅助教学工作在全国教育战线上逐渐深入，但大多以“观摩课”的形式开展，只是教育教学中的一个点缀而已，信息技术并没有真正与学科教学“融合”在一起。究其主要原因是在进行计算机辅助教学的过程中，没有合适的应用软件和操作平台，需要教师自己研制开发课件，而开发课件需要花费大量的时间和精力，有时候为了上好一节公开课，甚至要做数十小时的准备。鉴于此很多教师都反映计算机辅助教学是一项投入多（时间，人力，经费）、产出少的工作，基本上适应不了日常教学。在这种情况下，信息技术与学科课程整合在计算机辅助教学（简称CAI）的条件上日趋成熟发展起来。物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助，模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。

信息技术作为一项教学工具（Learn from IT），能够把各种技术手段完美地融合到课程之中，就像教师在上课时使用黑板和粉笔一样，届时计算机演变成为真正的教学工具，教师最主要的任务不再是开发软件，而是如何应用现有的软件把计算机的优势发挥出来，进行学科教学。本文就多媒体技术与物理课程教学的整合，结合自己物理教学的实践谈谈以下几点看法。

一、“课件”向“积件”思路发展，探讨物理学科整合新方法

在计算机辅助物理教学这个领域里面，市场上已有相当数量的物理教学软件可供购买，但能够真正适用于教学的软件却不多，教师自制课件的水平又不高，容易造成“低水平重复”的现象。在此阶段上，寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子──积件思路应运而生。其指导思想是：“课件”向“积件”发展，工具型、资料型、开放型的教学平台已成为计算机辅助教学软件的发展方向，它包括带有学科特色的平台和多媒体资料库。教师稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作课件，紧密配合自己的教学过程、为课堂教学所用，在真正意义上，实现计算机辅助教学„„

例如在物理学科平台方面：《CSC电子备课系统》初中物理版、天翼全景多媒体教学软件高中物理版都是面向教师设计的新一代大型集成化多媒体辅助教学软件，集众多教育专家和优秀教师的科研成果及教学经验于一体，为教师提高教学质量、探索新的教学模式和方法提供了丰富的资料和必要的教学手段；又如《青鸟师友多媒体课件开发平台》，是一个基于Windows操作系统，集声音、图形、图像、文字于一体的多媒体课件开发工具；再如几何教学平台的“几何画板”不仅适用于几何教学，而且也适用于物理教学中的力学课程，它界面简单、容易学习、直观好用，因此这样的软件很受老师的欢迎。以上四个多媒体计算机辅助教学软件开发平台，就很好的体现了“积件”思想。

在多媒体资源处理方面，物理作为一门信息技术邻近学科，物理教师应该成为信息技术与学科整合的先行者。如今许多物理教师都在Internet 上建立了自己专门的网站，并把以网页浏览的形式制作的CAI课件、教案、论文等放在该网站中，同时还可以把其它网站已有的课件通过Internet 的超级链接功能揉合到自己的CAI课件里，以“搭积木”的形式，把在教学实践过程中制作的每一个课件链接起来，通过长时间教学的积累，逐步建立一个完整的教学课件体系。反之，其它教师也可通过网络共享自己的CAI课件，克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点，提高了课件资源的利用率，充实了网上物理学科资料库，形成网上物理学科联盟，实行资源共享。此外，教师和学生可以在任何时间、任何有网络终端的地点，通过Internet 网络来访问这些网站，进行物理教学的探讨和巩固性学习。

因此，运用“积件”思想，走素材资源库和制作平台相结合的新思路，是软件开发和应用走出目前困境的有效途径。学科教师应根据教学实际，运用“积件”思想，充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件，以及相关的CD、VCD资源，从中选取适合教学需要的内容来制作自己的课件，从而适应不同教学情境的需要，彻底改变教学软件在设计、开发和使用上的相互割裂的局面，使CAI在课堂上的运用走出低谷，朝着信息技术与物理学科整合这一更为广阔的方向发展。

二、电脑模拟，发挥物理演示实验、虚拟实验室的功能

1、信息技术与物理实验教学整合，发挥演示实验作用

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助，模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。

如本人在做凸透镜成像规律实验时，先用常规仪器按传统实验方法进行演示，由于常规实验仪器的限制蜡烛在光屏上所形成的像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显，致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解，并产生迷惑。此时我改为采用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验，演示物距从无穷远至小于焦距的整个实验过程中物距、像距和像的变化的情况，整个模拟实验过程流畅、直观、明了，从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识。由此可知通过信息技术与物理实验整合，可以突破常规实验仪器的局限性，所以我们应当充分发挥信息技术的特长，对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助，成为常规实验的补充，并把两者结合起来，使实验教学上升到一个新的层次，从而有助于学生发现规律、获得知识，提高学生的科学文化素质和实验技能水平。

2、在网络技术环境支持下，发挥学生自主探讨性实验作用 在传统物理实验室，一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失，有许多实验室规章制度，对学生诸多限制；另一方面由于实验环境和实验条件的限制，实验结果往往和物理理论不一致，甚至出现相反的数据，这一切无不暴露出了传统实验室的弊端。

让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作，以自主模拟实验为基础进行多媒体教学，则可以解决这一难题。如笔者在上传统电学实验课时，通常会告诉学生，电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程，电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作，这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维，而有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，最终损坏了仪器。然而，须知这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下，倡导学生自主探讨性实验，既可保护仪器又能培养学生的创新能力，并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。如本人曾在网络环境下采用“仿真物理实验室”虚拟电学实验室软件（在线版网络软件），实现网络与物理学科教学的整合。学生在网络技术环境进行多媒体实验操作，通过网上人机对话，学生可以一边操作一边在网上畅游，获取新知识，或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题，就可以通过网络从其他同学那里获取相关信息，进行讨论，让学生自主学习，并自主观察模拟实验，从而掌握学习成果和学习方法。

这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境，使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合，能够培养学生自主模拟实验、观察实验，并归纳、总结，抽象成所需知识的能力，从而学会学习，使学生主动地获取物理知识，发展能力，并促使他们建立科学的世界观。

三、充分利用网络资源，增进教学效果

进入网络时代后，网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库，网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点，例如：中国中小学教育教学网教育资源库物理学科、广东教育资源网资源中心物理学科、中国物理教育网等可谓是一间完整的中小学数字资源库，它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源，且处于动态的更新之中。通过下载这些优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工就能设计出适合自己风格的课件来。本人在进行初二第十二章第一节浮力教学时，须向学生解释浮力产生的原因。我先设想一个立方体浸没在水中，它的6个表面都受到水的压力，它的左右两侧面、前后两侧面，受到的压力都是大小相等、方向相反，互相平衡，只有上下两面由于深度不同，受到的压强大小不同，压力也因而不相等。浮力的产生是由下表面受到水的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差，但如果使用语言和文字向学生讲授向上和向下压力差时，学生理解起来比较抽象，难懂，对整个过程反映比较茫然。所以我通过在中国中小学教育教学网物理学科课件库网站下载相关课件解决这一难题。该课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等，小木块保持不动，但加载上、下表面压强、压力时，小木块慢慢向上移动，同时超级链接浮力大小的推导公式录相。活泼的动画效果、直观的图形，快速有效地激发了学生的学习兴趣，收到了良好的教学效果，学生很轻易就攻破这一难点，同时为讲授下一节阿基米德原理做好理论基础，而这一切都是传统教学很难做得到的。总之，让学生在生动、形象的环境中进行学习，由此达到事半功倍的作用，也就能很好地提高课堂教学效果。

信息技术作为最先进的教学媒体与物理学科整合，不但深化了物理学科教学、加大了学科信息容量，而且提高了课堂四十五分钟的教学效率。

四、扩大信息来源，提高教学水平

1、了解物理学科发展时事形势、把握教学动态：

我们通过Internet在官方权威网站上查看有关物理发展动态，可以做到在时事政策上紧跟形势，在物理学科教学时作出及时调整。物理作为一门理科学科，大量的习题是必要的，但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点，这对于学生习题更新、掌握中考的习题形势是不利的。为了克服这一缺点，我们可以充分利用Internet这一信息资源，从网络如中国中小学教育教学网上的物理试题中心、中国园丁网试题集锦栏目和其他一些重点中学网站试题库上下载最新的试卷、搜集物理相关试题，用来给学生作为测试题和平时练习。实际情况证明：这些题目题型新颖、信息准确，对于启发学生的思维，开阔学生的视野有着很大的帮助。

2、增进学习交流、提高教学水平网络的交互性给物理教师互相学习交流提供了机会。教师可以一方面利用电子邮件与有关专家进行交流，学习前沿的理论知识，获取名教师的经典教案；另一方面还可以参与网上的教师继续教育和参与一系列教育门户网站的教育论坛，如在中国名师教育网我们可以与重点学校的名师专家探讨物理教育应培养怎样的人才，在中国园丁网、中国物理教育网的教育论坛我们可以与各地的同行探讨物理教学中遇到的问题以及对物理教学改革的看法，通过网上学习交流，实现资源共享，达到提高教学水平的目的。

我们通过信息技术与物理课程教学的整合，激发了学生对物理学科的学习兴趣，课堂上参与意识很强，对知识的理解掌握程度较理想，尤其是实验教学，学生的实验理解能力、动手能力均取得了长足的进步。

随着信息技术和物理学科教学整合的发展，将信息技术引进教育领域将给学生、教师、学校带来一个新的教学模式和新的契机，但同时也应看到，信息技术和物理教学整合是一个新兴事物，还有许多问题需要我们去研究、探索。在探究活动中我们应该很好地利用信息激发学生的求知欲望，点燃学生的思维火花，同时培养学生提出问题、解决问题的能力，以及他们对社会的责任感，并从中获得学习上的独立和探究中的成功感，丰富学生成功的体验，使他们在学习、生活中对自我价值得到体认。但我们确信信息技术在和学科教学中整合中将大有作为。

参考文献：

1、徐平：《积件在计算机辅助教学中的地位和作用》，《中国电化教育》，1998年第7期

2、章剑卫：《基于课程整合的新型信息技术课程模式》，《浙江教学研究》

3、《课堂教学论》 袁金华 江苏教育出版社