多媒體技術(shù)與物理實驗教學(xué)的和諧整合之思考

周 宏

（西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，重慶 北碚 400715）

1 引言

隨著多媒體計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和深入普及，運用多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助性實驗教學(xué)，已經(jīng)越來越受到廣大教師的重視.多媒體技術(shù)可以將文本（字）、動畫、聲音、圖像等多種媒體結(jié)合起來表現(xiàn)信息，進(jìn)一步增強信息的真實感、表現(xiàn)力和感染力.運用多媒體技術(shù)展開實驗教學(xué)，其積極作用是多方面的，既可以使一些實驗內(nèi)容更加形象生動、具體直觀，又可以加大課堂教學(xué)容量、節(jié)約時間，還可以促進(jìn)學(xué)生的智能發(fā)展……可是在實際教學(xué)中，由于有些教師誤認(rèn)為在講課時只有使用了多媒體才算現(xiàn)代化的教學(xué)，于是許多教師便一股腦兒把多媒體課件帶進(jìn)了課堂和實驗室.由此便出現(xiàn)了“三代”現(xiàn)象：即課件上所設(shè)定的提問代替了教師的嘴，精美的圖像代替了教師的板畫、板書，動畫的演示代替了學(xué)生的動手操作.此時的黑板便成了課件的陪襯，實驗的器材成了動畫課件的驗證品，師生的眼光都盯著聲色俱全的多媒體課件.同時導(dǎo)致課堂上出現(xiàn)了“三少”現(xiàn)象：即師生之間的眼光交流少了，學(xué)生之間的討論少了，學(xué)生動手操作的機會也少了.對此，筆者談?wù)剬Χ嗝襟w技術(shù)的運用與物理實驗教學(xué)的和諧整合的想法，請同行指正.

2 多媒體技術(shù)的運用與物理實驗教學(xué)和諧整合的必要性

多媒體教學(xué)確實能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和參與熱情，提高教學(xué)效率，但如不注重多媒體技術(shù)的運用與物理實驗教學(xué)和諧整合，不適宜地運用多媒體技術(shù)，只追求華麗的形式，而不顧教學(xué)效果，只顧重視多媒體技術(shù)的開發(fā)而忽視了在課堂教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)氖褂煤鸵鉀Q的問題，使得多媒體成為現(xiàn)代化的“滿電灌”，則對課程實現(xiàn)“三維目標(biāo)”的教學(xué)效果就會產(chǎn)生負(fù)面的影響.

2.1 不適宜地運用多媒體技術(shù)不利于學(xué)生實現(xiàn)“過程與方法”目標(biāo)的培養(yǎng)

物理學(xué)很多知識都是抽象的，無論是力學(xué)的受力分析，還是電學(xué)的電路規(guī)律，經(jīng)過信息技術(shù)的處理，都清楚展示在課堂上.如果不經(jīng)過教師的精心設(shè)計處理，只是讓學(xué)生看和聽，結(jié)論是得出來了，可學(xué)生像看電影一樣，沒有時間和空間思考，不能提出自己的看法和疑問，不能嘗試自己的認(rèn)識過程，這樣不利于科學(xué)學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，還會造成造成學(xué)生的視覺疲勞和思維滯后，從而影響學(xué)習(xí)效果.

2.2 不適宜地運用多媒體技術(shù)會削弱學(xué)生的觀察和思維能力

多媒體在課堂中的應(yīng)用具有內(nèi)容多、信息量大的特點，對物理學(xué)科來說，課件中例題和練習(xí)的準(zhǔn)備，能夠節(jié)約大量的時間，可在較短時間內(nèi)介紹各方面的知識，擴大學(xué)生的知識面，但卻不能全面培養(yǎng)學(xué)生觀察的能力.因為許多材料是經(jīng)過處理加工的，具有片面性，例如：熱學(xué)加熱時間的縮短或延長，電路實物的放大或縮小等.如果只讓學(xué)生看多媒體課件，而不讓他們親自接觸實驗，實際去做一做，摸一摸，試一試，則他們會缺少觀察的過程，很難形成對知識的全面理解.像“連接串聯(lián)和并聯(lián)電路”的實驗，只有讓學(xué)生自己動手連接出符合要求的電路，才能使他們形成對電路的形象認(rèn)識，這種認(rèn)識是無法通過多媒體課件完成的.

2.3 不適宜地運用多媒體技術(shù)會削弱學(xué)生的實際操作能力

在中學(xué)物理實驗課堂中，由于學(xué)校軟件和硬件條件限制，或由于實驗本身難度大，實驗操作時間過長，實驗材料準(zhǔn)備不當(dāng)?shù)仍?，許多教師就采用觀看多媒體課件取代實驗操作的教學(xué)方法.多媒體課件能夠進(jìn)行輔助實驗教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生的實驗操作，但完全取代學(xué)生的實驗操作過程，無疑是削弱了對學(xué)生操作能力的培養(yǎng).因為，學(xué)生的實驗操作能力的形成只有通過實際的操作訓(xùn)練才能獲得.由此可見，多媒體輔助教學(xué)是不可能完全取代現(xiàn)行的物理實驗，多媒體的過度使用，必然會破壞課堂教學(xué)的生成性，會使我們的課堂由“滿堂灌”變成“滿堂看”，它必須和傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)進(jìn)行和諧整合.

3 瞄準(zhǔn)多媒體技術(shù)運用與物理實驗教學(xué)的和諧整合切入點

3.1 利用多媒體能突破時間和空間的限制，彌補課堂實驗的不足

高中階段物理教學(xué)的教學(xué)的內(nèi)容從基本粒子到宇宙天體，有些宏觀的或是微觀的實驗內(nèi)容已經(jīng)不可能在課堂上通過傳統(tǒng)教學(xué)的操作呈現(xiàn)給學(xué)生.在學(xué)習(xí)萬有引力定律和原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識時，常會出現(xiàn)用言語無法準(zhǔn)確表達(dá)，學(xué)生在迷茫狀態(tài)下學(xué)習(xí)的現(xiàn)象，利用多媒體可以突破時間和空間的限制，再現(xiàn)客觀的物理規(guī)律，為學(xué)生提供豐富的感知材料，從而創(chuàng)設(shè)出感性的教學(xué)環(huán)境，達(dá)到教學(xué)過程的最優(yōu)化.例如講述“天體運動”時利用Flash軟件可以把月球繞地球轉(zhuǎn)動，同時地球繞太陽公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)制成課件呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生更容易理解和消化相關(guān)的知識.再如，可以利用FLASH軟件和3DSMAX軟件將人造地球衛(wèi)星運行的物理圖景、盧瑟福a粒子散射實驗的示意模擬、核裂變的模擬以動畫的形式呈現(xiàn)給學(xué)生看，通過多媒體突破時空限制，將其實驗過程動靜結(jié)合，圖文并茂地展現(xiàn)出來，讓學(xué)生超越時空，化抽象為具體，獲得更為形象的感性認(rèn)識，同時感受科學(xué)家探索科學(xué)世界的艱辛，培養(yǎng)學(xué)生不畏艱辛、勇于探索科學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)秀品質(zhì).

3.2 利用多媒體能反復(fù)觀察實驗現(xiàn)象、動態(tài)分析物理現(xiàn)象，認(rèn)清物理變化過程

有些物理實驗由于其持續(xù)的時間較短，如果想讓學(xué)生觀察清楚實驗過程，教師只能一次次地重復(fù)實驗的操作，這樣既費時又費力，而多媒體的運用可以通過模擬實驗，在關(guān)鍵的時候再以慢鏡頭的形式讓實驗過程緩慢地呈現(xiàn)于學(xué)生，這樣也就可以讓學(xué)生反復(fù)觀察、分析.例如在探究“自由落體”運動規(guī)律時，自由落體運動是稍縱即逝的，學(xué)生是難以從瞬變的動態(tài)中得到其變速的具體特征.但可通過FLASH軟件對自由落體運動進(jìn)行模擬，即時地將演示實驗中小球的下落過程進(jìn)行延緩處理，讓學(xué)生初步觀察到“自由落體運動”變速的具體特征，然后進(jìn)一步通過計算機設(shè)定相等時間間隔并獲取相應(yīng)的小球位置，讓學(xué)生讀出背景標(biāo)尺上相應(yīng)的刻度，從而進(jìn)一步地進(jìn)行計算、推論小球的運動規(guī)律.

傳統(tǒng)的教學(xué)手段通常是通過實驗、掛圖等向?qū)W生展示物理事實與物理過程，而平面靜態(tài)圖形難于全面、準(zhǔn)確地顯示出動態(tài)的物理過程，導(dǎo)致物理事實與物理過程的展示受到很大的限制.多媒體技術(shù)可通過動畫、文字等處理方式，在教學(xué)過程中清晰的再現(xiàn)動態(tài)的物理過程，為學(xué)生呈現(xiàn)直觀、逼真的感性材料.再如，新教材中“機械波的形成及傳播過程”知識點的教學(xué)，由于機械波的形成及傳播過程是瞬息即變的，學(xué)生初次學(xué)習(xí)是難以從瞬變的動態(tài)中理解波的成因及規(guī)律的，但用多媒體技術(shù)中的FLASH軟件編制的多媒體軟件，模擬“機械波的形成及傳播過程”的情境，一方面不僅是教師，學(xué)生也能方便的分步、反復(fù)地再現(xiàn)各不同時刻各質(zhì)點的位置，從而領(lǐng)會介質(zhì)中各質(zhì)點是被逐步帶動的，且離波源近的質(zhì)點先振動，離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點后振動，故能形成凹凸（或疏密）相間的機械波.另一方面還能播放動畫，再現(xiàn)機械波的傳播情境，使學(xué)生能多次仔細(xì)觀察與探究，得出機械波傳播過程中的一些規(guī)律.例如：介質(zhì)中的質(zhì)點只能在其平衡位置附近振動，并不隨波遷移；波的傳播方向上，介質(zhì)中各質(zhì)點剛開始振動時的振動方向都是相同的……等規(guī)律.最后教師還可在“波動”的任一瞬間“定格”再現(xiàn)某同一時刻，波傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點的位置，并分析不同時刻波的圖像，從而突破學(xué)習(xí)難點.

3.3 利用多媒體為學(xué)生模擬物理實驗的微觀本質(zhì)

雖說學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入高中階段，但是對于剛接觸的事物的抽象思維能力還是比較弱的，特別是對于物理實驗的微觀本質(zhì)就更是如此.在實際的物理實驗教學(xué)中，教師可以通過多媒體將一些抽象的物理實驗的微觀本質(zhì)形象化，這樣可以激發(fā)學(xué)生的想象，讓他們更好地認(rèn)識事物的本質(zhì).例如利用安培分子電流假說解釋磁化現(xiàn)象和去磁現(xiàn)象時，借助多媒體模擬實驗就可以清楚地說明問題的本質(zhì).又如“楞次定律”教學(xué)的實驗，如配以多媒體模擬，直接模擬外磁場、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場、感應(yīng)電流，從而能更形象、更方便地研究它們的關(guān)系，從而幫助學(xué)生歸納出楞次定律.

3.4 通過多媒體模擬實驗錯誤操作的后果

一些實驗帶有一定的危險性，雖然教師在進(jìn)行實驗之前往往再三叮囑學(xué)生正確的操作，但是學(xué)生由于好奇，認(rèn)識不到操作不當(dāng)引起的后果的嚴(yán)重性，所以實驗教學(xué)事故仍然是不可避免地發(fā)生.根據(jù)這種情況，教師可以利用多媒體模擬實驗錯誤操作的后果，讓學(xué)生認(rèn)識到嚴(yán)重性.例如，電學(xué)實驗教學(xué)中，教師要反復(fù)強調(diào)電流表的接線柱不能接錯、電壓表不能超過量程，電池組不能短路等不允許學(xué)生進(jìn)行的操作，效果并不十分理想.為了讓學(xué)生知道錯誤操作的危害性，采用電學(xué)實驗虛擬實驗室的虛擬實驗?zāi)M錯誤操作的后果：電表燒毀，電池很快發(fā)熱而毀壞，實驗不能正常進(jìn)行，甚至可能引起火災(zāi)或引發(fā)觸電而造成財產(chǎn)和人身傷亡事件.通過多媒體模擬實驗?zāi)M錯誤操作的后果，使學(xué)生領(lǐng)會到正確進(jìn)行實驗操作的重要性.

3.5 利用多媒體能增強實驗的可見度、清晰度

物理教學(xué)中一些實驗器材體積小，或者實驗中現(xiàn)象變化微小，遠(yuǎn)距離的學(xué)生難以看清楚，只能是前面少數(shù)學(xué)生的專利，后面的學(xué)生由于不好意思到前面觀察實驗過程只能呆在后面看看熱鬧，沒有觀察到現(xiàn)象又怎么能喚起學(xué)生的思考呢？我們可以使用展臺和實物投影機進(jìn)行放大處理，增大可見度.例如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器的結(jié)構(gòu)原理及讀數(shù)等.又如在講自感時，利用自感線路板演示實驗時，后面的同學(xué)無法看到燈光亮度慢慢變化的現(xiàn)象，對斷電自感和通電自感的認(rèn)識也就不到位，通過實物投影儀放大在屏幕上，能讓學(xué)生清晰地觀察和分析，增強了學(xué)生的感性認(rèn)識.

3.6 利用多媒體處理圖表和圖像

在物理實驗中要根據(jù)所測的實驗數(shù)據(jù)，用圖解法得出反映物理規(guī)律的解析方程，方程參數(shù)的誤差不僅與所得數(shù)據(jù)的誤差有關(guān)，而且與坐標(biāo)紙的大小、坐標(biāo)比例的選擇以及作圖質(zhì)量等緊密聯(lián)系.如果利用Excel中的插入圖表功能處理實驗數(shù)據(jù)，可以把復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和作圖轉(zhuǎn)化為簡單的計算機操作，這十分有利于物理實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，同時又節(jié)約了數(shù)據(jù)處理和作圖的時間.

4 找準(zhǔn)多媒體技術(shù)的運用與實驗教學(xué)和諧整合平衡點

4.1 應(yīng)給學(xué)生留足思維時間，不搶學(xué)生思考空間

多媒體教學(xué)以其容量大，速度快，易操作、課堂教學(xué)高效率而自豪.然而若畫面的切換太快，沒有充分考慮學(xué)生的思維水平和思維速度，象電視或電影畫面那樣一閃而過，不容學(xué)生細(xì)看和思考，那將極大地影響教學(xué)效果，因此課件教學(xué)中要給學(xué)生留有足夠的思維活動時間，確保學(xué)生理解和掌握相關(guān)的知識內(nèi)容.因此教師在設(shè)計課件時要根據(jù)教材的內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，重點放在問題的引入和重難點的突破，不能一味地追求高密度和大容量，應(yīng)給學(xué)生留足思維時間.

多媒體教學(xué)要注意培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題能力和創(chuàng)新能力.如果在課件中把所有抽象思維、文字語言的理解都用多媒體形象展現(xiàn)出來，實際上是扼殺了學(xué)生邏輯思維能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng).課件應(yīng)是師生雙邊活動中的一種輔助或補充，要充分考慮學(xué)生智力和能力的培養(yǎng)，尤其是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性.

4.2 遵循創(chuàng)造情境原則，注重師生交流的互動

我國的教學(xué)一貫注重“言傳身教”，在使用多媒體時，我們要抓住每一個可以和學(xué)生進(jìn)行交流的瞬間，及時的通過板書、語言描繪、肢體手勢、模型展示、實物演示等傳統(tǒng)做法進(jìn)行師生的情感交流.中學(xué)物理實驗教學(xué)是學(xué)生掌握必要的基礎(chǔ)知識和基本技能的手段這一，應(yīng)用多媒體應(yīng)注重理論聯(lián)系實際，而物理本身是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過讓學(xué)生親手做實驗，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的動手操作能力和觀察思考的能力，遠(yuǎn)比單純讓學(xué)生看動畫要實在得多，深刻得多，即所謂“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”.只有教師和多媒體兩方面的優(yōu)勢都發(fā)揮出來，才能達(dá)到教學(xué)的一種完美結(jié)合.

4.3 遵循輔助性原則，靈活掌控多媒體內(nèi)容

教師的課堂教學(xué)不可能是統(tǒng)一模式，教師要依據(jù)教學(xué)對象的變化不斷改變教學(xué)方法、統(tǒng)籌全局，引導(dǎo)學(xué)生適時開展各種教學(xué)活動，從而充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用.因此課件應(yīng)具備很強的交互功能，教師能及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、程序以達(dá)到最佳教學(xué)效果.加大課堂的引導(dǎo)力度和“掌控性”.在實際的運用中教師還要注意不能將多媒體教學(xué)作為噱頭，造成自己教學(xué)主題的地位下降，這也是得不償失的.在軟件設(shè)計、制作情境時，明確要解決什么問題，培養(yǎng)哪一種思維；明確使用軟件的對象，包括他們原有的基礎(chǔ)知識和技能，使用者特征等，分析使用者認(rèn)識結(jié)構(gòu)和認(rèn)識能力從而使制作出來的軟件對學(xué)習(xí)者更有針對性.

另外，教學(xué)過程中使用多媒體，課堂氣氛異?；钴S，教師既要關(guān)注學(xué)情又要操作課件，對自控力較低學(xué)生的掌控減弱，個別學(xué)生閑聊、睡覺、不認(rèn)真思考問題的現(xiàn)象就會抬頭，教師應(yīng)有意識的關(guān)注這部分學(xué)生，不斷用簡單的問題刺激，增強學(xué)習(xí)物理的信心，帶動他們共同進(jìn)步.

5 結(jié)束語

在中學(xué)物理教學(xué)中，我們必須深入研究和恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計，使多媒體技術(shù)與其他教學(xué)手段有機、和諧地結(jié)合起來.只有用得好，用得巧，用得恰如其分，才能使現(xiàn)代教育媒體技術(shù)真正為實驗教學(xué)服務(wù)，才能真正做到以學(xué)生為本，切實提高課堂的教學(xué)質(zhì)量.多媒體的運用與傳統(tǒng)實驗教學(xué)手段整合要有好的教學(xué)效果，教師必須要注意提高自己的專業(yè)知識的同時，也要提升自己的設(shè)備技術(shù)，只有這樣才會使多媒體技術(shù)的運用與物理實驗教學(xué)的整合更加合理，更加有效.

1 廖伯琴.中學(xué)物理課程改革的目標(biāo)與實施.北京：高等教育出版社，2003.

2 王柏廬.走進(jìn)中學(xué)IT教學(xué).北京：高等教育出版社，2003.

3 劉益民.試論高中物理課程教學(xué)與信息技術(shù)整合的調(diào)和.物理教學(xué)探討，2012（1）.