淺談信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)的整合

馬子立

摘要：信息技術(shù)應(yīng)用于物理教學(xué)，既可以由淺入深、深入淺出地化解難點(diǎn)和突破重點(diǎn)，也可以展示直觀的、宏大的、精巧的物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以激發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生探究知識(shí)的愛(ài)好和求知欲望，讓學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程產(chǎn)生濃厚興趣，在初中升學(xué)考試中，提高他們對(duì)試題的分析能力和作答能力。若能把這兩者進(jìn)行有機(jī)整合，就可以實(shí)現(xiàn)打造高效課堂的目的。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；物理實(shí)驗(yàn)；資源整合

現(xiàn)代信息技術(shù)擁有文字、文本、圖像、視頻、色彩、聲音等強(qiáng)大的處理功能，可以展示直觀的、宏大的、精巧的物理過(guò)程，也可以編制、營(yíng)造、優(yōu)化出符合學(xué)生視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、思維特點(diǎn)的認(rèn)知教學(xué)環(huán)境，使教學(xué)豐富多彩，輕松簡(jiǎn)捷，增強(qiáng)教學(xué)效果。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)眼、動(dòng)腦的過(guò)程，可以發(fā)掘?qū)W生的潛能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、興趣愛(ài)好，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。但是，僅僅依靠信息技術(shù)或演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并不能完整地為學(xué)生提供探究知識(shí)的平臺(tái)，因此筆者認(rèn)為尋找一條把信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)更好需要打造高效課堂的目的。

一、 信息技術(shù)運(yùn)用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)越性

“信息技術(shù)”是把一些文字、圖像、動(dòng)畫、圖形、視頻等各種媒體有機(jī)結(jié)合，應(yīng)用計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù)，形成一個(gè)可以去操縱和控制的交互平臺(tái)。信息技術(shù)有極強(qiáng)的動(dòng)畫模擬、處理文字、資源優(yōu)化的優(yōu)勢(shì)，在物理教學(xué)中能突破空間和時(shí)間的限制，把抽象的問(wèn)題具體化，把握物理實(shí)驗(yàn)情境中的動(dòng)與靜，去模擬物理實(shí)驗(yàn)，開(kāi)辟新的學(xué)習(xí)途徑，創(chuàng)造性發(fā)揮信息技術(shù)整合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)前形勢(shì)下的新課程教學(xué)理念，必須要有足夠的教學(xué)資源去篩選，在龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)中攫取最有效、最有價(jià)值的資源，然后教師應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，把握教材信息，發(fā)揮教師特長(zhǎng)，把一些學(xué)生難以突破的重難點(diǎn)知識(shí)用信息技術(shù)模擬，展現(xiàn)為動(dòng)畫、圖形和圖像等，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅能快樂(lè)地接受新知識(shí)，突破重難點(diǎn)，也能避免一些物理實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的危害，有效保護(hù)學(xué)生自身安全，因此，信息技術(shù)有很大的優(yōu)越性。當(dāng)然也不是一味地追求信息技術(shù)而不顧及實(shí)際，不是信息技術(shù)越多就越好，也不是盲目地把所有的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)畫模擬圖方便，以減輕教師的負(fù)擔(dān)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要盡可能發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)越性，反對(duì)把實(shí)驗(yàn)室能完成、直觀形象簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)也全盤模擬。例如，在家庭電路的高壓電弧觸電、跨步電壓觸電、單線觸電和雙線觸電，牛頓第一定律中絕對(duì)光滑的接觸面和無(wú)線長(zhǎng)的軌道，固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)三種物質(zhì)的微觀模型等，應(yīng)用信息技術(shù)的優(yōu)越性可以解決。但是如滑輪組實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率、比熱容實(shí)驗(yàn)、簡(jiǎn)單的串聯(lián)和并聯(lián)電路等最好在實(shí)驗(yàn)室教師指導(dǎo)下學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

二、 信息技術(shù)和物理演示實(shí)驗(yàn)有機(jī)篩選

（1） 真實(shí)、生動(dòng)、形象、直觀的實(shí)驗(yàn)，教師直接進(jìn)行演示或者是學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)；沒(méi)有辦法進(jìn)行或者是在實(shí)驗(yàn)室辦不到的實(shí)驗(yàn)，最好是借助信息技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫模擬。

與生活比較貼近，能生動(dòng)、形象地反映物理知識(shí)的物理實(shí)驗(yàn)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力，提高了他們的分析能力和創(chuàng)造能力，還能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室里有自主發(fā)揮的空間，讓他們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論，激發(fā)出了對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)科的向往。例如：在紅外線和紫外線教學(xué)中，教師可以用信息技術(shù)中的動(dòng)畫和視頻，讓學(xué)生了解到紅外線在生活中對(duì)人類有什么幫助，紫外線在生活中對(duì)人類有什么幫助，這兩者又有什么不同。讓學(xué)生能聯(lián)想實(shí)際生活，又從理性上總結(jié)出紅外線的熱效應(yīng)和紫外線的化學(xué)作用。上述實(shí)驗(yàn)，必定會(huì)引起學(xué)生的強(qiáng)烈的好奇心，在教師啟發(fā)引導(dǎo)下，去認(rèn)識(shí)物理規(guī)律。但是，一些實(shí)驗(yàn)沒(méi)有辦法進(jìn)行或者是在實(shí)驗(yàn)室辦不到，例如學(xué)生要觀察日食和月食的形成，設(shè)置實(shí)驗(yàn)不僅浪費(fèi)很多的時(shí)間而且效果不理想。凡是遇到這些情況，教師應(yīng)該借助于信息技術(shù)，輕松地實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果。

（2） 模擬宏觀的、微觀的或者無(wú)法觀察到的現(xiàn)象和過(guò)程。

在多彩的物質(zhì)世界中，可以模擬出各天體簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律，學(xué)生可以通過(guò)動(dòng)畫模擬了解到天體之間存在萬(wàn)有引力，而且在太陽(yáng)系中的八大行星和太陽(yáng)組成的這個(gè)整體很像原子的結(jié)構(gòu)。分子運(yùn)動(dòng)理論是比較抽象的，部分實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室難以完成，例如以擴(kuò)散現(xiàn)象為例，氣體擴(kuò)散（空氣和二氧化氮的擴(kuò)散）現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)室可以辦到，液體水和硫酸銅擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)也可以實(shí)現(xiàn)，唯獨(dú)固體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)需要的時(shí)間太久了，或許要幾年，實(shí)驗(yàn)室或課堂上幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，僅憑單純的教科書圖畫讓學(xué)生去想象很難理解。當(dāng)然，運(yùn)用信息技術(shù)可以解決這一瓶頸，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)越性，用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫模擬固體擴(kuò)散現(xiàn)象和分子的微觀世界，從而得出分子熱運(yùn)動(dòng)不僅可以在氣體和液體中可以發(fā)生，在固體中也可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，輕松地總結(jié)出了分子熱運(yùn)動(dòng)理論。電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)形成電流，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)是比較抽象的，我們都可以進(jìn)行動(dòng)畫模擬并與水流進(jìn)行比較學(xué)習(xí)，可以解決學(xué)生不理解的難題。

三、 信息技術(shù)整合物理實(shí)驗(yàn)，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)中考成績(jī)

在歷屆物理中考試題分析中可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)題部分的總體得分較低，正確率僅僅是30%左右，筆者在多年教學(xué)中總結(jié)了一下，一是中考實(shí)驗(yàn)涵蓋的內(nèi)容太多，知識(shí)面牽扯甚廣記不住，二是物理中考試題中，易錯(cuò)和相近的知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)生的干擾很大。中考前學(xué)生沖刺復(fù)習(xí)時(shí)，要是把考試大綱中的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都要重新詳細(xì)地講述，不僅時(shí)間不允許而且混淆的部分仍然是難以突破。這時(shí)候，就可以充分運(yùn)用信息技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)完成教學(xué)目標(biāo)。比如：探究光的直線傳播、光的反射、光的折射這三個(gè)實(shí)驗(yàn)是每年中考熱點(diǎn)，在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中上課時(shí)教師都已經(jīng)很認(rèn)真地做了演示實(shí)驗(yàn)，而且很多教師也指導(dǎo)學(xué)生做了分組實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出了規(guī)律，探究了考點(diǎn)。

信息技術(shù)與課程的整合，可以使物理實(shí)驗(yàn)更形象、更直觀、更完整，克服了種種缺陷。因此，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中，實(shí)事求是、因地制宜將信息技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)有機(jī)整合，打造高效課堂的目的一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。endprint