現(xiàn)代教育技術(shù)與高中物理演示實(shí)驗(yàn)的整合策略

錢志方

1.現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合原則

1.1符合實(shí)事求是的原則

現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合必須符合實(shí)事求是的原則，禁止出現(xiàn)一切與科學(xué)相悖的理論。部分教師只顧提升課堂效果，將演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容無限制放大，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)偏離教育的主題，更有甚者出現(xiàn)錯(cuò)誤的理論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入誤區(qū)，造成嚴(yán)重的教學(xué)事故。

1.2符合合理、穩(wěn)定的原則

現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合不僅是兩者內(nèi)容的疊加，更重要的是內(nèi)容的融合，形成取長補(bǔ)短的趨勢。整合過程中，教師需考慮實(shí)驗(yàn)本身的要求、分析實(shí)驗(yàn)的具體條件、認(rèn)清學(xué)生的知識水平，切不可強(qiáng)制性融合，造成錯(cuò)誤的融合模式。另外，整合的內(nèi)容需按照一定比例進(jìn)行，并符合一定的整合規(guī)律，強(qiáng)調(diào)出整合的重點(diǎn)和難點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)整合過程的順利進(jìn)行。

1.3符合必要性、完整性的原則

現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)整合的最終目的是提高教學(xué)質(zhì)量。部分實(shí)驗(yàn)由于器材缺乏而無法實(shí)施，此時(shí)就可以借助現(xiàn)代技術(shù)，幫助學(xué)生解決器材問題。

1.4符合“教”與“學(xué)”相融合的原則

現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合必須重視主體對象，即學(xué)生才是教學(xué)和學(xué)習(xí)的核心，借助演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生近距離接觸實(shí)驗(yàn)原理，并合理掌握計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)用。教師是整個(gè)教學(xué)過程的主導(dǎo)者，必須以創(chuàng)新的形式完善教育方法，實(shí)現(xiàn)自身教育水平的提升。另外，教育過程進(jìn)行多層次的師生交流，實(shí)現(xiàn)師生情感的融合，達(dá)到“教”與“學(xué)”的互補(bǔ)。

2.現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合方法

2.1時(shí)間控制法

現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合可采用時(shí)間控制法。由于物理學(xué)科的特殊性，其多數(shù)實(shí)驗(yàn)存在時(shí)間上的差異性，有的時(shí)間較長，有的時(shí)間較短，很難把握。將現(xiàn)代技術(shù)引入物理教學(xué)課堂可有效實(shí)現(xiàn)時(shí)間的掌控，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間。例如：教師在講解“能量守恒定律”時(shí)，往往用簡單的小球碰撞實(shí)驗(yàn)作為切入點(diǎn)，但該實(shí)驗(yàn)中，小球的碰撞時(shí)間非常短暫，同學(xué)們無法觀察小球在碰撞過程中發(fā)生的形變現(xiàn)象，此時(shí)，就可以借助時(shí)間設(shè)計(jì)，把小球的碰撞過程慢放，直至看清整個(gè)形變流程，讓學(xué)生對能量守恒有更深入的了解。

2.2空間控制法

高中物理課程的知識領(lǐng)域廣泛，既包含最小的分子、原子，又包含最大的星球、天體，在現(xiàn)代技術(shù)的幫助下，教師可隨意設(shè)置空間的大小，并幫助學(xué)生理解空間概念。例如，教師在課堂上講解星體的運(yùn)行軌跡時(shí)，學(xué)生感覺非常陌生，腦海中也無法形成對應(yīng)的模型，給知識點(diǎn)的理解帶來了麻煩，如果將這個(gè)運(yùn)行軌跡以動畫形式表現(xiàn)出來，便可一目了然，便于理解和記憶。

2.3數(shù)據(jù)處理法

高中物理實(shí)驗(yàn)需要記錄大量的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行復(fù)雜的后期處理，消耗學(xué)生很多時(shí)間。但是，高中是學(xué)習(xí)的黃金時(shí)期，時(shí)間寶貴，如果被數(shù)據(jù)處理大量占用，必然會影響對其他科目的學(xué)習(xí)。此時(shí)，可以通過處理軟件幫助學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，該方式不僅可以節(jié)約時(shí)間，還可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。

2.4形象生動法

高中物理的實(shí)驗(yàn)過程需要多媒體元素的協(xié)助，如：音頻元素和視頻元素，營造課堂學(xué)習(xí)氣氛，提高物理課堂的趣味性。例如：教師在講解“共鳴”時(shí)，學(xué)生通過視頻資料了解共鳴的發(fā)生原理，并聯(lián)想思考：火車能否引發(fā)共鳴？生活中哪些聲音可以引發(fā)共鳴？通過思考加深學(xué)生對共鳴知識點(diǎn)的理解。

2.5環(huán)保節(jié)約法

部分高中物理實(shí)驗(yàn)存在嚴(yán)重的破壞性，一旦發(fā)生儀器破壞必將造成環(huán)境污染，更有甚者危害學(xué)生的身體健康?，F(xiàn)代技術(shù)的教育模式以模擬形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既實(shí)現(xiàn)了環(huán)保的目的，又保證了學(xué)生的健康。例如：教師在課堂講解“鋼針扎氣球”時(shí)，充滿氣的氣球由于受力不均，一旦進(jìn)行針扎必將造成爆炸，給實(shí)驗(yàn)人員帶來一定的危險(xiǎn)性，如果將該實(shí)驗(yàn)以現(xiàn)代技術(shù)的形式展示，既可以保障學(xué)生的安全，又能讓實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

2.6快速簡捷法

高中物理實(shí)驗(yàn)過程往往比較耗時(shí)，而高中又是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)階段，如果在有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，必將影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)的最終效果，此時(shí)，可借助現(xiàn)代技術(shù)輔助物理實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。例如：在學(xué)習(xí)“游標(biāo)卡尺”時(shí)，由于游標(biāo)卡尺的體積比較小，完成一個(gè)人的學(xué)習(xí)需要大量的時(shí)間，而需要學(xué)習(xí)的人數(shù)又比較多，自然就延長了學(xué)習(xí)時(shí)間。如果我們利用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行游標(biāo)卡尺的學(xué)習(xí)，即通過多媒體放大游標(biāo)卡尺的體積，便能幫助學(xué)生理解游標(biāo)卡尺的構(gòu)造，提高游標(biāo)卡尺的學(xué)習(xí)效果。

3.現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合案例

以“金屬絲的電阻率測量”為整合案例，分析現(xiàn)代技術(shù)與物理教學(xué)的整合。

3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆辗卜y量電阻的操作流程，學(xué)會如何連接電流表、滑動變阻器以及電壓表線路，準(zhǔn)確理解螺旋測

（下轉(zhuǎn)第45頁）（上接第42頁）

微器的具體讀數(shù)方式。實(shí)驗(yàn)原理：利用歐姆定律和電流、電阻原理，檢測金屬絲的長度，用L表示，借助伏安法測定該金屬絲的電阻，用R表示，利用螺旋測微器測定金屬絲的直徑，用d表示，R=ρl/s。測微螺桿的固定螺距為0.5mm，說明其旋轉(zhuǎn)一次就會變動0.5mm；另外，每一個(gè)小格又分為50份，因此，轉(zhuǎn)動一個(gè)小格所代表的是0.01mm；所以螺旋測微器的實(shí)際誤差為0.01mm，也就是千分位。

3.2實(shí)驗(yàn)器材

滑動變阻器、電壓表、電源、金屬絲、電流表、導(dǎo)線、開關(guān)、螺旋測微器、刻度尺等。

3.3現(xiàn)代技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)的整合

3.3.1通過投影把實(shí)驗(yàn)器材放大到白板上，幫助學(xué)生觀察器材的樣式。

3.3.2利用時(shí)間控制法將現(xiàn)代技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)融合到一起，在螺旋測微器的幫助下測量紙張的厚度，并在測量的過程中聯(lián)系旋鈕的使用，觀察螺旋測微器的工作原理，最后通過照片練習(xí)螺旋測微器的讀數(shù)。

3.3.3教師借助幻燈片向?qū)W生介紹物理實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，幫助學(xué)生理解電流表的線路連接，包括外接法和內(nèi)接法，并選擇連接模式。金屬絲的電阻用R表示，電流表的內(nèi)電阻用R表示，電壓表的內(nèi)電阻用R表示，在檢測過程中，若出現(xiàn)R>>R的狀況，應(yīng)選擇內(nèi)接法，若出現(xiàn)R<

3.3.4投影儀將實(shí)物連接模式投放到白板上，學(xué)生可根據(jù)白板上的內(nèi)容選擇實(shí)物連接方式，并將連接方式畫出來。該過程中，教師需向?qū)W生介紹理想電壓表和現(xiàn)實(shí)電壓表的差異：教材中講到的電壓表具有無限的電阻，一旦連接必將造成短路，而在實(shí)際中，電壓表連接后仍有部分電流通過；同樣，理想電流表中的電阻為零，而實(shí)際上，電流表也存在一定的分壓作用。

3.3.5借助動畫視頻向?qū)W生介紹理想電壓表和現(xiàn)實(shí)電壓表之間的區(qū)別。分別將兩種形態(tài)的電壓表接入相同的線路，分析不同模式下的燈泡亮度，進(jìn)而了解不同模式下的電壓表分流情況。在動畫視頻的幫助下，學(xué)生可以清晰地看出理想電壓表和現(xiàn)實(shí)電壓表的區(qū)別，有助于學(xué)生理解其工作原理。

3.3.6學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并對實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題進(jìn)行總結(jié)，教師負(fù)責(zé)對問題進(jìn)行解答，該過程也可以在投影儀下完成。

4.總結(jié)

現(xiàn)代技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)的融合，既可以打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑挚梢栽谝曨l和音頻的協(xié)助下，為學(xué)生設(shè)定生動的學(xué)習(xí)情境，幫助學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，激發(fā)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)欲望。演示實(shí)驗(yàn)過程中，通過多種現(xiàn)代技術(shù)，如：投影儀、軟件等，將抽象的物理概念具體化，再結(jié)合時(shí)間控制和空間控制手段，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的高效化，處理數(shù)據(jù)角度，在計(jì)算機(jī)軟件的協(xié)助下提升數(shù)據(jù)分析水平。

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