淺析物理實(shí)驗(yàn)視頻在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

張?zhí)鹛? 蘆穎

【摘要】物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，課堂實(shí)驗(yàn)視頻是新興的教學(xué)方法，是現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)辟了新的途徑，適當(dāng)使用課堂實(shí)驗(yàn)視頻有利于提高課堂效率，提高教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】視頻教學(xué) 物理實(shí)驗(yàn) 課堂應(yīng)用

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是研究各種物理現(xiàn)象和驗(yàn)證各種物理規(guī)律的主要途徑，物理學(xué)中的許多規(guī)律都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納和總結(jié)出來(lái)的，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)建立物理基本概念，加強(qiáng)對(duì)基本概念和基本理論的理解有著不可取代的作用。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任都有促進(jìn)作用。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中所存在的問(wèn)題也會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生很大的影響，比如影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，影響學(xué)生對(duì)新知識(shí)的探究欲望，影響學(xué)生對(duì)新知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。

隨著課程改革的深入開(kāi)展，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)的要求越來(lái)越高，“紙上、黑板上談實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方法不再適用，豐富多彩的演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)和探究性趣味實(shí)驗(yàn)已經(jīng)走入了課堂。但是這些以實(shí)際操作為主的傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式還存在著很多缺陷，這些缺陷影響著實(shí)際教學(xué)效率和教學(xué)效果。視頻教學(xué)是現(xiàn)代化信息技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的新型教學(xué)方法，他有其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中有傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足。

一、傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

1.傳統(tǒng)實(shí)物物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)占用課堂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)較多，他們穿插在課堂教學(xué)之中，通常被安排在講解新內(nèi)容之前，一個(gè)課堂實(shí)驗(yàn)通常要經(jīng)過(guò)這樣幾個(gè)步驟：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、擺放實(shí)驗(yàn)器材、完成實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律、獲得新知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中教師和學(xué)生更關(guān)注觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律和獲得新知識(shí)這一過(guò)程，但是前面的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作是必不可少的，從搬運(yùn)器材進(jìn)教室、擺放器材到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，這些過(guò)程是比較浪費(fèi)時(shí)間的。眾所周知一節(jié)課的有效教學(xué)時(shí)間只有二十分鐘左右，如果實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間在五到十分鐘，這個(gè)時(shí)間在課堂中所占的比例較大，此外在這一過(guò)程中學(xué)生通常都無(wú)所事事，紀(jì)律混亂，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)教師存在重新組織課堂困難，教師也很難在這一時(shí)間段安排自學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致課堂節(jié)奏松散。

2.學(xué)生觀察課堂演示實(shí)驗(yàn)存在困難

課堂實(shí)驗(yàn)選取是有自己的原則的，通常選擇現(xiàn)象明顯，易于被學(xué)生觀察和理解的實(shí)驗(yàn)題目，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也盡量照顧全體學(xué)生，讓全班學(xué)生都看清楚，但實(shí)際效果并不好。例如課堂實(shí)驗(yàn)所使用的電表都是教學(xué)專(zhuān)用的演示電表，體積比較大，表盤(pán)上的數(shù)字也比較大，指針較長(zhǎng)，其目的是讓更多的學(xué)生能夠觀察到電表示數(shù)的變化，但是現(xiàn)在班級(jí)通常人數(shù)較多，后排學(xué)生距離較遠(yuǎn)，且被前排同學(xué)阻擋，存在觀察困難，其它課堂實(shí)驗(yàn)也存在這樣的觀察困難。

3.受客觀條件的影響，課堂實(shí)驗(yàn)容易失敗

影響物理實(shí)驗(yàn)的因素很多，當(dāng)一些不利于實(shí)驗(yàn)的因素?zé)o法排除時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。在教學(xué)過(guò)程中課程的進(jìn)度并不是隨意安排的，要按教學(xué)計(jì)劃執(zhí)行，即便上課當(dāng)天出現(xiàn)無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的不利因素，課程也要繼續(xù)，不能隨意調(diào)串，這就使事先安排的課堂實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。例如靜電實(shí)驗(yàn)，靜電實(shí)驗(yàn)需要良好的天氣條件，干燥的空氣有利于電荷的積累，放電現(xiàn)象明顯;如果下雨或有霧，空氣潮濕，電荷被潮濕的空氣導(dǎo)走，無(wú)法形成電荷的積累，實(shí)驗(yàn)就失敗了，而天氣因素是不可控制的。這些無(wú)法人為控制的客觀因素導(dǎo)致課堂實(shí)驗(yàn)受到限制，影響教學(xué)效果。

二、使用視頻有提高教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)

1.利用課堂視頻物理實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

視頻教學(xué)是新興的教學(xué)手段，它形式新穎、可重復(fù)性強(qiáng)、突破時(shí)間和空間的限制，受到廣大師生的歡迎，視頻教學(xué)已經(jīng)逐步走入課堂教學(xué)。視頻物理實(shí)驗(yàn)最先出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上，以趣味物理實(shí)驗(yàn)為主，其強(qiáng)烈的科學(xué)性、趣味性，吸引了無(wú)數(shù)青少年，點(diǎn)擊率很高，這種學(xué)習(xí)形式激發(fā)了觀看者的學(xué)習(xí)興趣，受到年輕人的歡迎。物理學(xué)內(nèi)容本身抽象枯燥，在課堂上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是困難的，課堂視頻物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式新穎、節(jié)奏鮮明、內(nèi)容豐富，符合中學(xué)生的觀看習(xí)慣。教師可以通過(guò)視頻使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加生動(dòng)直觀，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)的探究欲望，用學(xué)生喜歡的方式教學(xué)，更容易被學(xué)生接受，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.節(jié)約課堂教學(xué)時(shí)間，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響力

視頻物理實(shí)驗(yàn)是事先拍好的，比起實(shí)際操作的課堂實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的跳躍，在授課過(guò)程中刪掉或簡(jiǎn)略介紹與課程內(nèi)容不密切的部分。如在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，可以略去元器件的擺放、導(dǎo)線(xiàn)連接過(guò)程，這節(jié)約了實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，提高了效率。通過(guò)忽略實(shí)驗(yàn)的次要因素，可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力集中在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析上，使教學(xué)重點(diǎn)更加突出，提高課堂效率。

課堂視頻通常利用教室內(nèi)的投影儀或電子黑板展示，投影物的大小通常是實(shí)物大小的幾十倍，這種尺寸可以保障坐在最后面的學(xué)生也能看清實(shí)驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié)，不受其他學(xué)生的遮擋，增大了課堂實(shí)驗(yàn)的受益人群，使每個(gè)學(xué)生在課堂上獲得教育公平，大大提高了課堂教學(xué)效率，提升了課堂教學(xué)效果。在講解螺旋測(cè)微計(jì)時(shí)，可以利用視頻將實(shí)物放大，使學(xué)生清楚地觀察到螺旋測(cè)微計(jì)的調(diào)節(jié)過(guò)程，觀察到螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)刻度，掌握螺旋測(cè)微計(jì)的讀數(shù)方法，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)。

3.展示實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)法觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過(guò)程

物理實(shí)驗(yàn)中有一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過(guò)程對(duì)研究問(wèn)題、總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律是有益的，但是由于進(jìn)行的速度過(guò)快，不容易被實(shí)驗(yàn)者觀察到，利用一些特別的視頻效果可以將這些現(xiàn)象和過(guò)程展示出來(lái)，供學(xué)生觀看和研究，在這里舉兩個(gè)比較典型的例子。

利用視頻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示。在講解分子熱運(yùn)動(dòng)章節(jié)時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象常被作為說(shuō)明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的典型事例給出，但是擴(kuò)散過(guò)程要么太快、要么太慢，不易被展示觀察，利用視頻的快放和慢放過(guò)程可以將這一過(guò)程展示的淋漓盡致。將溫度高的墨水和溫度低的墨水放在不同的玻璃缸中，一般的擴(kuò)散過(guò)程需要幾分鐘才能完成，實(shí)物實(shí)驗(yàn)通常讓學(xué)生等得不耐煩，失去觀察的興趣，同時(shí)變化過(guò)慢，不容易對(duì)不同溫度的墨水形成對(duì)比觀察，使用攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，進(jìn)行快放可以加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，對(duì)比鮮明，教學(xué)效果明顯好于實(shí)物實(shí)驗(yàn)。

對(duì)物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程的展示。物理實(shí)驗(yàn)中，一些實(shí)驗(yàn)過(guò)程過(guò)快無(wú)法觀察，利用攝像機(jī)的高速拍攝功能可以將這一過(guò)程展示出來(lái)。運(yùn)動(dòng)學(xué)中平拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)典型的需要快拍慢放展示的例子，平拋運(yùn)動(dòng)是由豎直的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成，將平拋過(guò)程快拍慢放，同時(shí)與自由落體運(yùn)動(dòng)同步拍攝，可以清晰地看出平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)，使學(xué)生能夠透徹理解運(yùn)動(dòng)的合成過(guò)程，對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)有更深入的認(rèn)識(shí)。

三、課堂物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則

1.時(shí)長(zhǎng)控制原則

課堂實(shí)驗(yàn)視頻的時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)。首先，通常情況下課堂實(shí)驗(yàn)不是一節(jié)課的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)分析和規(guī)律總結(jié)才是主要內(nèi)容，而課堂時(shí)間有限，視頻實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響其它內(nèi)容教學(xué)，導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)不突出，課堂節(jié)奏混亂。其次，中學(xué)生注意力高度集中時(shí)長(zhǎng)有限，課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)后續(xù)課程的注意力集中程度下降。

2.適用性原則

課堂實(shí)驗(yàn)視頻應(yīng)適應(yīng)課堂的教學(xué)需要，能為課堂教學(xué)內(nèi)容提供支撐，有兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)適合課堂教學(xué)。第一類(lèi)為課堂演示實(shí)驗(yàn)，以課堂演示為主，用來(lái)導(dǎo)入新課，或作為傳授知識(shí)的作證，增強(qiáng)知識(shí)的可信度，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高學(xué)生的知識(shí)的運(yùn)用能力。第二類(lèi)為探究性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察，總結(jié)、歸納出新知識(shí)，為課堂主要內(nèi)容的講授提供實(shí)驗(yàn)支撐。

3.適度性原則

課堂實(shí)驗(yàn)視頻在使用的過(guò)程中應(yīng)該適度，不易過(guò)渡頻繁使用，頻繁使用容易造成學(xué)生的感官疲勞，對(duì)視頻實(shí)驗(yàn)所呈現(xiàn)的內(nèi)容不再有激情也不再感興趣，影響課堂實(shí)驗(yàn)視頻的教學(xué)效果。此外，實(shí)驗(yàn)視頻也不易過(guò)渡使用特效，畫(huà)面不易過(guò)渡裝飾，精彩的視頻是能夠吸引學(xué)生的目光，將精力集中在視頻放映上，但同時(shí)也容易導(dǎo)致學(xué)生的情緒過(guò)渡興奮，在講解其它知識(shí)的時(shí)候很難將學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)移回來(lái)，使課堂穩(wěn)定下來(lái)。

四、課堂實(shí)驗(yàn)視頻的局限性

實(shí)驗(yàn)視頻在實(shí)際教學(xué)中有其局限性，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，比起實(shí)物實(shí)驗(yàn)操作，可信度欠缺。實(shí)驗(yàn)視頻實(shí)際是將實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程拍成視頻，真實(shí)性是可靠的。但是現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)流行的視頻，為了增加收視率和精彩程度，往往過(guò)多地使用特殊拍攝手段和特效加工，在學(xué)生心目中視頻的可信程度往往大打折扣，學(xué)生對(duì)視頻的信服程度也有所下降，這也因此限制了課堂實(shí)驗(yàn)視頻的使用。

另一方面，課堂視頻實(shí)驗(yàn)不能夠完全替代實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，尤其是學(xué)生課堂分組實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)是訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)好方法，視頻實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作，學(xué)生也無(wú)法遇到實(shí)驗(yàn)中可能遇到實(shí)際問(wèn)題，因此起不到訓(xùn)練學(xué)生的作用。

五、結(jié)語(yǔ)

以計(jì)算機(jī)為核心信息技術(shù)高速發(fā)展，已經(jīng)影響到了各行各業(yè)，教育也不例外，將信息技術(shù)與教學(xué)有效地結(jié)合起來(lái)，能夠大幅度提高教學(xué)效率，為教學(xué)改革的深入提供了新方法、新途徑。

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