信息技術(shù)使物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)有不一樣的“精彩”

黃厚生

【內(nèi)容摘要】本文通過(guò)對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的分析，并指出傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足，結(jié)合教學(xué)案例展示多媒體課件進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)指出使用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)遵循物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律的原則性。

【關(guān)鍵詞】多媒體手段 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 優(yōu)化教學(xué)

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)的地位及物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理學(xué)中的概念、定理、定律大部分都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)或以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)總結(jié)概括而來(lái)的。在中學(xué)物理教學(xué)中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不可或缺的， 可以說(shuō)， 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成敗，決定著整個(gè)物理教學(xué)的效果。因此，我們物理教學(xué)工作者要思考和探討如何提高物理實(shí)驗(yàn)成效，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

現(xiàn)在很多學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主，以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要突出老師的主體地位，大多實(shí)驗(yàn)都是以教師的講授為主，有甚者一些實(shí)驗(yàn)還是通過(guò)教師講授加黑板畫(huà)圖來(lái)完成，連基本的動(dòng)手操作都沒(méi)有。從而，失去了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，本應(yīng)通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和創(chuàng)造性，物理學(xué)習(xí)變?yōu)榧兝碚搶W(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性不高。同時(shí)，還有一些經(jīng)濟(jì)落后的偏遠(yuǎn)地區(qū)，特別是農(nóng)村中學(xué)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備嚴(yán)重短缺;跟不上教材改革的步伐，有些學(xué)校連教材里最基本的演示實(shí)驗(yàn)都沒(méi)有辦法完成，更不用說(shuō)開(kāi)展學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量很低下，嚴(yán)重阻礙物理教學(xué)新課程理念的全面開(kāi)展。

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，其在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中均有廣泛的應(yīng)用，對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。筆者認(rèn)為，當(dāng)前我們可以把信息技術(shù)應(yīng)用到我們的物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)輔助教學(xué)，以提高物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

二、利用多媒體技術(shù)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行整合、優(yōu)化

目前中學(xué)生普遍感到物理難學(xué)，特別是一些農(nóng)村高中的學(xué)生害怕學(xué)習(xí)物理，對(duì)物理缺乏興趣。學(xué)生對(duì)物理無(wú)興趣，影響著整個(gè)中學(xué)物理教學(xué)，這也是制約中學(xué)物理教學(xué)發(fā)展的瓶頸。而通過(guò)什么手段才能激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣？筆者認(rèn)為可以通過(guò)采取多種教學(xué)手段，例如：我們可以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加以應(yīng)用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)，以彌補(bǔ)因?qū)嶒?yàn)器材缺乏而不能進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn)的不足。

1.運(yùn)用多媒體手段提高物理教學(xué)效率

1.1應(yīng)用多媒體手段縮短演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，以提高課堂效率

演示實(shí)驗(yàn)在我們物理教學(xué)中及其重要，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的認(rèn)知，但在有些實(shí)驗(yàn)的過(guò)程需要比較長(zhǎng)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)操作比較繁雜，有時(shí)完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間將占半節(jié)課的時(shí)間，這樣會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)影響教學(xué)任務(wù)的完成，教學(xué)效果大打折扣。例如八年級(jí)第三章《物態(tài)變化》中研究水的沸騰時(shí)，教師會(huì)做演示實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生觀(guān)察并總結(jié)沸騰的定義，但是水要沸騰需要很長(zhǎng)時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間的觀(guān)察會(huì)分散學(xué)生的注意力。這時(shí)我們利用多媒體課件模擬該實(shí)驗(yàn)，讓這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以在短時(shí)間內(nèi)完成，并且能把不同時(shí)段的沸騰溫度顯示出來(lái)，學(xué)生能夠直觀(guān)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而較快的總結(jié)沸騰的定義。

通過(guò)多媒體課件演示此實(shí)驗(yàn)，能夠很好把水沸騰的整個(gè)過(guò)程展示給學(xué)生，給學(xué)生了形象而直觀(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

1.2應(yīng)用多媒體手段復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)以提高課堂效率

利用多媒體具有交互性的特點(diǎn)，老師可以把高考、中考要考查的實(shí)驗(yàn)制作成微課，讓學(xué)生可以利用微課進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，一個(gè)好微課能很好為學(xué)生展示了實(shí)驗(yàn)儀器、操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題以及實(shí)驗(yàn)誤差的原因等。讓學(xué)生通過(guò)微課復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)?zāi)芗皶r(shí)反饋學(xué)生對(duì)學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)的掌握情況。利用多媒技術(shù)進(jìn)行物理課堂實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，指出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作，鞏固實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解。特別是高三的物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課，高考的考綱要求考查十三個(gè)實(shí)驗(yàn)，如果每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要去實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，就必須花費(fèi)大量時(shí)間，這將影響高考整體的備考進(jìn)度和降低復(fù)習(xí)效率。如果我們能利用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，會(huì)在課堂教學(xué)中節(jié)省很多時(shí)間，同時(shí)也能進(jìn)一步增加課堂的容量，使課堂內(nèi)容更加豐富，提高課堂效率。

2.應(yīng)用多媒體手段，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)

2.1 應(yīng)用多媒體手段模擬一些看不見(jiàn)、摸不著的抽象實(shí)驗(yàn)

由于中學(xué)實(shí)驗(yàn)室條件的限制，許多微觀(guān)物理現(xiàn)象用人的肉眼無(wú)法觀(guān)察得到，演示實(shí)驗(yàn)也難完成。利用多媒體技術(shù)模擬無(wú)法直接用實(shí)驗(yàn)演示的物理現(xiàn)象、物理過(guò)程，為學(xué)生理解、接受和記憶有關(guān)抽象物理知識(shí)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)形象的物理情景。例如：在“光電效應(yīng)”這一問(wèn)題時(shí)，金屬導(dǎo)體中的自由電子和入射光的光子本來(lái)是看不見(jiàn)、摸不著的，學(xué)生只能憑借想象去理解光子與金屬板電子的相互作用。我們可以通過(guò)多媒體課件實(shí)驗(yàn)，化抽象為直觀(guān)，如圖2-2是使用《粵教版教材配套的課件資源》制作的課件：

在制作的多媒體課件中，可以讓學(xué)生直觀(guān)的看到光子與電子的相互作用以及電子逸出的過(guò)程。形象而直觀(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程展現(xiàn)在學(xué)生眼前，學(xué)生更容易理解。

2.2 應(yīng)用多媒體手段模擬模擬對(duì)儀器、學(xué)生的安全性較差的實(shí)驗(yàn)

教學(xué)中涉及的實(shí)驗(yàn)并不是學(xué)生都能親自去操作，例如人觸電后有什么反應(yīng)？如果要求學(xué)生去完成并親自感受一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，這種做法是不切合實(shí)際的，也存在安全隱患，最好利用多媒體課件代替。有些實(shí)驗(yàn)還會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器造成損害，若一直用實(shí)物進(jìn)行就會(huì)造成浪費(fèi)，若使用多媒體手段進(jìn)行試驗(yàn)就完全可以解決這一問(wèn)題。例如：圖2-3保險(xiǎn)絲作用的演示。

3. 應(yīng)用多媒體手段，實(shí)現(xiàn)實(shí)際操作無(wú)法實(shí)現(xiàn)或較難實(shí)現(xiàn)的物理實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)中有一些實(shí)驗(yàn)要求的條件很?chē)?yán)格，中學(xué)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材很難實(shí)現(xiàn)或直觀(guān)展現(xiàn)，但它對(duì)物理學(xué)科的整體教學(xué)效果有直接的影響，對(duì)相應(yīng)物理規(guī)律的掌握和理解起到主導(dǎo)作用，而應(yīng)用多媒體手段進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)就能較好的解決這一問(wèn)題。如采用微觀(guān)放大的方法演示物體的微小形變、布郎運(yùn)動(dòng)等;用多媒體展示衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程，通過(guò)動(dòng)畫(huà)展示衛(wèi)星的變軌以及繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡，用多媒體演示月食的形成，以及人造衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)的近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)、同步衛(wèi)星的定點(diǎn)等;還有一些中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室不可能做的實(shí)驗(yàn)，比如α粒子散射實(shí)驗(yàn)和核反應(yīng)。上述的幾種實(shí)驗(yàn)僅僅用語(yǔ)言或者畫(huà)圖來(lái)描述，很難讓學(xué)生理解并掌握。但此類(lèi)實(shí)驗(yàn)我們完全可以借助多媒體技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，我們可以用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬，用Flash 動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬核裂變反應(yīng)。

一個(gè)中子轟擊鈾核打出兩個(gè)中子，這兩個(gè)中子又轟擊兩個(gè)鈾核打出四個(gè)中子……這樣將鏈?zhǔn)椒磻?yīng)形象地展現(xiàn)在學(xué)生的眼前，再配上一些音效，能使學(xué)生如同身臨其境般的處于核反應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)。這些模擬過(guò)程畫(huà)面清晰直觀(guān)，并且可以方便地暫?；蛑胤?，使學(xué)生理解迅速、印象深刻、增加記憶，因而教學(xué)效果和學(xué)生反應(yīng)都比較好。

三、多媒體手段優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)因遵循的原則

1.針對(duì)性原則

雖然現(xiàn)代的多媒體輔助教學(xué)比以往的教學(xué)模式會(huì)有一定的優(yōu)勢(shì)，但我們現(xiàn)在有些老師在使用多媒體輔助課堂教學(xué)的時(shí)候形成一種不良的風(fēng)氣，總認(rèn)為要上好一節(jié)高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)課就得使用多媒體，特別是一些公開(kāi)課就非得使用多媒體不可，正所謂的無(wú)多媒體課件就不是高質(zhì)量的課堂。我們要意識(shí)到教育手段先進(jìn)并不等同于教育理念就先進(jìn)，只有結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)際的需要，充分利用好多媒體的輔助教學(xué)功能，強(qiáng)化使用多媒體使用的針對(duì)性，應(yīng)應(yīng)課堂需要，區(qū)別不同的實(shí)驗(yàn)，從而決定是否需要用多媒體來(lái)輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.實(shí)踐性原則

物理是一門(mén)自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理課堂教學(xué)中扮演著重要的角色，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視。我們的教學(xué)應(yīng)順應(yīng)著物理概念的構(gòu)建、物理原理、定理、定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，利用實(shí)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物概念、定理、定律發(fā)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行重新呈現(xiàn)，強(qiáng)化學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)習(xí)中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＠枚嗝襟w來(lái)演示實(shí)驗(yàn)可以讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀(guān)，但它的缺點(diǎn)在于會(huì)弱化學(xué)生的動(dòng)手能力。同時(shí)，模擬演示實(shí)驗(yàn)是人為設(shè)定好，并不能真實(shí)地反映實(shí)驗(yàn)本身，大大降低了實(shí)驗(yàn)的可信度，如果學(xué)生長(zhǎng)期接受這種在他們心里一直在質(zhì)疑的東西，就會(huì)對(duì)物理的探索失去了興趣，久而久之也會(huì)失去了學(xué)習(xí)物理的興趣。因此， 在利用多媒體技術(shù)輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)， 還必須堅(jiān)持實(shí)踐性原則， 對(duì)一些因?qū)嶒?yàn)室條件限制無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)可以適當(dāng)?shù)膽?yīng)用多媒體課件加以輔助教學(xué)，以提高教學(xué)的質(zhì)量，但只要條件允許， 我們應(yīng)多讓學(xué)生親自到實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作， 以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生的創(chuàng)造性。

總之，多媒體技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很好的對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。但多媒體教學(xué)也只是優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段之一，每一種教學(xué)手段都應(yīng)具有其自身的優(yōu)點(diǎn)，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)發(fā)揮多媒體優(yōu)點(diǎn)的最大化，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足。因此，在教學(xué)中應(yīng)根據(jù)需要選擇和有效應(yīng)用媒體，以獲得更好的教學(xué)效果。課堂演示的普通物理實(shí)驗(yàn)和學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)絕不能以錄像或動(dòng)畫(huà)代替，我們只有正確用好多媒體，才能真正提高物理實(shí)驗(yàn)的效果，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得形象、直觀(guān)，使學(xué)生能夠在多媒體演示實(shí)驗(yàn)與親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中獲取知識(shí)，從而不斷提高物理課堂教學(xué)的效率。

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（作者單位：郁南縣連灘中學(xué)）