探究多媒體在高中物理實驗教學中的運用策略

潘德榮

(江蘇省寶應縣曹甸高級中學 225803)

物理是一門注重實驗基礎的自然性學科，但是受到教學條件和教學環(huán)境的局限，實驗教學對于大多數(shù)的教師來說，是一個無法很好普及到的領域，正是這樣一個薄弱的環(huán)節(jié)導致物理教學成果無法得到更深層次的突破.隨著改革開放以來的信息技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是“農(nóng)遠工程”的實施促進了教育技術(shù)手段的進一步革新，多媒體技術(shù)在高中物理的教學課堂中發(fā)揮的重大作用.教師可以利用多媒體技術(shù)來使物理實驗教學更加形象和直觀，從而提高課堂實驗教學效率.

一、化無形為有形來彌補抽象思維

俗話說“實踐是檢驗真理的唯一標準”，在我們的學習和生活中，只有不斷通過實踐來對事物進行驗證才能更好地得出結(jié)論.在教育領域也是一樣，物理實驗在物理教學中是一個關(guān)鍵的教學部分，一定程度的物理實驗教學對于學生觀察能力、分析能力以及動手能力的培養(yǎng)和提高具有積極地推動作用.因此，教師需要不斷從學生的思維能力出發(fā)，利用多媒體技術(shù)來使物理知識化無形為有形，以此來彌補物理知識的抽象性，幫助學生更好地對物理知識進行理解.

例如：在進行“電磁感應”這一部分的教學時，教師可以通過問題的設置來讓學生進行討論，并且在討論的過程中利用多媒體技術(shù)對學生進行引導，讓學生不斷地在實驗中進行自主探索.首先，教師可以根據(jù)“電磁感應”的相應知識提出問題：“怎樣利用磁場獲得電流？”然后，教師再帶領學生對實驗過程進行熟悉，并且針對實驗儀器的選取、操作實驗、適當?shù)挠^察、故障的排除、結(jié)論總結(jié)進行點撥.接著，教師就可以讓學生進行分組實驗探究和實驗現(xiàn)象分析，并且在學生進行實驗現(xiàn)象分析的過程中利用多媒體技術(shù)的動畫形式，將實驗過程進行再現(xiàn)，將原本實驗中無法看見的磁感線進行展示，教師可以將穿過閉合電路的磁感線用紅色表示，而不穿過閉合電路的磁感線用黃色表示，再通過動畫將線圈進行移動，能夠讓學生十分清楚地觀察到磁感線穿過閉合電路時的條數(shù)變化情況，從而幫助學生得出最終結(jié)論.通過這樣化無形為有形的教學方法能夠很好地在培養(yǎng)學生動手能力的同時激發(fā)學生思維的靈活性，將一些抽象的物理概念進行轉(zhuǎn)換，以一種更加直觀易懂的形式展現(xiàn)在學生面前，更好的幫助學生克服物理學習過程中的困難，從而達到提高物理課堂教學效率的目標.

二、變靜態(tài)為動態(tài)來彌補過程變化

高中物理的知識點中蘊含著許多不同的、抽象的物理量，而這些物理量有的時候并不是一個定值，它會隨著外界的條件變化而隨之改變，這樣的情況會讓學生在進行學習的過程中無法正確地掌握他們的變化規(guī)律.那么針對這種情況，教師就可以采用多媒體技術(shù)來將這些物理量由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)，降低學生學習過程中對于想象力的要求，突破學生的思維障礙，讓學生更好的掌握整個物理變化過程.

例如：在進行“靜力學的動態(tài)平衡問題”這一部分的教學時，教師可以從其中所涉及的彈力靜摩擦力等力的動態(tài)變化出發(fā)，通過多媒體技術(shù)將力的變化過程展現(xiàn)出來.首先，教師可以利用flash這個軟件來進行“斜面、擋板和球”的課件制作.接著，教師而言利用鼠標的移動來改變旋轉(zhuǎn)擋板的角度，讓學生從不同的角度出發(fā)，觀察各個力大小和方向的變化.再例如：在進行“機械波”這部分的實驗教學過程中，教師可以從“質(zhì)點之間的運動關(guān)系”這一部分較為困難的知識點入手，通過繩波和水波的實驗來幫助學生對運動情況進行理解.首先，教師可以利用多媒體技術(shù)的課件制作來展現(xiàn)質(zhì)點在各自平衡位置的機械振動和質(zhì)點間的相位關(guān)系，這樣學生就能夠更加直觀的對質(zhì)點進行觀察，得出“質(zhì)點并沒有隨波的傳播而發(fā)生遷移”這一結(jié)論.通過這樣變靜態(tài)為動態(tài)的方法能夠很好地對實驗過程進行彌補，讓學生對實驗中一些較為抽象的內(nèi)容進行動態(tài)理解，能夠提高學生對物理知識的認知，幫助學生用最快的速度糾正一些錯誤的認知，從而得出正確的物理結(jié)論.同時，這樣的方法還可以應用于一些作用過程可見度小、作用時間短、不易觀察、受實驗限制和具有危險性的實驗，這樣不僅能夠保證學生的安全還能彌補學生思維推理的缺陷，對物理實驗教學具有積極地推動作用.

三、轉(zhuǎn)不真為仿真來彌補實驗條件

計算機仿真是我國現(xiàn)代科學研究中的一項最新的先進技術(shù)，其中有模擬核實驗、模擬導彈運行軌跡實驗等等.這些仿真實驗不僅突破了現(xiàn)實中的條件限制，而且能夠很好的減少干擾因素.而在我們的物理實驗教學過程中，教師通常都是帶領學生在實際環(huán)境中進行實驗學習，這樣的方式雖然能夠提高學生的動手能力，但這樣實驗得出的結(jié)果也容易受到環(huán)境因素的影響與干擾.同時，“仿真物理實驗室”這個最近受到廣泛推廣的應用就是計算機虛擬技術(shù)研究的成果，它是通過物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的探索和創(chuàng)設而構(gòu)建的虛擬環(huán)境，而這個環(huán)境對于學生來說是一個很好的自主探究平臺，在這個平臺中，學生可以按照自己的想法對物理知識進行探索.因此，教師可以利用多媒體技術(shù)來讓學生在完成實驗后進行仿真物理實驗，通過虛擬的形式來將物理情景展現(xiàn)出來，引領學生對物理問題和解決方法進行深入地研究.

例如：在進行“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系研究”這一部分的教學過程中，教師可以通過相應的多媒體軟件來將需要的物理量進行設置，形成一個仿真實驗過程.首先，教師可以通過“仿真物理實驗室”這一軟件來對物理量進行設置，其中分別包含了平直軌道、小車、滑輪、砝碼等物品，并且對于重力場環(huán)境也進行了設定.在一切設定就緒后，教師就可以讓學生根據(jù)教材進行實驗過程的模仿，通過改變和控制m或M的質(zhì)量來計算物體的加速度.接著，再根據(jù)最后得出的數(shù)據(jù)進行分析，總結(jié)出質(zhì)量與加速度之間的關(guān)系，以及外力與加速度的關(guān)系.再例如：在進行“單擺”實驗的過程中，教師可以再次利用相應的軟件來提供實驗裝置，讓學生通過改變不同的物理參數(shù)來對實驗過程進行觀察.首先，教師可以利用“仿真物理實驗室”這個軟件為實驗提供一個單擺裝置.然后，教師在設定相應的物理參數(shù)，如：擺長、擺角、擺球質(zhì)量、振幅、阻力等等.接著，教師可以讓學生在進行擺動實驗的過程中，將擺球的速度、加速度矢量和各時刻的瞬時數(shù)據(jù)所形成的圖像進行展示，讓學生通過對圖像的觀察來了解各個物理量的變化.最后，學生就可以根據(jù)這樣的物理實驗來總結(jié)出與單擺周期相關(guān)的因素和無關(guān)的因素，如：擺球質(zhì)量等無關(guān)因素，擺長、重力加速度等有關(guān)因素，并且還可以適當?shù)氐贸鏊麄冎g的關(guān)系，也就是相應的周期公式.除此之外，牛頓第一定律作為一種具有象征性的理想實驗，他在實驗教學中對于抽象思維具有一定的要求.那么在這樣的情況下，教師就可以利用仿真實驗來對接觸面進行構(gòu)建，尤其是光滑的運動面.這樣的方式能夠直觀地觀察到絕對光滑物體上的勻速直線運動，有助于學生對運動與d之間關(guān)系的理解，同時也能對當年亞里士多德得出錯誤結(jié)論的原因做出相應解釋.通過這樣轉(zhuǎn)不真為仿真的實驗教學方式能夠很好地彌補實驗條件在現(xiàn)實生活中存在的不足，幫助學生在現(xiàn)實生活中構(gòu)建出一個虛擬的環(huán)境，并且可以在這個虛擬的環(huán)境中根據(jù)自身學習的要求進行變量，從而加強對于物理實驗的理解，更加高效地進行物理知識的學習.

綜上所述，實驗教學是物理教學的重要目標之一，對于物理教學來說是一項必不可少的教學任務.而多媒體作為新時代興起的一種教學輔助工具，越來越受到教師的歡迎，同時對于教師教學和學生學習來說，都具有一定的積極作用.教師可以利用多媒體技術(shù)來化無形為有形、變靜態(tài)為動態(tài)、轉(zhuǎn)不真為仿真，從而彌補抽象思維、過程變化、實驗條件的不足，從而提高高中生的綜合物理水平.