探究多媒體在高中物理實驗教學(xué)中的運用策略

摘 要：計算機技術(shù)是隨著科學(xué)不斷發(fā)展而形成的一項高科技成果，而多媒體技術(shù)則是計算機技術(shù)的一種延伸.在高中物理的實驗教學(xué)過程中，多媒體技術(shù)的輔助教學(xué)越來越受到教師的重視，其可以有效地提升教師的教學(xué)效率.本文從化無形為有形、變靜態(tài)為動態(tài)、轉(zhuǎn)不真為仿真這三個方面來探究多媒體技術(shù)對高中物理實驗教學(xué)的優(yōu)化作用，從而提高高中物理實驗教學(xué)效率.

關(guān)鍵詞：多媒體;高中物理;實驗教學(xué)

中圖分類號：G632 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1008-0333（2021）24-0078-02

收稿日期：2021-05-25

作者簡介：潘德榮（1968.11-），男，本科，中學(xué)高級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

物理是一門注重實驗基礎(chǔ)的自然性學(xué)科，但是受到教學(xué)條件和教學(xué)環(huán)境的局限，實驗教學(xué)對于大多數(shù)的教師來說，是一個無法很好普及到的領(lǐng)域，正是這樣一個薄弱的環(huán)節(jié)導(dǎo)致物理教學(xué)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(xué)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(xué)更加形象和直觀，從而提高課堂實驗教學(xué)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(xué)習(xí)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(lǐng)域也是一樣，物理實驗在物理教學(xué)中是一個關(guān)鍵的教學(xué)部分，一定程度的物理實驗教學(xué)對于學(xué)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(xué)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(xué)生更好地對物理知識進行理解.

例如：在進行“電磁感應(yīng)”這一部分的教學(xué)時，教師可以通過問題的設(shè)置來讓學(xué)生進行討論，并且在討論的過程中利用多媒體技術(shù)對學(xué)生進行引導(dǎo)，讓學(xué)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(yīng)”的相應(yīng)知識提出問題：“怎樣利用磁場獲得電流？”然后，教師再帶領(lǐng)學(xué)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(xué)生進行分組實驗探究和實驗現(xiàn)象分析，并且在學(xué)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(xué)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(xué)生得出最終結(jié)論.通過這樣化無形為有形的教學(xué)方法能夠很好地在培養(yǎng)學(xué)生動手能力的同時激發(fā)學(xué)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(xué)生面前，更好的幫助學(xué)生克服物理學(xué)習(xí)過程中的困難，從而達到提高物理課堂教學(xué)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(xué)生在進行學(xué)習(xí)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(xué)生學(xué)習(xí)過程中對于想象力的要求，突破學(xué)生的思維障礙，讓學(xué)生更好的掌握整個物理變化過程.

例如：在進行“靜力學(xué)的動態(tài)平衡問題”這一部分的教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生對物理知識的認知，幫助學(xué)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(yīng)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(xué)生的安全還能彌補學(xué)生思維推理的缺陷，對物理實驗教學(xué)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(xué)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(dǎo)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(xué)過程中，教師通常都是帶領(lǐng)學(xué)生在實際環(huán)境中進行實驗學(xué)習(xí)，這樣的方式雖然能夠提高學(xué)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(yīng)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(shè)而構(gòu)建的虛擬環(huán)境，而這個環(huán)境對于學(xué)生來說是一個很好的自主探究平臺，在這個平臺中，學(xué)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(xué)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(lǐng)學(xué)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(xué)過程中，教師可以通過相應(yīng)的多媒體軟件來將需要的物理量進行設(shè)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(shè)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(shè)定.在一切設(shè)定就緒后，教師就可以讓學(xué)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(yīng)的軟件來提供實驗裝置，讓學(xué)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(shè)定相應(yīng)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(xué)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(xué)生通過對圖像的觀察來了解各個物理量的變化.最后，學(xué)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(yīng)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(xué)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(xué)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(yīng)解釋.通過這樣轉(zhuǎn)不真為仿真的實驗教學(xué)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(xué)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí).

綜上所述，實驗教學(xué)是物理教學(xué)的重要目標之一，對于物理教學(xué)來說是一項必不可少的教學(xué)任務(wù).而多媒體作為新時代興起的一種教學(xué)輔助工具，越來越受到教師的歡迎，同時對于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)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.

參考文獻：

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[責(zé)任編輯：李 璟]