信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)探究

李景發(fā)

摘要:本文結(jié)合教學(xué)實(shí)例探討了利用多媒體課件進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)也闡述了多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:信息技術(shù);物理實(shí)驗(yàn);優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-6148(2009)11(S)-0068-2

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要一環(huán)。豐富多彩、生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn),利用實(shí)驗(yàn)課不僅可以讓學(xué)生記住某些相關(guān)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)步驟,而更為重要的是能夠使學(xué)生透徹理解并且完全掌握得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程。

隨著計(jì)算機(jī)多媒體信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的普及,越來(lái)越多的學(xué)校在課堂教學(xué)中應(yīng)用了多媒體的輔助手段進(jìn)行課堂教學(xué)。它是教師用以傳授知識(shí)傳遞教學(xué)信息的物質(zhì)媒介。特別是在表現(xiàn)一些抽象的概念和不易觀察的物理現(xiàn)象時(shí),用多媒體輔助教學(xué),可以起到極好的作用,收到顯著的效果。多媒體課堂教學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)更好結(jié)合是我們進(jìn)一步的目標(biāo)。

1 在物理課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,利用多媒體課件進(jìn)行輔助教學(xué)可收到較好效果的若干范例

(1)在物體間的相互作用時(shí)間很短,物理過(guò)程不易觀察的物理現(xiàn)象中,或需慢鏡頭觀察的實(shí)驗(yàn)演示中可以應(yīng)用多媒體課件。如兩個(gè)小球的碰撞過(guò)程,作用時(shí)間很短,可以通過(guò)多媒體課件進(jìn)行演示觀察;分子的運(yùn)動(dòng)、容器壁受到的氣體的壓力這些現(xiàn)象在宏觀情況下不易觀察,可以用多媒體課件進(jìn)行模擬演示說(shuō)明;平拋物體的運(yùn)動(dòng)雖然是宏觀物體的運(yùn)動(dòng),但是過(guò)程進(jìn)行得較快,在課堂上做了演示實(shí)驗(yàn)后,再利用多媒體課件配合說(shuō)明合運(yùn)動(dòng)與各分運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系會(huì)收到很好的效果。

(2)多媒體課件應(yīng)用在物理過(guò)程中比較抽象、語(yǔ)言不宜表達(dá)的物理現(xiàn)象演示中,如波的疊加、波的干涉、波的衍射等物理過(guò)程,很難用語(yǔ)言表達(dá)清楚,即使利用掛圖和板畫(huà)也很難說(shuō)清楚振動(dòng)疊加后形成干涉現(xiàn)象的過(guò)程,利用課件的動(dòng)畫(huà)效果可以很好地表現(xiàn)這種不易表達(dá)清楚的物理過(guò)程。

(3)多媒體應(yīng)用在某些演示實(shí)驗(yàn)器材很小,不易觀察的物理現(xiàn)象教學(xué)中,可以利用實(shí)物投影儀進(jìn)行放大分析,如游標(biāo)卡尺,螺旋測(cè)微器,在課堂中做演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生很難看清楚,可以利用實(shí)物投影進(jìn)行觀察,也可以做成課件,來(lái)進(jìn)行練習(xí)讀數(shù)的教學(xué)。

(4)在復(fù)習(xí)內(nèi)容較多、板書(shū)量較大時(shí),可以采用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)。以電磁感應(yīng)一節(jié)課的教學(xué)為例,在這一節(jié)課中,可以利用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性教學(xué),可以以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的三種情況,即:磁鐵在線圈中上下運(yùn)動(dòng)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的位置、或者開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)改變小線圈的電流,從而使大線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流;導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,分別讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。為了節(jié)省時(shí)間,便于學(xué)生連接電路,可以讓電路的三個(gè)聯(lián)接圖分別出現(xiàn)在屏幕上,并在屏幕上顯示出學(xué)生實(shí)驗(yàn)中需要觀察的內(nèi)容,學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論后,要對(duì)這些表面的現(xiàn)象進(jìn)行深入的分析,找出電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。需要對(duì)三種情況進(jìn)行比較、綜合、分析,在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)每一種情況進(jìn)行分析時(shí),可以借助多媒體,進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示,在前兩種情況中,可以通過(guò)穿過(guò)線圈中磁感線的變化說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變化,即:前兩種情況都是穿過(guò)線圈中的磁場(chǎng)的變化使線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,第三種情況可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)效果再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明線圈的面積發(fā)生變化,使閉合電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,綜合三種情況分析,可以引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。

(5)在普通物理課堂的演示實(shí)驗(yàn)中,由于受到常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器和環(huán)境本身的限制,實(shí)驗(yàn)效果常不如人意。而通過(guò)多媒體技術(shù)模擬一些重要的,現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下難以完成的物理實(shí)驗(yàn),可彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的不足,提高物理實(shí)驗(yàn)的演示效果。制作“凸透鏡成像”讓學(xué)生探索凸透鏡成像的條件、物的位置、像的觀察范圍等;制作“彈簧振子”讓學(xué)生探索彈簧振子的回復(fù)力、加速度、速度、位移四者的關(guān)系等。學(xué)生在探索中學(xué)習(xí),在嘗試中成功,對(duì)所學(xué)內(nèi)容就有更深層次的理解, 同時(shí)有助于數(shù)理之間的聯(lián)系和物理圖景的動(dòng)態(tài)分析。

(6)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境還可以提供一些學(xué)生在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法體驗(yàn)的情景,例如電流表的接線柱不能接錯(cuò)、電壓表不能超過(guò)量程,電池組不能短路。很多實(shí)驗(yàn)不允許學(xué)生自己操作,這些規(guī)定無(wú)形中扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在信息技術(shù)環(huán)境下,倡導(dǎo)學(xué)生自主探討實(shí)驗(yàn),既可保護(hù)儀器又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,并能把很多傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)做不到的效果再現(xiàn)。再如重力加速度對(duì)單擺周期的影響,可以虛擬不同重力加速度情形,來(lái)觀察對(duì)單擺周期的影響,起到了較好效果。

課件在運(yùn)用過(guò)程中切記不要嘩眾取寵,喧賓奪主,不要為了應(yīng)用多媒體課件而去應(yīng)用多媒體課件,擺花架子,做表面文章。要明白任何多媒體課件的應(yīng)用都是教學(xué)的輔助手段,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不能全部拋開(kāi)。

2 利用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該注意的問(wèn)題

在一次觀摩課活動(dòng)中,我們看到了通常使用的小鐵屑加投影儀的實(shí)驗(yàn)組合,學(xué)生們好奇的目光始終追隨著老師的實(shí)驗(yàn),看到輕敲玻璃板時(shí)磁鐵周?chē)男¤F屑在某種“神奇的力量”下竟然“聽(tīng)話地”排出規(guī)則的形狀,學(xué)生們興致勃勃,課堂內(nèi)充滿著探究的喜悅。如果沒(méi)有最后的點(diǎn)睛之筆,我們幾乎認(rèn)為這是一堂傳統(tǒng)意義上的“好課”,但是高潮出現(xiàn)在整節(jié)課的最后:當(dāng)講解到磁體周?chē)拇艌?chǎng)是存在于整個(gè)空間的、是立體的、而不是平面時(shí),教師終于用了電腦,他播放了兩段三維動(dòng)畫(huà),模擬了磁感線從磁體北極到南極的指向及空間分布,動(dòng)態(tài)、立體、清晰的畫(huà)面帶來(lái)的強(qiáng)烈視覺(jué)沖擊使學(xué)生不由自主地發(fā)出了陣陣驚嘆,多媒體的合理應(yīng)用取得了絕佳的效果,也將課堂氣氛推向了高潮。

再如“單擺振動(dòng)周期”一節(jié)課觀摩教學(xué),雖然有現(xiàn)成課件,可通過(guò)改變擺球質(zhì)量、改變振幅、改變擺長(zhǎng)、改變重力加速度來(lái)觀測(cè)影響周期因素。這樣雖簡(jiǎn)便易行,但會(huì)給學(xué)生們一種不真實(shí)感,無(wú)法給學(xué)生們呈現(xiàn)物理規(guī)律探究方法、更無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生上課的探究情緒。因此,觀摩課上可讓學(xué)生先猜想影響單擺周期因素,然后再利用單擺實(shí)驗(yàn)定性驗(yàn)證學(xué)生們的猜想,這就很容易激起學(xué)生的探索欲望,使學(xué)生感受到物理真知來(lái)源于生活、來(lái)源于對(duì)事物的探索。

因此,能夠做的演示實(shí)驗(yàn),就不要人為地去做成多媒體課件在課堂中演示,只有實(shí)驗(yàn)才是真實(shí)可信的。物理概念和規(guī)律都是來(lái)源于生活、生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)實(shí)驗(yàn),特別是中學(xué)物理中的大部分概念、規(guī)律都來(lái)源于生活實(shí)際,很多生活中的物理現(xiàn)象,學(xué)生平時(shí)已有感受,只是不注意觀察思考而已,課堂中結(jié)合生活中的實(shí)際例子,再配合必要的演示實(shí)驗(yàn),完全可以產(chǎn)生很好的教學(xué)效果。如果盲目的追求多媒體課件的運(yùn)用,反而會(huì)適得其反。如在講全電路歐姆定律時(shí),本來(lái)演示實(shí)驗(yàn)就能夠很好地說(shuō)明電路中的電流與電阻之間的關(guān)系,而非要做成課件,在屏幕上放映通過(guò)改變電阻使其電流自動(dòng)變化,去說(shuō)明電路中電流和電阻間的關(guān)系,這樣學(xué)生會(huì)認(rèn)為是假的,這些變化是你人為做出來(lái)的課件,不一定是真實(shí)的情況。多媒體信息技術(shù)永遠(yuǎn)不可能全部取代傳統(tǒng)的課堂演示,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)能夠充分地發(fā)揮師生的互動(dòng)作用,能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性,能夠使得師生充分地進(jìn)行課堂感情的交流,教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用才能夠得以更加充分的體現(xiàn)。即使使用多媒體課件進(jìn)行輔助教學(xué),在設(shè)計(jì)和制作的過(guò)程中,要注意,為避免學(xué)生視覺(jué)疲勞和分散注意力,模板色彩既不能太鮮艷,也不能過(guò)于呆板;保證界面簡(jiǎn)潔、文字醒目、條理清晰;動(dòng)畫(huà)效果應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容相配合,要緊密?chē)@教學(xué)主題,且不宜過(guò)多使用,否則會(huì)給人以眼花繚亂的感覺(jué)。教師在教學(xué)活動(dòng)中始終要處于主導(dǎo)地位,整個(gè)教學(xué)過(guò)程是在教師的操作下完成的。要擺正教師、媒體、學(xué)生三者之間的關(guān)系,學(xué)生比機(jī)器重要,機(jī)器為人所用。

3 小結(jié)

總之,在應(yīng)用多媒體輔助教學(xué)中,要突出重點(diǎn),重在表現(xiàn)那些抽象的概念和不易觀察的現(xiàn)象。絕不可用多媒體代替實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)才是真實(shí)的客觀實(shí)際。更不可搞花架子,為了應(yīng)用多媒體而應(yīng)用多媒體。而是切合實(shí)際地使用,真正起到應(yīng)有的作用。

(欄目編輯張正嚴(yán))