巧借現(xiàn)代信息技術(shù)，演繹精彩實(shí)驗(yàn)課堂
——信息技術(shù)在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

江蘇省張家港市第八中學(xué)(215600)

丁云吉●

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巧借現(xiàn)代信息技術(shù)，演繹精彩實(shí)驗(yàn)課堂
——信息技術(shù)在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

江蘇省張家港市第八中學(xué)(215600)

丁云吉●

本文結(jié)合具體實(shí)例，從化抽象為直觀、化瞬間為定格、化動(dòng)態(tài)為靜態(tài)，三方面探討了利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)初中物理課堂演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化策略，以期能讓學(xué)生更好的觀察物理現(xiàn)象，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，優(yōu)化物理教學(xué).

初中物理；演示實(shí)驗(yàn)；信息技術(shù)

實(shí)驗(yàn)，是物理課改永恒的主題.在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是不容忽視的重要組成，是全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、落實(shí)物理課程目標(biāo)的重要途徑.而演示實(shí)驗(yàn)又是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要組成部分，演示實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、得出物理規(guī)律有著重要的作用.在新課的教學(xué)中，幾乎每節(jié)課都需要呈現(xiàn)，可以說，演示實(shí)驗(yàn)的成敗直接關(guān)乎著教學(xué)質(zhì)量能否得以提高.但是，傳統(tǒng)的物理演示實(shí)驗(yàn)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室條件、呈現(xiàn)方式等原因存在著明顯的不足，很難滿足學(xué)生的觀察和學(xué)習(xí)所需.現(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用，正好可以突破傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的條件限制，使教學(xué)視聽化、形聲化，變抽象為具體，起到補(bǔ)充和強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)的效果.下面，筆者就結(jié)合具體實(shí)例，就初中物理課堂演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化略談淺見，以供同行參考.

一、化抽象為直觀，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

有的演示實(shí)驗(yàn)效果不明顯，有的實(shí)驗(yàn)雖然效果好卻可見度低，影響結(jié)論的得出.而現(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用，可以突破實(shí)驗(yàn)器材的限制，或是Flash課件演示，或是實(shí)物投影儀的展示，再配以教師的說明，不僅可以將實(shí)驗(yàn)過程通過大屏幕展現(xiàn)出來，讓學(xué)生清晰的觀察到更多的物理現(xiàn)象，同時(shí)也能將實(shí)驗(yàn)效果顯著化，化抽象為直觀，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，豐富教學(xué)內(nèi)容，有效探究物理規(guī)律.

例如滑動(dòng)變阻器的內(nèi)容是初中物理最為重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容之一，在中考的主觀題、客觀題中都占有較重的比例.但在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，如何通過向左、向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭，利用電阻絲的變化來改變電阻大小，并且通過在頭腦中進(jìn)行想象出通過滑動(dòng)變阻器的電流，建立起對(duì)應(yīng)的模型，一直是學(xué)生的理解的難點(diǎn)所在.為了突破這一難點(diǎn)，教師可以利用現(xiàn)代信息技術(shù)的直觀優(yōu)勢(shì)來解決這一難點(diǎn)，化原本抽象的物理知識(shí)為清晰直觀的顯現(xiàn)，讓學(xué)生更為清晰地認(rèn)識(shí)和理解滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻.通過Flash腳本里的相關(guān)函數(shù)和其中的影片、幀等制作相關(guān)的模擬動(dòng)畫，將滑動(dòng)變阻器中流過電流的部分設(shè)置成紅色顯示，一旦滑動(dòng)變阻器的滑片出現(xiàn)變化，那么之前用紅色顯示模式顯現(xiàn)出的變阻器流過的電流也隨之發(fā)生相應(yīng)的改變，這樣的呈現(xiàn)方式使得部分想象力不足的學(xué)生得到了彌補(bǔ)性的理解，借助信息技術(shù)使學(xué)生直觀、清晰地看到電流流過滑動(dòng)變阻器的路徑，培養(yǎng)學(xué)生的分析判斷與邏輯推理能力，更好地理解滑動(dòng)變阻器的工作原理.同時(shí)，因?yàn)殡y點(diǎn)的定位突破，也能有激發(fā)學(xué)生探究的興趣，激活學(xué)生的物理思維，學(xué)生會(huì)更加積極主動(dòng)的投入到探究活動(dòng)中，才能使學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器各種功能的理解和運(yùn)用做到了如指掌.

此外，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)可見度的提高和實(shí)驗(yàn)效果的顯著，同時(shí)也能向?qū)W生展示平時(shí)無法手工演示的實(shí)驗(yàn)，如視頻播放或模擬宇宙飛船、原子彈爆炸等場(chǎng)面，通過大屏幕展現(xiàn)出來，讓學(xué)生在直觀的觀察中得到前所未有的震撼，增長(zhǎng)學(xué)生的見識(shí)，可以起錦上添花的作用.

二、化瞬間為定格，培養(yǎng)思維能力

在物理實(shí)驗(yàn)中，有不少實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，如運(yùn)動(dòng)物體所處的位置、軌跡、圖像等，現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間很短，很難讓實(shí)驗(yàn)者和觀察對(duì)象進(jìn)行及時(shí)的測(cè)量和記錄.利用現(xiàn)代信息技術(shù)，可以將有關(guān)信息記錄下來，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，是最為方便和有效的留跡法，從而讓瞬時(shí)性的難以觀察清楚的物理現(xiàn)象得以動(dòng)態(tài)再現(xiàn)，方便教師分段演示、定格講解，使學(xué)生便于觀察，從而讓學(xué)生感受到物理實(shí)驗(yàn)是真實(shí)和清晰的，是奇妙和有趣的.

以初中物理“內(nèi)能”的演示實(shí)驗(yàn)為例，教材上的實(shí)驗(yàn)過程是：將裝上水的試管用酒精燈加熱，從而觀察到試管內(nèi)的水由于加熱而膨脹，繼而將活塞推出，這時(shí)發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)的氣體由于液化的原因而變成了白色，從而得出沖出的氣體對(duì)外做功內(nèi)能減少的結(jié)論.然而在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師通常是在講臺(tái)上進(jìn)行演示，離學(xué)生較遠(yuǎn)，再加上實(shí)驗(yàn)器材本身又較小，試管中的氣體沖出是在一瞬間完成的，如此短暫的時(shí)間很難讓學(xué)生觀察到試管中的氣體所發(fā)生的顏色變化，因而不能自主得出結(jié)論.為此，在課堂進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，教師可以借助照相機(jī)、手機(jī)等的錄像功能，錄下整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，借助計(jì)算機(jī)重新播放剛才的實(shí)驗(yàn)畫面，有選擇性的將氣體沖出試管的畫面利用播放器進(jìn)行慢放，截取這一畫面進(jìn)行定格展示，使學(xué)生清晰的觀察到氣體由于液化變成白色、沖出試管的那一瞬間的精彩變化，從而對(duì)得出的結(jié)論也能夠更加信服，更好地理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)，在分析這一瞬間信息的過程中更好的了解并掌握內(nèi)能的相關(guān)概念與改變的表現(xiàn)等相關(guān)知識(shí).

可見，多媒體技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的動(dòng)態(tài)再現(xiàn)，不僅便于學(xué)生清晰的觀察，也便于教師方便的定格講解，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，更好的探究物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì).這不僅可以運(yùn)用于瞬時(shí)性的演示實(shí)驗(yàn)中，也可以有效運(yùn)用于現(xiàn)階段不可能做到的實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)象不清晰的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生親身觀察模擬實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的物理奇妙現(xiàn)象，彌補(bǔ)傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)無法做到的弊端，激起學(xué)生探究物理現(xiàn)象的欲望，更加深刻的理解現(xiàn)象背后的本質(zhì)含義.

三、化動(dòng)態(tài)為靜態(tài)，完善知識(shí)體系

實(shí)驗(yàn)的過程是動(dòng)態(tài)變化的過程，有些實(shí)驗(yàn)過程太快或太慢，很難讓學(xué)生察覺到或抓住某一時(shí)刻的瞬間變化，造成理解上的偏差，影響正確結(jié)論的得出.因此，教師可以通過現(xiàn)代信息技術(shù)的的頻閃照片來解決這一難題，將運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過程轉(zhuǎn)化成靜態(tài)的理論分析，便于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行有效分析，進(jìn)而得出正確的結(jié)論，完善知識(shí)體系.

例如在學(xué)習(xí)機(jī)械能的轉(zhuǎn)化這部分內(nèi)容時(shí)，教師以演示實(shí)驗(yàn)證明動(dòng)能與彈性勢(shì)能間可以相互轉(zhuǎn)化，首先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，在導(dǎo)軌的一端處固定住彈簧，讓小球沿著導(dǎo)軌向彈簧方向滾過去，當(dāng)小球與彈簧發(fā)生撞擊，并被彈簧彈出而往反方向運(yùn)動(dòng).這時(shí)，受到撞擊的小球的速度過程是逐漸減小，繼而為零.此時(shí)，被固定的彈簧也被逐漸壓縮直到形變量達(dá)到最大.對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察和分析后，可以發(fā)現(xiàn)裝置中的小球的速度與動(dòng)能都是呈相應(yīng)減少之勢(shì)，相反，彈簧的形變量與彈性勢(shì)能卻呈逐漸變大之勢(shì).同理，當(dāng)小球被彈出時(shí)，彈簧的形變減小，相應(yīng)的彈性勢(shì)能則自動(dòng)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.因此，可以推斷出動(dòng)能與彈性勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的.然而，這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程相當(dāng)短暫，即使重復(fù)實(shí)驗(yàn)，也無法滿足每一位學(xué)生的觀察需要.為此教師可以通過現(xiàn)代信息技術(shù)的頻閃照片將彈簧的形變過程以照片的形式向?qū)W生清晰呈現(xiàn)，化動(dòng)態(tài)過程為靜態(tài)分析，讓學(xué)生能夠從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中順利分析并總結(jié)出相應(yīng)結(jié)論，深刻理解動(dòng)能與彈性勢(shì)能能夠相互轉(zhuǎn)化的本質(zhì)含義.

同樣，在機(jī)械能轉(zhuǎn)化的教學(xué)中，以“單擺”的演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，在這個(gè)過程中，擺球從高處擺到最低點(diǎn)，隨著高度的逐漸變小，擺球的速度不斷加快，得出結(jié)論：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能.而當(dāng)擺球從最低點(diǎn)向最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺球的速度則隨著高度的逐漸增加而不斷減小，得出結(jié)論：動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能.而在這一實(shí)驗(yàn)過程中，教師同樣可以利用單擺的頻閃照片幫助學(xué)生更有針對(duì)性的觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而得出正確的計(jì)算、分析與結(jié)論.

總之，演示實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科中不容忽視的重要環(huán)節(jié).借助現(xiàn)代信息技術(shù)，可以化抽象為直觀、化瞬間為定格，更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新精神的培養(yǎng).在教學(xué)中，教師應(yīng)認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特性和不可替代性，積極探索利用信息技術(shù)調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種感覺器官，讓學(xué)生獲得生動(dòng)的感性知識(shí)，提高學(xué)生的思維能力與學(xué)習(xí)效率，借助演示實(shí)驗(yàn)，真正讓物理課堂回歸精彩.

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