利用信息技術優(yōu)化物理實驗課教學

歐克金

【摘 要】 在實際教學中應該把握的原則：“能做實驗”的補充、“難做實驗”的模擬。信息技術與課程整合的目的，是補充傳統(tǒng)教學的不足，但應該發(fā)揚傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢，通過信息技術與課程整合，使計算機多媒體為中學物理教學更好地發(fā)揮作用。

【關 鍵 詞】 信息技術；物理；實驗；教學

一、傳統(tǒng)物理實驗教學與現(xiàn)代信息技術整合的需求

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，絕大多數(shù)物理規(guī)律都是在實驗的基礎上，經(jīng)過抽象思維演繹出來的。物理實驗在物理教學中占有相當重要的地位，它是科學探究的重要一環(huán)，有助于培養(yǎng)學生科學探究能力和實踐能力，幫助學生理解知識點。

物理實驗分為教師演示實驗和學生探究實驗。教師演示實驗由于受實驗條件、時間、空間等因素的限制，往往存在著可見度小、效果不明顯、實驗成功率低等問題，影響學生對物理規(guī)律的認同。物理新課標將學生實驗由驗證性實驗改為探究性實驗，使學生實驗的難度加大。不少實驗操作復雜，步驟煩瑣，應注意事項很多，學生往往出現(xiàn)步驟錯亂，甚至操作失誤等，影響實驗結論的得出。

在傳統(tǒng)教學過程中，學生對這一切的把握依賴于直觀的實驗觀察和教師在黑板上的講解。怎樣克服實驗教學的不足，提高實驗教學的效果和效率，一直是我們物理教師苦苦思索的問題。

隨著現(xiàn)代信息技術的推廣和普及，班班通已經(jīng)進入校園?，F(xiàn)代化教學手段為實驗教學中存在問題的解決提供了可能。現(xiàn)代信息技術的演示功能與物理實驗教學整合，輔助教師演示實驗和學生探究實驗的教學，合理利用現(xiàn)代信息技術，可以優(yōu)化實驗教學過程，提高教學效果。

二、現(xiàn)代信息技術與傳統(tǒng)物理實驗教學整合的優(yōu)勢

現(xiàn)代信息技術應用于常規(guī)教學的一項重要功能是演示。將其演示功能與物理實驗教學整合，可以突破實驗的時空限制、條件限制，將微觀的、靜態(tài)的、不可見的、不明顯的實驗現(xiàn)象宏觀化、動態(tài)化、形象化、顯著化，就可以使學生們看到想看而看不到的現(xiàn)象，激發(fā)學生興趣，提高課堂效率。合理利用多媒體教學技術，可以優(yōu)化實驗教學過程，從而更好地理解物理現(xiàn)象的本質，提高學生的實驗能力，提高教學效果。

1. 利用信息技術的模擬功能，能夠把一些不易觀察清楚、難于操作或現(xiàn)實中不可能直接操作的實驗內(nèi)容，通過動畫模擬的形式，把微觀放大、宏觀縮小、瞬間變慢?？梢噪S時定格講解，可以分段演示，使學生便于觀察，從而形成鮮明的感性認識，為進一步形成物理概念，理解物理規(guī)律，并上升為理性認識奠定基礎。

2. 對現(xiàn)象不清晰的實驗，需要用計算機科學動態(tài)模擬補充。當然，在“補充”之前還是要先做實驗的，如練習使用電流表測電流時，先讓學生親自動手連接電路并測量電路中電流的大小，有的學生可能對電流表的讀數(shù)存在困難，然后再利用模擬演示可以在大屏幕觀看電流表的使用規(guī)則及讀數(shù)方法，學生通過兩三次的練習讀數(shù)，都能基本上掌握了電流表的使用方法和讀數(shù)方法。

3. 對受時空的限制或現(xiàn)階段不可能做的實驗，可以完全用多媒體來支持實驗教學。如證明分子不停地做無規(guī)則運動的擴散實驗中，清水和硫酸銅溶液的擴散需要大約一個月才能完成，鉛和金的擴散需要幾年才能有較明顯的現(xiàn)象，這在課堂45分鐘內(nèi)是無法實驗的，用動畫課件，演示由于液體分子在不停地做無規(guī)則運動，致使硫酸銅溶液和水的界面由清晰而逐漸模糊、進而整杯水變成淡藍色的過程；演示由于固體分子在不停地做無規(guī)則的運動，致使經(jīng)過若干年后，金片里面有鉛分子，鉛片里面有金分子。幾分鐘內(nèi)即可完成這些實驗，并且現(xiàn)象明顯，使學生在短時間內(nèi)感知很長時間才能觀察到的實驗現(xiàn)象。

4. 對于一些違犯操作規(guī)程，可能給實驗或實驗器材造成不良后果的操作，也可以完全用多媒體課件模擬這樣做的后果。如在傳統(tǒng)電學實驗課時，通常會告訴學生，電流表的接線柱不能接錯，電壓表不能超過量程，電池組不能短路。很多實驗不允許學生自己操作，這些規(guī)定無形中扼殺了學生的創(chuàng)造性思維，而有些學生自主意識很強，常常會進行一些“地下操作”，最終損壞了儀器。其實，這些“破壞性”強的學生實際上也是動手能力、創(chuàng)造能力強的學生。在網(wǎng)絡環(huán)境下，倡導學生自主探討性實驗，既可保護儀器又能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，并能把很多傳統(tǒng)實驗做不到的效果一一再現(xiàn)出來。

5. 將微觀的化為宏觀的，將不可見的化為可見的。物理實驗中，很多是微觀的、看不見的，只能從現(xiàn)象上推測。運用課件，可以把微觀的化為宏觀的，將不可見的化為可見的，形象直觀地呈現(xiàn)給學生，提高教學效率。

三、現(xiàn)代信息技術與傳統(tǒng)物理實驗教學整合途徑

1. 合理利用多媒體和實物投影，提高演示實驗的可視度。在物理實驗教學中，我們經(jīng)常需要做一些演示實驗，給學生提供觀察的對象，要求學生有目的地進行觀察，然而有一些演示實驗由于其可見度不高，或受環(huán)境條件的限制，觀察僅是前排學生的專利，而后排學生只能看看熱鬧而己，利用多媒體可提高演示實驗的可見度，培養(yǎng)學生的注意品質，不僅教師可以輕松操作，學生也可以看得更清楚，而且實驗中出現(xiàn)故障也少許多。甚至還可以利用實物投影放大實驗器材，增強實驗效果。

2. 利用錄像，讓學生觀察到不容易觀察到的實驗現(xiàn)象。物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，直觀教學在物理教學過程中占有相當重要的地位。傳統(tǒng)的直觀教學主要是運用演示實驗進行的。但有的演示現(xiàn)象瞬息即逝，有的限于條件，演示效果很差，使學生對許多物理知識的理解不能充分建立在直觀感知的基礎上。合理運用多媒體輔助教學可以給學生提供從未涉及過的事物，可以模擬微觀世界、復雜的物理現(xiàn)象和物理過程等，化抽象為具體、化復雜為簡捷，創(chuàng)建直觀性和動態(tài)性情境，能最大限度地激發(fā)學生對物理的學習興趣?？墒拐n堂生動、活潑，讓學生在輕松歡悅的氣氛中學習，接收知識快，課堂效率高。

四、現(xiàn)代信息技術與物理實驗教學整合的要求

一些課堂上無法完成的演示實驗，或實驗效果不好的實驗，用信息技術手段來模擬和展現(xiàn)，是無可厚非的。但物理學是以實驗為基礎的學科，做好實驗是學好物理的關鍵。讓學生通過觀察、探究來獲得知識，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和實踐能力的重要途徑。在實際教學中，要把握好多媒體的輔助性，不能課件全盤代替物理實驗。多媒體只是一個輔助工具，因此應用要適時恰當、科學合理，以免弄巧成拙。物理學科的特點就是通過對實驗的觀察并通過討論總結得出結論。在這個過程中，學生通過觀察和動手實驗，能逐漸掌握觀察、實驗、類比、對比、轉換等方法，最重要的是學生通過實驗活動、動手能力、分析概括能力等各方面的能力都能得到提高。如果用多媒體把一些實驗制作成動畫課件，上課時教師在熒幕上演示實驗過程，實驗效果也非常明顯。從表面上看教師上課容易了，教師在熒幕上指一指、講一講，好像把實驗過程講明白了，結論也非常清楚。但是學生沒有動手、動腦的機會，一個很好的探索學習的機會就變成了電子版的填鴨式教學過程。因此在物理教學中，多媒體輔助教學課件不能全盤代替物理實際實驗。

教師在將現(xiàn)代信息技術的演示功能與演示實驗教學的整合過程中，應該注意處理好二者的關系。一方面，不能用模擬實驗代替實物實驗。模擬實驗只能起到輔助實物實驗的作用。另一方面，對于效果好的演示實驗，可以不用課件演示。課件制作起來耗時耗力不說，搞不好會手忙腳亂，影響教學效果，也有“畫蛇添足”之嫌。當然，對現(xiàn)象清晰的實驗，必須要堅持做好實驗。物理實驗是真實的，是學生最可信賴的事實。計算機模擬物理實驗是虛擬的，是以物理實驗為基礎的，是物理實驗的補充。

所以，采用現(xiàn)代信息技術手段不能完全替代傳統(tǒng)物理實驗教學，只能是一個補充。所以我們在實際教學中，應該把握的原則：“能做實驗”的補充、“難做實驗”的模擬。信息技術與課程整合的目的，是補充傳統(tǒng)教學的不足，但應發(fā)揚傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢，通過信息技術與課程整合，使計算機多媒體為中學物理教學更好地發(fā)揮作用。

【參考文獻】

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