整合:傳統(tǒng)實驗教學的揚棄

吳宇春

摘要：現(xiàn)代信息技術與傳統(tǒng)實驗教學相整合，極大地推動了實驗教學的發(fā)展，也極大地提高了實驗教學的質量。在進行學科教學時，要揚長棄短。

關鍵詞：實驗；信息技術；揚棄；整合；創(chuàng)新

一、問題的緣起

隨著課程改革的深化。信息技術與課程整合成了我國教育改革的一個熱點。現(xiàn)在課堂教學更是形成了“無多媒體不成公開課”的局面。某節(jié)物理公開課上，教師幾乎用課件籠罩了整節(jié)課。課堂的形式就是不斷點擊鼠標，教師精心制作了一幅幅精美的畫面，教師的語言僅僅是讀出投影的內容，教師被鼠標牽制著一直站在講臺上，無法走近學生。所有的實驗是在電腦上“做”的，理由是實驗費時且容易失敗，幾乎所有的實驗在網上都有。可順手拈來。下課時，幾位學生感慨：“像看電影似的，真累!”，這不禁引起人們的思考：課堂上用了信息技術就是實現(xiàn)整合了嗎?進入網絡教室就是實現(xiàn)了高層次的整合了嗎?信息技術的引入，使實驗在教學中的地位削弱了嗎?信息技術能否代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗教學?

二、教育技術與實驗教學整合問題的應對

現(xiàn)代教育技術與學科整合的目的就是為了有效地改變傳統(tǒng)教學結構中四個要素(教師、學生、教材、教學媒體)的地位和作用。因此評判是否實現(xiàn)信息技術與學科課程整合的標準，不是看課堂教學中是否用了電腦、多媒體、網絡。而是要審視在使用了信息技術后教學結構中四要素的地位和作用與傳統(tǒng)教學的教學結構相比，發(fā)生了哪些改變。是否向著以學生為中心改變?

1、整合應揚傳統(tǒng)學科特色之長

物理是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗是物理教學的重要組成部分，也是學生獲得知識的一個重要環(huán)節(jié)。當前，我校每個學科都在進行整合教學的探索與實踐，為培養(yǎng)“全面兼具特長”的人才，學校歷來都很重視實驗室的建設。我校無論教學硬件配制還是軟件支持都達到一流水平，這為實驗教學的開展提供了有力的保證。我們學校每年物理實驗的開出率都是lOO％，而且還增加了一些課本中沒有，但對學生理解教材有一定啟發(fā)作用的實驗。例如：“超重和失重”這節(jié)課引入時，我們給學生每人一把彈簧秤，一個鉤碼，一段細繩。讓學生設計實驗。并在實驗中觀察、體會超重和失重現(xiàn)象。我們把部分演示實驗改成了分組實驗，例如：“研究閉合電路歐姆定律實驗”：有些實驗要高成本且難操作，但為了學生能有更多的操作機會。培養(yǎng)學生更強的動手能力，我們仍堅持“一人一組”，例如：“光的雙縫干涉實驗”、“觀察使用示波器”、“傳感器的簡單應用”等。所以說，實驗教學的功能不但沒有改變，實驗在物理中的地位還大大加強了。在高度關注信息技術進入的同時，也應充分發(fā)揮實驗的優(yōu)勢，將這些優(yōu)勢整合到物理教學中。

2、整合應揚科技手段之長

雖然我們擁有良好的實驗條件，但是還有個別實驗因為各種客觀因素的限制，影響了實驗的開設和實驗效果。信息技術順應了時代的潮流，具有人機交互的優(yōu)越性。可為學生搭建一個探究的教學環(huán)境，開闊學生的視野。拓展學生的思維。信息技術與物理實驗教學相結合。不僅可以克服實驗條件的限制。提高實驗的可見度，還可以激發(fā)學生學習的興趣，培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的學習方法和學習習慣。例如：光電效應虛擬實驗是利用FLASH編制的。在虛擬裝置中，改變滑動變阻器調節(jié)加在AK兩極板間的電壓，拖動黃色條上的控制滑塊可調節(jié)入射光的光強，拖動彩色光譜上的控制滑塊可調節(jié)入射光的頻率。圖中“最大初動能”上有一紅色條塊，其高低定性地描述最大初動能的大小，當人射光的頻率小于極限頻率時，此紅色條的高度為零。圖中的伏特表、微安表均能按照實際情況給出指示。“光電效應”課堂教學中，教師可以讓學生在觀看演示實驗的基礎上，獨自或分組通過這一虛擬實驗，定性地探究光電效應的規(guī)律。

3、整合應棄落后的教學觀念

技術本身是中性的，關鍵是使用技術的人持什么樣的觀念。教師素質是能否發(fā)揮信息技術效益、實現(xiàn)“信息技術與課程整合”的靈魂。教師教學理念的轉變，要比學習信息技術復雜得多。

教師只有通過學習總結和發(fā)現(xiàn)自身的不足，摒棄自身已有的落后觀念，有意識地嘗試和實踐科學的先進的觀念，才能避免形式上的整合，避免低效甚至無效地使用信息技術，由重視學習方式形式上的改變轉為重視學習方式的改變。

4、整合應棄低質的教學設計

在設計教學方案時，除考慮教材、教參外，要考慮還有哪些可供教學利用的且有價值的資源?對這些資源如何進行整合?此外還要考慮學生的心理特點、認知特點、具體目標等因素。例如一位教師在上“分力與合力”時，在課前先到實驗室做好演示實驗。并用數(shù)碼相機拍下實驗過程。再制成課件放給學生看。這種方法雖然可以省時。有放大作用，但這種設計與真實操作哪個能給學生留下最深刻的印象呢?高質量的課堂教學取決于高質量的教學設計。只有正確地定位出教學目標，并確立教學策略后，才能確定是否需要媒體的介入，需介人的媒體在學科教學達標中應起什么作用。

三、實踐與體會

現(xiàn)代信息技術在物理實驗教學中的應用既不是簡單的替代關系也不是排斥關系，若能有效地把它們整合到一起。信息技術對物理教學能起到事半功倍的效果。怎樣把信息技術整合到物理實驗教學中，作為構建自主、探究學習環(huán)境的重要因素來支持學習還有大量的工作需要我們去實踐。通過日常的實踐與思考，本人有一些粗淺認識、體會與大家一起探討。

1、創(chuàng)設情景、激發(fā)興趣，導入新課

以“其他機械”和“功和能”為例。用FLASH動畫“胖子和瘦子拉重物”形象展現(xiàn)人們利用定滑輪的情景。用視頻展現(xiàn)自然界中具有動能的例子——“浪”的片段，作為引入的情景，在課堂上能激發(fā)學生對現(xiàn)象強烈的興趣，在情感目標上，有利于促進學生積極參與和主動探究的欲望。

2、對課堂現(xiàn)象不夠清晰，演示教學中只能演而不能示，可見度小的實驗以及高速(瞬態(tài))的物理過程和物理現(xiàn)象可利用投影、攝影、攝像技術。

例如靜電演示，由于靜電電壓高，使通常的絕緣體在高壓下成了導體；或因靜電量少，電荷很快會“漏掉”；驗電器的可見度低，學生不易觀察清楚。這時用透明度高的有機玻璃制成的投影驗電器，放在實物投影機上，可取得靈敏度高，可見度大的效果，放大的圖像也便于教師講解。秒表、游標卡尺、螺旋測微器及點電荷、電場線、磁感線的模擬等都可用實物投影。

攝影、攝像技術在實驗中的應用主要有：應用數(shù)碼相機進行閃光照相的實驗研究，光色彩的實驗；應用攝像機攝制視頻圖像。進行分析研究，應用攝像頭顯微攝像，播放微小現(xiàn)象，如布朗運動、密立根油滴實驗、泊松亮斑等。

3、將實驗無法演示的宏觀或微觀現(xiàn)象及其變化用網絡下載資料或動畫模擬，用以充實學習資源，加深對物理規(guī)律的理解。或用以作為探究的情景。

“粒子散射”實驗，用多媒體動畫模擬實驗過程，學生可以逼真地是看到放射源中射出的粒子射到金箔的原子上，這個情景比以前教師不給出中心原子核，讓學生直接根據(jù)湯姆遜模型及其假設的可能性，在否定假設的基礎上，猜測原子可能的結構，感悟物理模型建立的過程更為直觀。在“^造衛(wèi)星宇宙速度”、“火箭”教學中，教師可引導學生網上下載有關天體運動的圖片和動畫，還可視頻觀看我國“神舟五號”、“神舟六號”發(fā)射升空的情景。學生在學習知識的同時，增強了中華民族的自豪感。

4、利用數(shù)字化信息實驗系統(tǒng)

DISLAB系統(tǒng)是傳感技術、計算機技術與真實實驗的結合。它有利于使學生了解現(xiàn)代實驗技術的思想方法，有利于學生進行某些實驗設計和探究技能的訓練。例如，學生在學習了牛頓第三定律后，教師提出：兩生在互相推拉時，甲把乙拉向自己一邊，人們常說“甲的力氣大”，那么是否意昧著的甲的力大于乙的力呢?因為學生對這一問題認識較模糊。而且用常規(guī)測力計看不清楚實驗現(xiàn)象，所以在學生猜測后，我們就用兩個力傳感器與計算機系統(tǒng)相連，顯示出這兩個力的動態(tài)變化特征。進而來分析這兩個力之間的關系。又如阻尼振蕩的過程，一般情況下時間很短。普通電流計對電路影響較大，難以顯示電流變化過程。在這些情況下應用數(shù)字物理實驗系統(tǒng)，就能達到常規(guī)實驗手段達不到的效果。

總之，利用現(xiàn)代信息技術與傳統(tǒng)實驗相整合，極大地推動了實驗的發(fā)展，也極大地提高了實驗的質量。在進行學科教學時，一方面要加強傳統(tǒng)實驗教學，另一方面要充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術的優(yōu)勢。傳統(tǒng)孕育著創(chuàng)新，創(chuàng)新是對傳統(tǒng)的揚棄。在信息技術與物理學科整合的過程中。把信息技術當成語言來看待，達到表達、交流、理解和思維的水平；當成環(huán)境來看待，像使用黑板、粉筆一樣自然、平和，當成資源來看待，隨機地無痕地滲透進實驗教學中，更有效地服務于實驗教學。

參考文獻：

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(責任編輯：陳光明)