信息技術與物理實驗的優勢互補探究

李景發

摘要:本文結合教學實例探討了利用多媒體課件進行物理實驗教學的優勢,同時也闡述了多媒體輔助實驗教學應該注意的問題。

關鍵詞:信息技術;物理實驗;優勢互補

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2009)11(S)-0068-2

物理是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學是中學物理教學的重要一環。豐富多彩、生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點,利用實驗課不僅可以讓學生記住某些相關結論、實驗步驟,而更為重要的是能夠使學生透徹理解并且完全掌握得出實驗結論的過程。

隨著計算機多媒體信息技術及網絡技術在教學中應用的普及,越來越多的學校在課堂教學中應用了多媒體的輔助手段進行課堂教學。它是教師用以傳授知識傳遞教學信息的物質媒介。特別是在表現一些抽象的概念和不易觀察的物理現象時,用多媒體輔助教學,可以起到極好的作用,收到顯著的效果。多媒體課堂教學與物理實驗更好結合是我們進一步的目標。

1 在物理課的實驗教學中,利用多媒體課件進行輔助教學可收到較好效果的若干范例

(1)在物體間的相互作用時間很短,物理過程不易觀察的物理現象中,或需慢鏡頭觀察的實驗演示中可以應用多媒體課件。如兩個小球的碰撞過程,作用時間很短,可以通過多媒體課件進行演示觀察;分子的運動、容器壁受到的氣體的壓力這些現象在宏觀情況下不易觀察,可以用多媒體課件進行模擬演示說明;平拋物體的運動雖然是宏觀物體的運動,但是過程進行得較快,在課堂上做了演示實驗后,再利用多媒體課件配合說明合運動與各分運動之間的關系會收到很好的效果。

(2)多媒體課件應用在物理過程中比較抽象、語言不宜表達的物理現象演示中,如波的疊加、波的干涉、波的衍射等物理過程,很難用語言表達清楚,即使利用掛圖和板畫也很難說清楚振動疊加后形成干涉現象的過程,利用課件的動畫效果可以很好地表現這種不易表達清楚的物理過程。

(3)多媒體應用在某些演示實驗器材很小,不易觀察的物理現象教學中,可以利用實物投影儀進行放大分析,如游標卡尺,螺旋測微器,在課堂中做演示實驗,學生很難看清楚,可以利用實物投影進行觀察,也可以做成課件,來進行練習讀數的教學。

(4)在復習內容較多、板書量較大時,可以采用多媒體進行輔助教學。以電磁感應一節課的教學為例,在這一節課中,可以利用學生分組實驗進行探究性教學,可以以產生感應電動勢的三種情況,即:磁鐵在線圈中上下運動線圈中產生感應電流;通過改變滑動變阻器滑動頭的位置、或者開關的通斷來改變小線圈的電流,從而使大線圈中產生感應電流;導體棒在磁場中做切割磁感線運動回路中產生感應電流,分別讓學生進行分組實驗。為了節省時間,便于學生連接電路,可以讓電路的三個聯接圖分別出現在屏幕上,并在屏幕上顯示出學生實驗中需要觀察的內容,學生通過實驗得出結論后,要對這些表面的現象進行深入的分析,找出電路中產生感應電流的條件。需要對三種情況進行比較、綜合、分析,在學生實驗的基礎上,對每一種情況進行分析時,可以借助多媒體,進行動畫演示,在前兩種情況中,可以通過穿過線圈中磁感線的變化說明磁感應強度的大小變化,即:前兩種情況都是穿過線圈中的磁場的變化使線圈中產生了感應電流,第三種情況可以通過動畫效果再現實驗現象,說明線圈的面積發生變化,使閉合電路中產生了感應電流,綜合三種情況分析,可以引導學生得出結論:當穿過閉合電路的磁通量發生變化時,線圈中就產生感應電流。

(5)在普通物理課堂的演示實驗中,由于受到常規實驗儀器和環境本身的限制,實驗效果常不如人意。而通過多媒體技術模擬一些重要的,現實實驗環境下難以完成的物理實驗,可彌補常規實驗儀器的不足,提高物理實驗的演示效果。制作“凸透鏡成像”讓學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”讓學生探索彈簧振子的回復力、加速度、速度、位移四者的關系等。學生在探索中學習,在嘗試中成功,對所學內容就有更深層次的理解, 同時有助于數理之間的聯系和物理圖景的動態分析。

(6)網絡虛擬實驗環境還可以提供一些學生在現實中無法體驗的情景,例如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,這些規定無形中扼殺了學生的創造性思維。在信息技術環境下,倡導學生自主探討實驗,既可保護儀器又能培養學生的創新能力,并能把很多傳統實驗做不到的效果再現。再如重力加速度對單擺周期的影響,可以虛擬不同重力加速度情形,來觀察對單擺周期的影響,起到了較好效果。

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

2 利用多媒體輔助實驗教學應該注意的問題

在一次觀摩課活動中,我們看到了通常使用的小鐵屑加投影儀的實驗組合,學生們好奇的目光始終追隨著老師的實驗,看到輕敲玻璃板時磁鐵周圍的小鐵屑在某種“神奇的力量”下竟然“聽話地”排出規則的形狀,學生們興致勃勃,課堂內充滿著探究的喜悅。如果沒有最后的點睛之筆,我們幾乎認為這是一堂傳統意義上的“好課”,但是高潮出現在整節課的最后:當講解到磁體周圍的磁場是存在于整個空間的、是立體的、而不是平面時,教師終于用了電腦,他播放了兩段三維動畫,模擬了磁感線從磁體北極到南極的指向及空間分布,動態、立體、清晰的畫面帶來的強烈視覺沖擊使學生不由自主地發出了陣陣驚嘆,多媒體的合理應用取得了絕佳的效果,也將課堂氣氛推向了高潮。

再如“單擺振動周期”一節課觀摩教學,雖然有現成課件,可通過改變擺球質量、改變振幅、改變擺長、改變重力加速度來觀測影響周期因素。這樣雖簡便易行,但會給學生們一種不真實感,無法給學生們呈現物理規律探究方法、更無法調動學生上課的探究情緒。因此,觀摩課上可讓學生先猜想影響單擺周期因素,然后再利用單擺實驗定性驗證學生們的猜想,這就很容易激起學生的探索欲望,使學生感受到物理真知來源于生活、來源于對事物的探索。

因此,能夠做的演示實驗,就不要人為地去做成多媒體課件在課堂中演示,只有實驗才是真實可信的。物理概念和規律都是來源于生活、生產實際和科學實驗,特別是中學物理中的大部分概念、規律都來源于生活實際,很多生活中的物理現象,學生平時已有感受,只是不注意觀察思考而已,課堂中結合生活中的實際例子,再配合必要的演示實驗,完全可以產生很好的教學效果。如果盲目的追求多媒體課件的運用,反而會適得其反。如在講全電路歐姆定律時,本來演示實驗就能夠很好地說明電路中的電流與電阻之間的關系,而非要做成課件,在屏幕上放映通過改變電阻使其電流自動變化,去說明電路中電流和電阻間的關系,這樣學生會認為是假的,這些變化是你人為做出來的課件,不一定是真實的情況。多媒體信息技術永遠不可能全部取代傳統的課堂演示,傳統的課堂教學能夠充分地發揮師生的互動作用,能夠充分調動學生參與課堂教學的積極性,能夠使得師生充分地進行課堂感情的交流,教師的主導作用和學生的主體作用才能夠得以更加充分的體現。即使使用多媒體課件進行輔助教學,在設計和制作的過程中,要注意,為避免學生視覺疲勞和分散注意力,模板色彩既不能太鮮艷,也不能過于呆板;保證界面簡潔、文字醒目、條理清晰;動畫效果應與教學內容相配合,要緊密圍繞教學主題,且不宜過多使用,否則會給人以眼花繚亂的感覺。教師在教學活動中始終要處于主導地位,整個教學過程是在教師的操作下完成的。要擺正教師、媒體、學生三者之間的關系,學生比機器重要,機器為人所用。

3 小結

總之,在應用多媒體輔助教學中,要突出重點,重在表現那些抽象的概念和不易觀察的現象。絕不可用多媒體代替實驗,實驗才是真實的客觀實際。更不可搞花架子,為了應用多媒體而應用多媒體。而是切合實際地使用,真正起到應有的作用。

(欄目編輯張正嚴)