合理運(yùn)用多媒體 優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

徐艷

1 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)狀況的分析

多媒體與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)整合，可利用視聽資料、網(wǎng)絡(luò)資源等加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與社會(huì)、生活、科學(xué)技術(shù)之間的聯(lián)系。多媒體的交互性和超文本鏈接優(yōu)勢(shì)，又為“師生互動(dòng)”提供了可靠的保證。在實(shí)驗(yàn)的不同環(huán)節(jié)，多媒體都可發(fā)揮獨(dú)特的作用：在觀察環(huán)節(jié)極大地?cái)U(kuò)展實(shí)驗(yàn)的可視性和可控性；在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)使物理量的測(cè)量不但簡(jiǎn)單方便，而且精度提高；在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)則讓學(xué)生從機(jī)械、繁瑣的數(shù)據(jù)處理過程中解脫出來，投入到更有創(chuàng)造力的方面。因此，借助多媒體的優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新要求。

2 多媒體在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 化不可見為可見，促進(jìn)直觀感悟

很多的物理實(shí)驗(yàn)在一般實(shí)驗(yàn)室中不可能做出，雖能用圖片說明，卻難以描述清楚，更不能反映其動(dòng)態(tài)的變化規(guī)律。在這方面，多媒體的輔助教學(xué)可以發(fā)揮很大的作用。例如講萬(wàn)有引力定律時(shí)，用電腦為學(xué)生描繪一幅動(dòng)態(tài)的天體運(yùn)動(dòng)圖景，使學(xué)生對(duì)天體間的相互作用、相互依存及萬(wàn)有引力定律牢牢地印在腦海里；一些涉及微觀世界和肉眼看不見物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，如α粒子散射實(shí)驗(yàn)、原子核衰變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、電場(chǎng)線、磁感線、帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、電子能級(jí)的躍遷等，這些實(shí)驗(yàn)有的受實(shí)驗(yàn)條件限制無法做，有的本身就無法顯示，而利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行動(dòng)畫模擬實(shí)驗(yàn)，問題就能得到解決。通過多媒體與物理實(shí)驗(yàn)整合，可以突破常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的局限性，對(duì)那些難以觀察到的、復(fù)雜的、困難的、危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，為教學(xué)提供幫助。

2.2 彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)不足，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)演示效果

如在做牛頓管實(shí)驗(yàn)時(shí)，因?yàn)椴ＡЧ艹槌烧婵毡容^困難，一旦真空度稍差，實(shí)驗(yàn)的同時(shí)下落就有偏差，而且管內(nèi)的金屬片和羽毛很小，后排的學(xué)生看不清。這里可以用牛頓管先在有空氣時(shí)做一次，再抽出一部分空氣做第二次，盡量抽成真空時(shí)再做一次，若金屬片和羽毛不是真正同時(shí)落下，也因?yàn)橛斜容^，學(xué)生知道是空氣阻力的作用。這時(shí)用多媒體模擬，放大牛頓管，放慢鏡頭，實(shí)驗(yàn)的效果就非常到位，學(xué)生的理解領(lǐng)悟就絕對(duì)沒問題。

2.3 彰顯物理本質(zhì)，突破課堂教學(xué)難點(diǎn)

教學(xué)難點(diǎn)主要是指由于知識(shí)的深度和知識(shí)的模糊性造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的難題，盡管有些教學(xué)難點(diǎn)可能并不是教學(xué)重點(diǎn)，但是在教學(xué)過程中如果不解決，也會(huì)嚴(yán)重影響到教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化的科學(xué)，在某些方面，用常規(guī)實(shí)驗(yàn)不易表現(xiàn)物理學(xué)中動(dòng)和變的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)所包含的物理本質(zhì)不夠清晰，需要用動(dòng)態(tài)模擬予以補(bǔ)充。例如，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中彈簧振子的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難同時(shí)觀察到回復(fù)力、加速度、速度和位移等物理量在4個(gè)運(yùn)動(dòng)過程及5個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻的大小和方向，這是教學(xué)的難點(diǎn)。而采用課件模擬，就可調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率或者使其暫停，便于對(duì)4個(gè)矢量的大小、方向變化進(jìn)行分析，也可重復(fù)選擇觀察任意一個(gè)物理量的周期性變化，有利于學(xué)生建立簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)完整的物理圖景。

2.4 實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)處理

例如在熱學(xué)中研究氣體狀態(tài)方程時(shí)，探究溫度、體積和壓強(qiáng)三者間的定量關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法，對(duì)于壓強(qiáng)的測(cè)定，需先通過測(cè)定活塞及砝碼的重、活塞的直徑，再計(jì)算得到，至少取6組實(shí)驗(yàn)值，學(xué)生要花大量時(shí)間來計(jì)算。如運(yùn)用壓力傳感器和計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)幾乎即時(shí)獲得。而且在探究壓強(qiáng)與體積關(guān)系時(shí)，數(shù)據(jù)處理后計(jì)算機(jī)隨即畫出P-V圖線，很明顯是一條曲線，這時(shí)針對(duì)兩者關(guān)系讓學(xué)生作出猜測(cè)，學(xué)生會(huì)想到P與V是否成反比？或P與V2成正比？也可能P與V3成正比？這時(shí)可以讓計(jì)算機(jī)分別畫出P-1/V、P-V2和P-V3圖像并分析，P、V關(guān)系便一目了然。

3 多媒體輔助下優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)

教學(xué)的幾點(diǎn)思考

3.1 轉(zhuǎn)變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念

教學(xué)過程中學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生對(duì)授課的接受程度、參與程度是教學(xué)效果的直接體現(xiàn)。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)自覺地把學(xué)生置于既是認(rèn)識(shí)的主體又是實(shí)踐的主體的地位，圍繞學(xué)生全面發(fā)展這個(gè)中心，改變教師的教學(xué)方式。利用多媒體輔助，將單純的說教變?yōu)榍榫暗难眨ㄟ^圖文并茂的方式給學(xué)生提供知識(shí)信息，正確引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生去探究、去思考、去提煉，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)過程中來。在教學(xué)活動(dòng)中，多媒體是教師教學(xué)的輔助工具，是學(xué)生學(xué)習(xí)、認(rèn)知的工具和對(duì)象，也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中情感激勵(lì)的工具。教師是學(xué)習(xí)情景的創(chuàng)造者，學(xué)習(xí)信息資源的提供者和正確引導(dǎo)者，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者。

3.2 物理常規(guī)實(shí)驗(yàn)與課件模擬實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合

物理學(xué)中的概念和規(guī)律都是人們從生產(chǎn)、生活實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)中抽象、概括而積累下來的知識(shí)。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神為目標(biāo)，以學(xué)生掌握課本中學(xué)生實(shí)驗(yàn)所包含的實(shí)驗(yàn)方法和手段為重點(diǎn)，以學(xué)生掌握物理知識(shí)、形成能力為最終目的。而學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)、理解和掌握往往依賴于對(duì)物理現(xiàn)象的直觀感知，這一過程只有依靠真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)才能實(shí)現(xiàn)。因此，有條件完成的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示，或讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供一個(gè)感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，然后根據(jù)需要適時(shí)切入課件，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，使連續(xù)或瞬間的物理過程變得有序和可控，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和抽象。但是要特別強(qiáng)調(diào)的是，模擬得再好的多媒體課件都不可能代替常規(guī)實(shí)驗(yàn)，它只能起到輔助教學(xué)的作用。如果盲目地追求多媒體課件的運(yùn)用，反而會(huì)適得其反。如有的教師在教左手定則時(shí)，本來用常規(guī)實(shí)驗(yàn)就能夠很好地說明安培力與電流、磁場(chǎng)的方向關(guān)系，卻非要做成課件，在屏幕上演示，從中找到規(guī)律。這樣，學(xué)生會(huì)認(rèn)為這些變化是教師人為做出來的，不一定是真實(shí)的，顯然不利于學(xué)生的觀察、體驗(yàn)、感悟和發(fā)現(xiàn)提高。

3.3 正確把握實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多媒體課件的輔助作用

隨著現(xiàn)代教學(xué)媒體的不斷完善和發(fā)展，制作的各種課件越來越精美流暢，在教學(xué)活動(dòng)中，教師只需要點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就可以按課件固化的教學(xué)過程來指揮課堂教學(xué)。但這樣的課就成了“流水課”，課堂教學(xué)被電腦的既定流程牽著走，不符合“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想。任何教學(xué)活動(dòng)，都是師生相互作用的過程，在這一過程中，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的掌握情況和教學(xué)要求，適時(shí)調(diào)整教學(xué)過程和教學(xué)計(jì)劃，對(duì)教學(xué)信息進(jìn)行有效調(diào)整和引導(dǎo)。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)過程應(yīng)該充分體現(xiàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的探索性、師生共同討論的合作性和學(xué)生思維的獨(dú)立性，這個(gè)過程不只是傳授知識(shí)，還有方法的啟示、能力的培養(yǎng)，這是任何現(xiàn)代教育媒體都不可代替的。每一堂優(yōu)秀的課例，都離不開教師成功的調(diào)控和主導(dǎo)，課件不可能替代教師的主導(dǎo)作用。最優(yōu)秀的課件也只能在突破難點(diǎn)、強(qiáng)化重點(diǎn)，幫助學(xué)生掌握知識(shí)體系的過程中起輔助教學(xué)的作用。

總之，多媒體技術(shù)與物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合是物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)改革中的一種新型教學(xué)手段，由于視聽結(jié)合、手眼并用的特點(diǎn)及其模擬、反饋、個(gè)別指導(dǎo)和情景創(chuàng)設(shè)的感染力，使其具有極大的吸引力。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，每位物理教師要努力提高自身素質(zhì)，轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方式，將常規(guī)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)和多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合，為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)尋求更大的突破。

（作者單位：江蘇省太倉(cāng)市沙溪高級(jí)中學(xué)）