信息技術與傳統實驗教學優化整合

摘要：本文通過高中物理選修3-3《液體的表面張力》的教學過程，分析信息技術在物理實驗應用中出現的問題，闡述如何將信息技術與傳統實驗教學有機結合，實現高效的教學

關鍵詞：信息技術；物理實驗；傳統實驗教學

中圖分類號：G633.7

2012年5月，我校組織了教師技能比賽，評課后回看自己的教學錄象，感觸頗深，整理成文與大家共同交流

（一）教學流程回放

第一環節：分組實驗，激趣設疑，引入新課

師：木頭密度比水小，受到水的浮力浮在水面上，針和硬幣能浮在水面上嗎？動手試試。

學生實驗，極少數人成功。

師：先在水上放紙巾，再平放針和硬幣，再試試。

學生再次實驗，一聲聲歡呼和驚嘆在教室響起。

師：問題1，為什么水上能浮針和硬幣？

第二環節：演示與視頻結合，說明液體表面收縮趨勢

課件展示針、硬幣浮在水面的放大圖，針、硬幣好象放在一層膜上，只把膜壓凹。

演示實驗：課本圖3-5、3-6、3-7的表面張力實驗

播放演示的視頻錄像

師：問題2，以上實驗說明什么？

演示實驗：各種金屬框架浸入肥皂液后拿出時，液膜表面收縮到最小

播放演示的視頻錄像

師：問題3，液體表面收縮趨勢的原因是什么？

第三環節：模擬實驗，分析其微觀解釋和表面張力的定義

多媒體模擬液體表面分子分布示意圖，根據分子動理論的內容分析表面層分子的受力情況。定義表面張力和表面張力的作用。

師：問題4，什么是液體的表面張力？

第四環節：播放視頻，展示生活中各種表面張力現象

師生一起對水面上的針、硬幣受力分析，說明不是浮力而是水的表面張力使針、硬幣附在水上。

師：相同體積，球表面積最小，在表面張力作用下，液滴常以球形存在，

多媒體播放高速攝影機下水滴在荷葉上和水滴到平靜的水面上的視頻

師：問題5，生活中還有哪些現象與液體表面張力有關？

學生舉例

第五環節：拓展，影響表面張力大小的因素

演示實驗：尾巴粘有肥皂的小船在平靜水面無規則運動

舉例說明表面張力大小與液體、界面物質和液體溫度有關

第六環節：課堂練習與小結

（二） 反思

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。隨著科技的發展，信息技術在物理實驗教學領域的應用也日益廣泛。利用錄像、光盤、網絡不僅可重現、模擬實驗，甚至可以形成嶄新的實驗方法和技術。代替、整合或調和信息技術與傳統實驗，就成為教學過程的抉擇、成為高效教學的關鍵。

一、知識可以傳授，但是能力要靠動手，通過訓練，信息技術不能完全代替傳統實驗教學

讓學生通過觀察、動手探究來獲得知識，是培養學生創新思維、實踐能力等重要途徑。但在實際教學中，有的教師往往完全采用信息技術手段模擬實驗過程，這是很難達到實驗教學本身的目的。因為再逼真的模擬都無法和真實的實驗體驗過程相媲美，而且實驗教學除了是一種提高教學效果的手段外，還是培養學生實驗技能和物理學思想的一種手段，所以我們在實際教學中應該把握原則：能分組不演示，能做演示盡量做，信息技術為補充、難做不能做實驗信息技術模擬。

新課程標準要求我們不要只強調知識與技能，而應實現知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三維一體。傳統實驗教學特別注重學生的體驗過程和情感教育，讓學生多了一些學會，更多一些會學，這是信息技術無法實現的。例如：在本節第一環節中，原來的演示實驗變為分組實驗，當學生相互合作，完成不可思議的實驗：針、硬幣浮在水面上時，教室中充滿了驚奇，激起學生興趣，使其有探究原因欲望。學生又充滿個人成功喜悅，樹立自信心。即使個別人失敗，他也將找出和總結失敗的原因。總之，人人都有所得。

二、傳統實驗和信息技術結合，打破時空限制

在演示實驗中，教師做、學生看，教師講、學生聽，體現了以教師為中心的傳統物理教學模式，它本來應該是一種面向全體學生的直觀教學過程，可是由于課堂的空間的限制，以及實際儀器、設備的性能制約，大多數演示實驗的操作過程、發生的現象可見度很低，無法讓全體學生同時獲得有效的刺激并形成直觀的感性認識，達不到教學要求；通過錄像然后播放，利用放大、重復、定格特技手段展示給學生，這就像直接在學生桌前演示實驗一樣。例如本節第二環節中肥皂膜的演示實驗，肥皂膜是透明的，實驗器材又較小，可見度低，后面的學生幾乎看不到。錄像重放很好的解決這些難題，實現了教學目的。

同樣也有許多實驗，物理過程極其緩慢或轉瞬即逝，不便、甚至不能觀察，運用多媒體，可化慢為快，可化快為慢，也可通過頻閃，突破物理變化時間的限制。例如第四環節生活中的表面張力現象，水滴滴到荷葉和水面上，轉瞬即逝過程經過高速攝影機拍攝最后通過多媒體慢放和定格展現給學生。生動形象反應出水滴在自然狀態下由于表面張呈現球形，這不僅提高了學生學習的積極性，而且內容更加容易理解，對完成教學任務有極大的促進作用。

三、模擬實驗，化不可能為可能

百聞不如一見，再生動描述和說明，不如一見。利用信息技術的模擬功能，能夠把一些不能做、不準做的或者不便做的實驗，通過動畫模擬的形式，讓學生突破傳統物理實驗的有關規章制度的限制，較自由的進行模擬實驗的“操作”。輕易地獲取有用的信息，從而形成鮮明的感性認識，為進一步形成物理概念，理解物理規律，上升為理性認識奠定基礎。例如本節中液體表面分子分布情況，肉眼和顯微鏡都無法看到，但多媒體模擬讓微觀的形象化，學生直觀“看到”表面層分子間距大于液體內部間距，分子力為引力，物理中α粒子散射實驗、日食月食等等也是如此。模擬實驗還可以完成一些危險的實驗，例如托里拆利實驗（水銀有毒）；模擬實驗還能完成實驗室不便做的，例如電表接反、電源短路和簡諧運動。

總之，操作快捷、方便、高效的信息技術增大課堂容量，提高課堂的教學效率，但不能讓多媒體一閃而過，學生筆記一片空白，甚至頭腦也是“一片空白”。物理實驗教學過程更需要“格物致理”，需兩者調和，還要給學生思考的時間和空間，例如本節通過6個問題串讓課堂因互動而精彩，通過學案、小結和課堂練習，讓學生及時復習鞏固，真正高效教學。