新課標下物理實驗教學整合探究

李岳峰

摘 要： 以多媒體、數字化為主要特征的現代信息技術與物理實驗教學的整合，正在對物理實驗教學產生深刻的影響。本文就多媒體信息技術與物理實驗教學整合，引領教學方式和學習方式的變革進行探討，并談了教學體會。

關鍵詞： 物理實驗教學 整合 多媒體信息技術

新課程標準為物理實驗教學改革提供了新的理念，多媒體信息技術的普及則為物理教學提供了全新的技術手段和教學平臺。隨著科技的進步，多媒體信息技術不僅是教學的輔助手段，達到補充和強化物理實驗的效果，更重要的是通過與多媒體信息技術的整合，可以推動學生學習方式的改變，促進物理實驗教學模式的變革，為全面提高學生的科學素養開辟了新的途徑。

一、多媒體信息技術的使用，改變了傳統的物理實驗教學模式。

在觀察環節上，多媒體信息技術手段可以極大地增強實驗的可視性和可重復性，以往用肉眼觀察非常困難的物理現象，現在可以借助多媒體信息技術將一些物理現象清楚地采集下來反復觀察，克服了在時間和空間上的受限情況。

在數據采集環節上，計算機和傳感器等數字手段的介入，可以更快更準地得到實驗數據，從而節省寶貴的教學時間。

在數據分析環節上，利用計算機的強大數據處理能力，可將學生從簡單、機械、繁瑣的數據處理過程中解脫出來。例如利用頻閃照片研究自由落體運動規律，請學生使用計算機軟件計算分析頻閃照片的數據，從簡單而又繁雜的計算中解放出來，把更多的時間和精力用于解決物理問題。

二、多媒體仿真實驗可以擴大物理實驗的功能。

物理多媒體仿真實驗可多次重復模擬實驗過程，再現物理現象，使許多看不見摸不著的變成有形、有聲、有色，變說不清為一目了然，這一切都有利于學生對物理現象、物理過程、物理狀態的觀察和分析。學生通過自己的認知，建立物理世界，充分發揮學生的主體作用，有利于學生創造性思維的培養。

利用多媒體仿真實驗設計適合學生模擬實驗的課件。它可以作為真實實驗的事前準備，使學生在做實驗之前就對實驗設備和內容有深刻的了解，從而強化實驗教學效果和減少不必要的設備損失。比如進行電學實驗時，學生先在電腦上用課件完成器材選擇、自定實驗步驟、觀察實驗結果，并通過多種方法的比較，選擇最佳方案，然后進行實際操作實驗。這樣一些如電學連接錯誤就可在電腦上做仿真實驗時得到糾正，既保護了儀器儀表，又保護了學生的人身安全，還在一定程度上減輕了教師的工作負擔。

三、數字化實驗系統對物理實驗教學產生了積極的影響

數字化實驗（DIS）系統是以計算機及傳感器為核心器件的實驗體系，DIS系統將使實驗教學的設計思想、學生的操作過程和實驗中間環節發生很大變化。我們可以用它和電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器等模塊組合使用，設計一系列較復雜的物理實驗，由于傳感器的應用，給測量帶來了極大方便。DIS系統將打破傳統實驗教學的固有模式，使中學物理實驗具有高度的自主性、開放性和探索性。比如學生可以比較方便地根據不同的目的設計實驗，可以設計某個實驗專門為了仔細深入地觀察某一過程或者研究一些物理量之間的關系，等等。另外，對于同一個實驗，不同學生之間在學習目的上可以不相同。實驗既可以是探究性的，又可以是驗證性的，由于DIS具有便于使用的模塊，學生可以更自由設計某個實驗實現想法，為學生創新提供了實驗平臺。

四、利用多媒體信息技術制作課件，可以提高實驗課堂教學效率。

在實驗教學中，實驗原理的掌握是教學的難點之一，通過動畫或錄像等手段突破學生在實驗原理掌握上的難點。例如，在《練習使用示波器》的實驗中，我們制作了“示波器工作原理”的動畫，通過對橫向偏轉電極和縱向偏轉電極分別加上不同的電壓，觀察熒光屏上亮斑的運動，幫助學生加深對示波器工作原理的理解。由于動畫生動形象，教學難點就迎刃而解。

實驗操作能力的培養也是教學的難點之一，我們把實驗操作的步驟拍攝成錄像，然后制作成多媒體課件；有的實驗操作步驟用Flash制作成了動畫，讓學生觀看，達到了更好的實驗教學效果。

五、利用多媒體信息技術為學生自主實驗創造了條件。

在新課標理念下，實驗教學不僅需要培養學生良好的實驗素養，還需要培養學生的創造意識與創新精神。我們將在原有的實驗基礎上對實驗目的、器材的選擇與實驗的方法設計進行進一步的拓展，拓寬學生的思路，加深對實驗原理的理解。它可以極大地擴展教學實驗的內容，涉及以前教學實驗無法涉及的領域，給予學生更大的學習空間，激發他們的想象力、創造力。

現在的學生實驗，從實驗目的、器材到實驗步驟及數據記錄表格設計教材都按一定的模式制定，對教師來說當然方便，但是不利于學生創造性思維的培養。對于學生的分組實驗，可以在利用多媒體信息技術幫助學生掌握實驗原理的基礎上，模擬實驗過程，引導學生自選器材，自定實驗步驟，進行實驗。實驗中學生需要在各種因素中進行取舍，對所得信息進行選擇，培養分析處理問題的能力。同時學生通過實驗體會到獻身科學的艱辛與崇高，既磨礪了意志，又有效培養了獨立思考的品質和創新精神。

六、絕不能以多媒體手段代替真正的物理實驗。

多媒體課件課堂容量大，能極大地提高實驗課堂教學效率，但不能真正體現物理現象的真實性，而多媒體課件對本學科來說只能作為一種輔助手段加以運用，課件容易在學生頭腦中產生“假”的想法，只是有時用實驗無法或很難看清楚的物理現象，利用課件的方式，放慢其變化過程，利用屏幕重現其物理現象，從而使學生看清楚其間的變化，起到補充和強化物理實驗的效果，絕不能以多媒體手段代替真正的物理實驗。

為了使多媒體信息技術與物理實驗教學有效整合，只有通過不斷總結經驗，在探索和實踐中逐步形成適合本校特點，符合學生實際的多媒體信息技術與物理實驗教學整合模式，才能培養學生的觀察和實驗能力，科學思維能力，分析問題和解決問題的能力；才能培養學生愛護儀器設備、節約器材、遵守操作規則的習慣，全面提高學生的科學素養。