網絡技術與新課程高中物理實驗教學融合的實踐

摘要：高中物理實驗教學是高中物理教學的重要組成部分，是提高學生實踐能力，探索物理規律的重要途徑。但有些物理實驗受各種條件的限制，實驗效果常常不能令人滿意。合理利用網絡技術，將網絡技術融入物理實驗教學課程中對于優化實驗教學，提高實驗效果，培養學生的能力有不可忽視的作用。

關鍵詞：網絡技術；融合；物理實驗教學

信息技術的迅速發展為物理實驗教學的發展提供了廣闊的空間，同時也為教師解決實教學中的難題提供了技術支持。在網絡環境下，充分挖掘和擴大信息技術的優勢，有效、巧妙地將網絡技術融合到高中物理新課程實驗教學中，有利于構建網絡技術支持下新的物理教學方式，優化實驗教學過程。有利于“把課堂還給學生，讓課堂充滿生命氣息”，即：還時間、還空間、還工具、還提問權、還評議權。

一、利用網上虛擬實驗室構建模擬實驗教學模式

在物理實驗室，一方面由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失，有許多實驗室規章制度，對學生提出較多的限制；另一方面由于實驗環境和實驗條件的限制，實驗結果往往和物理理論不一致，甚至出現相反的數據，這一切暴露出了傳統實驗室的許多弊端。讓學生在網絡環境下進行虛擬實驗室操作，以自主模擬實驗為基礎進行多媒體教學，則可以解決這一難題。如我們在上電學實驗課時，通常會告訴學生，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思維，而有些學生自主意識很強，常常會進行一些“地下操作”，最終損壞了儀器。在網絡環境下，倡導學生自主探討性實驗，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。如本人曾在網絡環境下采用“仿真物理實驗室”虛擬電學實驗，學生可以根據自己的需要隨意組合實驗器材，如果組裝的過程出現錯誤，實驗現象會告訴學生實驗的結果，從而加深學生對物理實驗的探索興趣，培養學生的實踐精神，實現網絡與物理學科教學的整合。學生在網絡技術環境進行多媒體實驗操作，通過網上人機對話，學生可以一邊操作一邊在網上暢游，獲取新知識，或與其他同學交流。如果學生在網絡虛擬實驗室遇到問題，就可以通過網絡從其他同學那里獲取相關信息，進行討論，讓學生自主學習，并自主觀察模擬實驗，從而掌握學習成果和學習方法。這種虛擬實驗室為學生提供了全方位的開放性的操作環境，使學生在課堂上實現了在虛擬世界的真實體驗。

二、利用網絡技術還原學生實驗過程

將學生做實驗的全過程錄下，經過錄像整編，分析。在網絡的環境下，通過多媒體技術形式，讓學生自主操作計算機回放實驗過程，在回放的過程中，從自身的角度，應用自己的眼睛去辨析自己在實驗中的錯誤，分析實驗誤差產生的原因，對個別自學能力強的學生，他們也會找到自主發展的空間，通過網絡跟教師交流分析一些特殊情況，從而達到師生共進，因材施教的目的。教師還可以通過一些調查表，收集學生學習情況，通過學生上傳的資料，進行統計分析，掌握大部分學生薄弱環節，針對這些情況，可以在課堂上重點突破學生不易掌握的難點。對于學生上傳資料不斷歸類整理，教師可以構建一個完整學生實驗誤區資料庫，這有利實驗教學的開展并最終取得較好效果。在這種教學模式下，學生是教學活動的主體，而我們教師的角色，是通過對實驗錄象進行精心的匯編，引導學生去辨析實驗的錯誤，并在這個過程中提升學生的能力。

三、網絡技術使得數據處理高速化和智能化

數字信息系統實驗室（DIS）進入了中學物理實驗室，運用傳感器采集實驗數據，通過接口與計算機連接，完成數據的采集，分析，繪畫出數據分析表和曲線，可更方便，快捷地測出物理實驗中要求的物理量及物理量之間的關系.如測定電源電動勢和內阻，牛頓第二定律等實驗，用記錄表中的數據創建Excel數據表，可以方便地生成點線圖。對于非線性關系的物理量研究，可以利用數據處理軟件進行曲線擬合，有助于學生發現相關物理量之間的關系和運動規律。如音叉的振動可用計算機繪振動圖象，用數據處理軟件擬合，發現是振動圖象符合正弦函數關系。牛頓第二定律探究實驗中在變速運動狀態也能得出結論。DIS不但能替代打點計時器，彈簧秤，溫度計，壓強計等許多傳統儀表，而且能測量傳統儀表無法測量的物理量，如直接測量瞬時速度（光電門），微電流（微電流傳感器）等。即使替代也不是簡單的功能重復，而是大大提高了測量范圍，精度，速度。

四、利用網絡資源指導學生進行設計型實驗

網上資源為物理實驗探究提供了豐富的材料，學生不但可以看到、聽到各種信息，而且可以進入學習內容中去。課程教學中，可不定期在校園網上公布一些“探索研究”的課題，以激勵學生試著去設計實驗、解決特定的問題。學生可以圍繞選題，通過網絡資源，查找有關資料，整理自己的成果，寫成小論文在網上發布；也可利用電子郵件、BBS等，圍繞探究的主題進行討論交流，各自形成自己的判斷，表達自己對問題的理解以及解決問題的不同思路，相互解疑、爭辯和評價，相互合作解決各種問題。在網絡上提出和設計研究課題，指導學生在現實生活和文字資料中進行探究性學習，然后利用網絡進行跨時空交流，綜合各方面的信息，能大大提高學生在信息時代的學習與研究能力。

總之，隨著網絡技術和物理實驗教學整合的發展，將網絡技術的方方面面引進教育領域將給學生、教師帶來一個新的實驗教學模式和新的契機，但同時也應看到，網絡技術和物理實驗教學整合是一個新興事物，還有許多問題需要我們去研究、探索。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制訂：《普通高中物理課程標準（實驗）》，（M）人民教育出版社，2003年4月

[2]鐘啟泉等主編《基礎教育課程改革綱要（試行）解讀》（M）華東師范大學出版社，2001年。

[3]封小超 王力幫主編 《物理課程與教學論》（M） 科學出版社2005

[4]王坦 合作學習論（M）.教育科學出版社，1994.18.