運用視頻技術提高物理實驗教學有效性的嘗試

俞如東

摘 要： 傳統實驗教學廣泛存在現象不明顯，重復性、可靠性差等不足，極大地削弱了實驗教學的效果。如果在實驗教學中能充分應用好視頻技術，以它直觀形象、可靠真實的優點，就可以彌補傳統物理實驗教學的不足。

關鍵詞： 視頻技術 物理實驗教學 教學有效性

在這個科技突飛猛進的時代，多媒體科技產品不斷升級換代，以前價格不菲的照相機、攝像機在生活中已經普及。但是在物理實驗教學中，許多老師認為視頻技術對實驗教學的作用不大，還停留在單純教師演示實驗的階段。傳統實驗教學廣泛存在現象不明顯，重復性、可靠性差等不足，極大地削弱了實驗教學效果。如果在實驗教學中能充分應用好視頻技術，以其直觀形象、可靠真實的優點，就可以彌補傳統物理實驗教學的不足。下面結合初中物理實驗教學的一些實例，談談視頻技術的應用。

一、傳統實驗教學效果不理想，實驗教學手段急需改進

物理是以實驗為主的自然學科，許多概念、規律都是通過實驗獲得的。特別在演示實驗中，實驗現象是驗證物理規律的重要事實依據。所以，清楚地觀察實驗現象是演示實驗有效性的重要保證。但是在當今教育環境下，小班教學剛剛起步，絕大部分班級人數比較多，加之教室空間大，教師在講臺上做演示實驗，只有前排學生能清楚地看到實驗現象，教室后幾排學生很難看清，實驗的可見度低。例如初二物理演示“水的沸騰”實驗，水沸騰前后氣泡會發生變化。裝水的燒瓶體積大，但是氣泡的體積比較小，沸騰前氣泡由大到小的變化過程很難讓全體學生看清。有的實驗受器材本身的局限性，不利于學生清楚地觀察到實驗過程和實驗現象。例如在“探究阻力對物體的運動的影響”這個實驗中，由于斜面和平板放在講臺上，整體高度不夠，加之前排學生的阻擋，演示實驗現象很難讓所有學生觀察到。諸如此類的情況在物理實驗教學中大量存在，造成物理演示實驗課有效性普遍不高。學生由于沒有在實驗現象中獲得物理知識的感性認識，從而影響了對實驗原理和規律的理解。

二、視頻技術極大提高實驗可視性，提高實驗教學有效性

1.巧妙利用視頻技術，讓復雜實驗變身簡單明了。

在初中物理實驗教學中，會經常遇到一些操作步驟復雜實驗。如果單純用語言指導學生完成實驗過程，則往往學生對實驗理解不夠深刻，很難掌握實驗的一些細節。如果教師用實驗器材邊演示邊指導，組織教學費時費力，學生只要有一個實驗環節跟不上老師的演示，就不能完全掌握整個實驗。比如在“探究凸透鏡成像規律”這個實驗中，實驗的步驟多且需要學生注意的細節特別多。學生先要在光具座上依次放上蠟燭、凸透鏡、光屏，調節三者中心高度，使蠟燭的像呈在光屏中央。緊接著固定蠟燭位置，將凸透鏡慢慢遠離蠟燭，移動光屏找到三種不同類型的像，并分別測出對應的物距和像距。這一系列的實驗步驟，對學生和教師都是一個挑戰。如果事先將完整的實驗過程拍成視頻，并加以解說，在教學時放給學生看，在一些重點環節重復以加深學生的理解，那么學生在觀看完實驗視頻后，很快就能獨立完成實驗，教學效果非常明顯。如果在學生實驗過程中，普遍出現某個問題，教師只要將實驗的視頻定位到該處，加以著重講解，學生很快就能領悟。采用此種教學方式，整個實驗教學效率非常高。以前一堂課只能勉強讓學生做完實驗，現在采用這種視頻教學，不但學生能高質量地完成實驗，而且能對實驗的數據加以分析處理，得出凸透鏡成像規律，讓一節課的時間創造了一節半課的容量。

2.巧妙利用視頻技術，讓實驗與學生近在咫尺。

學生對實驗的理解程度通常和實驗現象的可視度呈正相關性，實驗現象越是直觀清晰，學生對整個實驗理解越深刻。但是在實際教學中，有很多演示實驗的現象很難做到清晰可視。如果將這些演示實驗拍成視頻，再次呈現在學生眼前的，就是一個近距離的放大的實驗環境。比如“通電螺線管周圍的磁場”的演示教學，通電螺線管固定在塑料外殼里，鐵屑撒在塑料平面上，當老師輕敲塑料殼后，鐵屑在磁場中形成具體的磁場分布圖。由于整個實驗只能在平面上完成，學生基本看不到鐵屑的運動及磁場的分布情況。如果將此演示實驗以教學視頻的形式展現出來，學生就能非常清楚地看到整個實驗的過程和現象，并能充分理解通電螺線管周圍的磁場特點。

3.巧妙利用視頻技術，讓實驗在慢和停中展現真知。

一些物理實驗中，實驗現象似乎能看清楚，但是由于實驗現象發生的速度很快，轉瞬即逝，不利于學生觀察到實驗細節，最終阻礙對物理規律的正確理解。教師如果采用視頻教學手段，將整個實驗過程用攝像機錄制下來，并在教學時以慢鏡頭播放，則實驗現象會非常直觀。比如在“變速直線運動”這個實驗中，蘋果下落過程持續時間很短，學生根本看不到蘋果具體的運動細節，只能憑經驗判斷速度越來越快。如果將實驗視頻慢鏡頭播放，并在相同時間節點上暫停，則學生能清楚地看到蘋果在單位時間內走的路程是逐漸變大的，從而在事實基礎上推斷出下落的速度越來越快。

三、合理使用視頻技術，防止實驗教學全盤視頻化

視頻技術在實驗教學中的突出優點是顯而易見的。但是過度使用視頻技術，甚至將所有實驗都錄制成教學視頻，則存在很大弊端。

錄制教學視頻控制的實驗過程是非常嚴密的，可以說是一些完美無缺的實驗過程，在平時實驗中經常出現的一些“突發事件”，學生是看不到的。學生在看這些視頻的時候，很難發現一些實驗問題，從而限制了學生的思維發展。同時如果將實驗教學全部視頻化，就變成了一種填鴨式教學模式，學生沒有機會思考和提問，也缺少了教師和學生之間互動過程。這種師生互動不僅是科學知識的單向傳授，而且要有學生的課堂反饋，更要有師生之間的情感交流。這種單向的視頻教學，以視頻完全替代演示實驗阻礙了師生間的情感交流。

所以用實驗視頻完全替代物理演示實驗是不可取的，教師應該在傳統演示實驗處理不好的地方，采用視頻教學進行輔助，才能恰到好處地發揮作用。