現(xiàn)代信息技術(shù)在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

彭利華+陳志春

物理學(xué)是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，實驗多以演示實驗為主，受空間局限性的影響，使離教師遠(yuǎn)的學(xué)生不能更好地觀察到實驗效果，學(xué)習(xí)效果也隨之下降。21世紀(jì)的教育是信息化教育，應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展對教育的要求。將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到物理實驗教學(xué)中，不僅打破了時間、空間的限制，更可以很好地揭示實驗規(guī)律，突破學(xué)習(xí)重、難點。

一、將微小實驗現(xiàn)象放大

許多教師在授課時發(fā)現(xiàn)，做演示實驗時，自我感覺實驗現(xiàn)象明顯，可學(xué)生口述實驗現(xiàn)象時表達(dá)不清，因為他們沒有看清實驗現(xiàn)象，往往越是后排座位的學(xué)生看得越不清楚，且物理探究實驗中很多實驗現(xiàn)象難以用肉眼觀察。要解決這些問題，需要我們教師怎么做呢？

筆者曾聽贛州一位老師講《變阻器》時被深深震撼到，他拿出了一個由發(fā)光二級管制作的變阻器，很清晰地將電流通過的路徑表示出來，這是個優(yōu)秀的創(chuàng)新點。但是，制作一個如此復(fù)雜且巨大的器材需要花費很多時間和精力，而有些實驗也并不能通過轉(zhuǎn)換法來取得相同的效果。其實我們可以用另外一種方式——現(xiàn)代信息技術(shù)。在碰到現(xiàn)象不太明顯的情況下，可以利用高清攝像頭將演示實驗現(xiàn)場直播，讓在座的每個學(xué)生都能清晰地看到實驗現(xiàn)象，進(jìn)行討論、總結(jié)，強化實驗?zāi)康摹?/p>

二、將抽象內(nèi)容具體化

物理學(xué)是一門與生活息息相關(guān)的學(xué)科，來源于生活，應(yīng)用于生活。其中不乏一些抽象的理論內(nèi)容，例如，凸透鏡成像原理、物體的浮沉條件等實驗，在傳統(tǒng)教學(xué)中，因教學(xué)條件和教學(xué)環(huán)境的限制，很多教師出現(xiàn)了“講實驗”的現(xiàn)象，而這些難于理解、難于實現(xiàn)的實驗自然成為“講實驗”的內(nèi)容之一。而利用多媒體技術(shù)模擬實驗或者實驗?zāi)M軟件，便可以彌補常規(guī)實驗器材的不足，將一個學(xué)生無法理解的實驗原理更清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓學(xué)生感受到實驗中每個細(xì)節(jié)的變化，對學(xué)習(xí)的認(rèn)知也由理性上升到感性，有利于學(xué)生對概念的理解和規(guī)律的總結(jié)。

例如，在講凸透鏡成像規(guī)律時，學(xué)生是很難理解的。因為光線并不是真實存在的，而是人類構(gòu)想出來的一個理想模型，學(xué)生在實驗中雖然能看到蠟燭所成像的大小、距離和虛實，但是當(dāng)教師講解為什么會成這樣的像（凸透鏡成像原理）時，學(xué)生往往一頭霧水，就算之前詳細(xì)講解、反復(fù)強調(diào)凸透鏡成像的三條特殊光線，很多學(xué)生也不能理解其成像原理。若借助多媒體，將凸透鏡成像的原理以Flash演示給學(xué)生時，學(xué)生的理解就得到了大大的提高。這個實驗只要移動蠟燭的位置，它的光線、成像以及物距、相距都會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，在慢慢移動的過程中，讓學(xué)生更好地感受到像距和像的大小的變化，實現(xiàn)了在傳統(tǒng)教學(xué)下無法實現(xiàn)的教學(xué)效果。

三、將無法實驗的現(xiàn)象模擬直接再現(xiàn)

物理學(xué)當(dāng)中還有一些難于操作或根本無法操作的實驗，比如，托里拆利實驗中用的汞、在教室里無法實現(xiàn)的失重現(xiàn)象等。對于這些實驗，可采用觀看視頻或者借助模擬軟件，將實驗?zāi)M重現(xiàn)，并加入聲音、色彩，使現(xiàn)象變得更為逼真的方法來實現(xiàn)實驗。

在講“重力”時，通過王亞平的太空授課視頻，讓學(xué)生更好地了解太空中出現(xiàn)的現(xiàn)象。之前學(xué)生只能想象在太空中所有的東西都是漂浮的，人可以自由翱翔，但是想象是美好的，學(xué)生并不能想象，如果宇航員一旦脫離宇航艙會出現(xiàn)怎樣的危險，因此，我給學(xué)生布置了一個課外作業(yè)，觀看《重返地球》。通過王亞平的視頻授課，學(xué)生更好地了解了“大力神功”“神奇的水”，也重新認(rèn)識了水的張力。

雖然現(xiàn)代信息技術(shù)在物理探究實驗中幫助學(xué)生更好地認(rèn)識了實驗現(xiàn)象和實驗原理，但不可否認(rèn)，它也存在局限性。現(xiàn)代信息技術(shù)只是作為一種輔助教學(xué)的工具，并不能真正代替教師的地位和作用，也不可能取代實驗探究。在互聯(lián)網(wǎng)大量普及的當(dāng)今，很多無益甚至有損青少年健康發(fā)展的信息也非常之多，若使用不當(dāng)，不僅會違背客觀事實規(guī)律，更會使教學(xué)效果適得其反。

同樣，多媒體課件的使用大多預(yù)先設(shè)定好教學(xué)流程，對于操作不熟的教師，課堂的生成性會讓其亂了分寸。而模擬的實驗器材、虛擬實驗室等也限制了學(xué)生自己動手探究實驗，沒有經(jīng)歷實驗，又怎能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、科研能力以及小組協(xié)作能力。所以在使用現(xiàn)代信息技術(shù)的同時，不能一味追求演示效果，更要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。對于一些較易操作、較易實現(xiàn)的實驗（如探究電燈泡的電流規(guī)律等）盡量進(jìn)行小組實驗，讓學(xué)生多討論，多觀察，多記錄，多思考，找到分工協(xié)作的重要性，找到解決問題的探究方法，在過程中體會實驗的探究精神，通過親手實驗得出實驗結(jié)論，獲得學(xué)習(xí)過程中帶來的成就感。

因此，我們在設(shè)計和設(shè)施實驗教學(xué)時，要本著開放學(xué)生思維、提高學(xué)生技能、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究精神。合理利用現(xiàn)代信息技術(shù)在物理實驗教學(xué)中的優(yōu)勢，提供給學(xué)生探究學(xué)習(xí)的空間，讓學(xué)生自主地學(xué)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)效率。

編輯 韓 曉