利用信息技術優化物理實驗課教學

歐克金

【摘 要】 在實際教學中應該把握的原則：“能做實驗”的補充、“難做實驗”的模擬。信息技術與課程整合的目的，是補充傳統教學的不足，但應該發揚傳統教學的優勢，通過信息技術與課程整合，使計算機多媒體為中學物理教學更好地發揮作用。

【關 鍵 詞】 信息技術；物理；實驗；教學

一、傳統物理實驗教學與現代信息技術整合的需求

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，絕大多數物理規律都是在實驗的基礎上，經過抽象思維演繹出來的。物理實驗在物理教學中占有相當重要的地位，它是科學探究的重要一環，有助于培養學生科學探究能力和實踐能力，幫助學生理解知識點。

物理實驗分為教師演示實驗和學生探究實驗。教師演示實驗由于受實驗條件、時間、空間等因素的限制，往往存在著可見度小、效果不明顯、實驗成功率低等問題，影響學生對物理規律的認同。物理新課標將學生實驗由驗證性實驗改為探究性實驗，使學生實驗的難度加大。不少實驗操作復雜，步驟煩瑣，應注意事項很多，學生往往出現步驟錯亂，甚至操作失誤等，影響實驗結論的得出。

在傳統教學過程中，學生對這一切的把握依賴于直觀的實驗觀察和教師在黑板上的講解。怎樣克服實驗教學的不足，提高實驗教學的效果和效率，一直是我們物理教師苦苦思索的問題。

隨著現代信息技術的推廣和普及，班班通已經進入校園。現代化教學手段為實驗教學中存在問題的解決提供了可能。現代信息技術的演示功能與物理實驗教學整合，輔助教師演示實驗和學生探究實驗的教學，合理利用現代信息技術，可以優化實驗教學過程，提高教學效果。

二、現代信息技術與傳統物理實驗教學整合的優勢

現代信息技術應用于常規教學的一項重要功能是演示。將其演示功能與物理實驗教學整合，可以突破實驗的時空限制、條件限制，將微觀的、靜態的、不可見的、不明顯的實驗現象宏觀化、動態化、形象化、顯著化，就可以使學生們看到想看而看不到的現象，激發學生興趣，提高課堂效率。合理利用多媒體教學技術，可以優化實驗教學過程，從而更好地理解物理現象的本質，提高學生的實驗能力，提高教學效果。

1. 利用信息技術的模擬功能，能夠把一些不易觀察清楚、難于操作或現實中不可能直接操作的實驗內容，通過動畫模擬的形式，把微觀放大、宏觀縮小、瞬間變慢。可以隨時定格講解，可以分段演示，使學生便于觀察，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，并上升為理性認識奠定基礎。

2. 對現象不清晰的實驗，需要用計算機科學動態模擬補充。當然，在“補充”之前還是要先做實驗的，如練習使用電流表測電流時，先讓學生親自動手連接電路并測量電路中電流的大小，有的學生可能對電流表的讀數存在困難，然后再利用模擬演示可以在大屏幕觀看電流表的使用規則及讀數方法，學生通過兩三次的練習讀數，都能基本上掌握了電流表的使用方法和讀數方法。

3. 對受時空的限制或現階段不可能做的實驗，可以完全用多媒體來支持實驗教學。如證明分子不停地做無規則運動的擴散實驗中，清水和硫酸銅溶液的擴散需要大約一個月才能完成，鉛和金的擴散需要幾年才能有較明顯的現象，這在課堂45分鐘內是無法實驗的，用動畫課件，演示由于液體分子在不停地做無規則運動，致使硫酸銅溶液和水的界面由清晰而逐漸模糊、進而整杯水變成淡藍色的過程；演示由于固體分子在不停地做無規則的運動，致使經過若干年后，金片里面有鉛分子，鉛片里面有金分子。幾分鐘內即可完成這些實驗，并且現象明顯，使學生在短時間內感知很長時間才能觀察到的實驗現象。

4. 對于一些違犯操作規程，可能給實驗或實驗器材造成不良后果的操作，也可以完全用多媒體課件模擬這樣做的后果。如在傳統電學實驗課時，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創造性思維，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。其實，這些“破壞性”強的學生實際上也是動手能力、創造能力強的學生。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一一再現出來。

5. 將微觀的化為宏觀的，將不可見的化為可見的。物理實驗中，很多是微觀的、看不見的，只能從現象上推測。運用課件，可以把微觀的化為宏觀的，將不可見的化為可見的，形象直觀地呈現給學生，提高教學效率。

三、現代信息技術與傳統物理實驗教學整合途徑

1. 合理利用多媒體和實物投影，提高演示實驗的可視度。在物理實驗教學中，我們經常需要做一些演示實驗，給學生提供觀察的對象，要求學生有目的地進行觀察，然而有一些演示實驗由于其可見度不高，或受環境條件的限制，觀察僅是前排學生的專利，而后排學生只能看看熱鬧而己，利用多媒體可提高演示實驗的可見度，培養學生的注意品質，不僅教師可以輕松操作，學生也可以看得更清楚，而且實驗中出現故障也少許多。甚至還可以利用實物投影放大實驗器材，增強實驗效果。

2. 利用錄像，讓學生觀察到不容易觀察到的實驗現象。物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，直觀教學在物理教學過程中占有相當重要的地位。傳統的直觀教學主要是運用演示實驗進行的。但有的演示現象瞬息即逝，有的限于條件，演示效果很差，使學生對許多物理知識的理解不能充分建立在直觀感知的基礎上。合理運用多媒體輔助教學可以給學生提供從未涉及過的事物，可以模擬微觀世界、復雜的物理現象和物理過程等，化抽象為具體、化復雜為簡捷，創建直觀性和動態性情境，能最大限度地激發學生對物理的學習興趣。可使課堂生動、活潑，讓學生在輕松歡悅的氣氛中學習，接收知識快，課堂效率高。

四、現代信息技術與物理實驗教學整合的要求

一些課堂上無法完成的演示實驗，或實驗效果不好的實驗，用信息技術手段來模擬和展現，是無可厚非的。但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。讓學生通過觀察、探究來獲得知識，是培養學生創新思維和實踐能力的重要途徑。在實際教學中，要把握好多媒體的輔助性，不能課件全盤代替物理實驗。多媒體只是一個輔助工具，因此應用要適時恰當、科學合理，以免弄巧成拙。物理學科的特點就是通過對實驗的觀察并通過討論總結得出結論。在這個過程中，學生通過觀察和動手實驗，能逐漸掌握觀察、實驗、類比、對比、轉換等方法，最重要的是學生通過實驗活動、動手能力、分析概括能力等各方面的能力都能得到提高。如果用多媒體把一些實驗制作成動畫課件，上課時教師在熒幕上演示實驗過程，實驗效果也非常明顯。從表面上看教師上課容易了，教師在熒幕上指一指、講一講，好像把實驗過程講明白了，結論也非常清楚。但是學生沒有動手、動腦的機會，一個很好的探索學習的機會就變成了電子版的填鴨式教學過程。因此在物理教學中，多媒體輔助教學課件不能全盤代替物理實際實驗。

教師在將現代信息技術的演示功能與演示實驗教學的整合過程中，應該注意處理好二者的關系。一方面，不能用模擬實驗代替實物實驗。模擬實驗只能起到輔助實物實驗的作用。另一方面，對于效果好的演示實驗，可以不用課件演示。課件制作起來耗時耗力不說，搞不好會手忙腳亂，影響教學效果，也有“畫蛇添足”之嫌。當然，對現象清晰的實驗，必須要堅持做好實驗。物理實驗是真實的，是學生最可信賴的事實。計算機模擬物理實驗是虛擬的，是以物理實驗為基礎的，是物理實驗的補充。

所以，采用現代信息技術手段不能完全替代傳統物理實驗教學，只能是一個補充。所以我們在實際教學中，應該把握的原則：“能做實驗”的補充、“難做實驗”的模擬。信息技術與課程整合的目的，是補充傳統教學的不足，但應發揚傳統教學的優勢，通過信息技術與課程整合，使計算機多媒體為中學物理教學更好地發揮作用。

【參考文獻】

[1] 楊文治. 物理化學實驗技術[M]. 北京：北京大學出版社，1992.

[2] 謝延珍. 如何利用信息技術優化物理實驗教學[J]. 讀寫算（教研版），2016（2）.

[3] 史漢軍. 巧用信息技術 提高物理教學效果[J]. 中小學實驗與裝備，2016（1）.