現代信息技術與物理演示實驗教學的深度融合

摘 要：實驗是物理學的基礎。尤其在強調探究式教學、發現式教學、研究性學習的新課程改革的環境下，實驗在中學物理教學中更加占據著舉足輕重的地位。在普通物理課堂的演示實驗中，由于受到常規實驗儀器和實驗環境本身的限制，實驗效果常不盡人意。而通過現代信息技術與物理演示實驗教學的深度融合，既可彌補常規實驗儀器的不足，又能提高物理演示實驗的教學效果，激發學生的學習積極性，促進學生掌握知識、運用知識，還可以培養學生嚴謹求實的科學探究態度，促進學生綜合能力的提高。

關鍵詞：現代信息技術；實驗；物理演示實驗教學；深度融合

實驗是物理學的基礎，實驗是讓學生獲得感性認識的基本手段，在物理教學中有著不可替代的重要地位。尤其在強調探究式教學、發現式教學、研究性學習的新課程改革的環境下，實驗在中學物理教學中更加占據著舉足輕重的地位。在物理教學中，經常要進行演示實驗。在實驗時，學生的學習興趣高漲，但實驗效果并不是每次都令人滿意。有的物理現象微弱，有的物理現象呈現的時間不足，有的實驗由于學生人數較多無法使每一個學生都能觀察清楚實驗現象，微觀領域中的現象更是無法演示等等，這樣就給物理演示實驗教學帶來負面效應。而上述的實驗問題都可以借助現代信息技術與物理演示實驗教學中的深度融合來解決或彌補。

一、 充分利用動畫模擬，展現實驗過程

由于條件限制，物理教學中有些物理實驗在課堂教學中無法演示；有些物理過程或現象發生在微觀世界；更有的是虛無的，學生難以觀察或無法觀察；有的實驗過程變化太快曇花一現且抽象難懂；有的實驗不準做、不便做、不能做；有的實驗短時間內無法完成，這些都是課堂演示實驗無法解決的問題。例如汽油機的工作過程、磁場、分子運動論理論等內容，即使老師細致講解，學生也難以理解掌握。我們可以應用現代信息技術的模擬動畫等功能生動形象地展示汽油機工作過程、磁場的特點、分子的結構等等，配上聲音和動畫效果，讓學生從聲音、動畫、圖像等全方位感受，如身臨其境，這樣能使學生觀察清楚、仔細，直觀地掌握該部分的內容。從而更好地掌握物理概念和規律，把握重點，突破難點，獲得良好的教學效果。

二、 巧妙運用攝像技術，觀察實驗現象

在物理教學的過程中，有些實驗因為儀器太小、可見度差，如溫度計、電流表的讀數、音叉的振動等就是前排學生也不易觀察清楚；有的實驗現象只能平放在桌面上觀察，不能拿起來讓學生觀察，如壓力小桌下海綿的凹陷程度，磁體周圍磁感線的分布等；有些實驗是在很短的時間內就全部完成；有的實驗耗時較長，課堂上無法完成，如硫酸銅溶液的擴散實驗，這些實驗現象學生難以觀察。可通過攝像技術來輔助觀察，利用高拍儀或攝像機鏡頭將實驗現象拍攝并在電子白板上播放。而教師可以根據所提供的畫面把部分放大或縮小；同時還可以運用倒放、停格、快速選擇等功能，使學生可以放大、重復、快播、慢播，改變時間、停留在某個瞬間觀察。把實驗現象全方位展現在學生眼前，從而獲得充分的感知，有助于加深對知識的理解和記憶，體現了信息技術在實驗教學中的優越性，把教材中抽象的知識化為形象的知識、較理性的知識化為較感性的知識，從而提高教學效果。

三、 善于應用視頻素材，豐富實驗層面

通過模擬動畫實驗的輔助，可彌補常規實驗的不足，提高實驗的演示效果。但動畫仿真實驗沒有真實的實驗場景給學生影響深刻。有的實驗由于種種原因不能在課堂上演示，但網絡上有實驗效果較好的視頻。如著名的托里拆利實驗，因為水銀有毒，無法在課堂上演示，就可以借助視頻資料觀看演示實驗的全過程，給學生生動直觀的認識，幫助學生理解托里拆利實驗，更全面地了解大氣壓的測定過程。

有的實驗由于學校設備不足無法完成，教師可在網絡上下載實驗視頻讓學生觀看，彌補實驗教學的不足，讓學生更喜歡上物理課。

有的實驗由于教材版本不同，同一個實驗但實驗過程和器材卻不同，教師可在網絡上下載實驗目的相同而實驗過程和器材不同的實驗視頻給學生播放。如流體的壓強和流速的關系，讓學生在觀看實驗視頻的同時自覺地比較學習，讓枯燥的物理理論得以升華，不同的形象而又直觀的實驗過程激發了學生學習的興趣，使學生變被動為主動，從而更加崇尚科學，拓寬知識面的同時豐富學生的實驗層面。

四、 有效整合實驗資源，優化實驗效果

在物理演示實驗教學中，無論是動手做實驗、模擬動畫實驗、還是視頻播放的實驗都有其優點和不足之處，我們提倡條件具備時教師盡量動手做演示實驗，但在教師動手做演示實驗的同時我們還可以同步模擬動畫實驗，彌補演示實驗的不足。如在學習電流和電路時，教師可以懸掛演示電路板，演示通路、斷路、短路以及電路的連接，但較小的電路元件、接線柱使后排和兩側學生看不清楚。教師可以在做演示實驗都同時，利用物理仿真實驗室同步演示實驗中的操作。使學生同時觀察不同形式下的同一個實驗。在課余教師培養優秀學生熟練物理仿真實驗的操作，上課時可讓一學生輔助操作物理仿真實驗室，教師動手做演示實驗并講解有關知識。有些課堂無法完成的演示實驗，也可用模擬動畫實驗和視頻播放的實驗對比觀察學習。這種新的實驗教學模式不僅給學生以感官的刺激，打破了沉悶的學習氣氛，改變了枯燥單一的學習方式，而且使學生能夠更加形象地理解信息，產生學習的興趣與樂趣，主動、及時地獲取信息，同時又調動了學生對物理實驗的學習積極性，集中注意力，激發表達欲望，與教師形成互動，優化實驗教學效果。

五、 合理應用網絡平臺，拓展實驗交流

在物理實驗教學中，利用網絡平臺，可以將演示實驗教學延伸至課外。在學生掌握了一些基本實驗技能后，教師可以利用軟件、網頁、微博、QQ、微信等網絡平臺有針對性的將演示實驗教學內容和知識的拓展、融合到網絡平臺上，鞏固課堂實驗教學的成果。積極鼓勵學生動手做一些簡單的實驗，在網絡平臺上展示他們的實驗設計，播放實驗過程，討論實驗結果。同時也可以利用網絡平臺引導學生自制教具、學具。如在學習了氣體對外做功的實驗后，有個學生設計了用礦泉水瓶做這個實驗并錄制視頻在群里交流，他將礦泉水瓶中留少量的水，擰住瓶蓋，然后用力擠壓礦泉水瓶（選材質較薄的塑料瓶），同時快速擰開瓶蓋，瓶蓋跳出去的同時瓶口有白汽冒出。這個視頻受到了大家的好評，老師和同學們紛紛為他點贊。通過師生交流、評價，實現物理實驗教學互動，一方面鞏固了課內實驗所學的知識，培養了學生利用物理實驗解決實際問題的能力，更重要的是培養了學生的創造能力、信息處理能力、團隊合作意識等，獲得更高的教學效益和更好的學習效果，這是傳統的教學過程無法達到的。

現代信息技術在物理演示實驗教學中的深度融合，使物理實驗的形式更加豐富，現象更加直觀，打破了時間、空間和課堂條件的限制，很好地展示了物理現象，在降低學生理解難度的同時，開闊了學生視野，幫助學生創設物理情景，建立物理知識和生活實際的聯系。從而激發學生學習物理興趣，提高學生綜合素質和能力，優化實驗教學效果。

作者簡介：

張建蘭，甘肅省武威市，武威第十中學。endprint