多媒體技術(shù)在初中物理存疑實驗中的運(yùn)用

呂同

【摘 要】初中物理主要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗、假設(shè)探究及論證能力，這些能力對學(xué)生根據(jù)物理現(xiàn)象探究物理定律具有促進(jìn)效果。目前初中生對物理概念掌握得不夠充足，以實驗為主導(dǎo)的課程教授模式可以循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)推理思維。在信息化教學(xué)時代，通過展示情境，能讓學(xué)生在物理探究性實驗中綜合考慮不同變量的影響，幫助學(xué)生開展小組合作，完成綜合答疑等環(huán)節(jié)。因此教師在利用信息技術(shù)的環(huán)節(jié)中可通過設(shè)置實驗問題激發(fā)學(xué)生的存疑態(tài)度，鼓勵學(xué)生做出合理假設(shè)，開展驗證性實驗。

【關(guān)鍵詞】多媒體技術(shù);初中物理;存疑實驗

初中生由于剛接觸物理，對科學(xué)性探究實驗的一般流程還不夠清晰。教師可以興趣為導(dǎo)向，借助多媒體教學(xué)素材，通過虛擬實驗的方式調(diào)動學(xué)生探究物理原理的興趣，同時教師還可以在實驗探究環(huán)節(jié)運(yùn)用多媒體技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理實驗的細(xì)節(jié)以及變量對實驗結(jié)果的影響，嘗試?yán)靡褜W(xué)知識做出合理假設(shè)，并使學(xué)生在此基礎(chǔ)上整合實驗現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)，解決問題，逐步完善知識體系。這樣能進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，提高其靈活運(yùn)用知識的能力，對學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和科學(xué)探究能力起著雙重提升的作用。

1? ?運(yùn)用多媒體技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生提出合理假設(shè)，有效探究問題

物理存疑實驗是基于實驗現(xiàn)象中的特殊情況，引導(dǎo)學(xué)生對其進(jìn)行合理判斷，并通過小組討論，設(shè)計驗證實驗方案的環(huán)節(jié)。教師在開展存疑實驗教學(xué)時，可以借助多媒體為學(xué)生展示不同情況下的實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用變量控制的方法探究實驗的影響因素，并通過分組階梯化實驗探究不同物理量間的關(guān)系[1]。

如教師在教授“浮力大小的影響因素”實驗時，為了讓學(xué)生更加直觀地了解浮力變化與不同物理量間的關(guān)系，可以利用多媒體為學(xué)生展示：用同樣密度的鋼鐵，大船在水中能漂浮起來，而普通的鐵塊則會沉入水里。接著教師提問：“這一現(xiàn)象說明了物體的浮力大小與哪些因素有關(guān)？”借助這一問題激發(fā)學(xué)生的探究興趣。學(xué)生會根據(jù)教師展示的案例分析其中的物理變量，發(fā)現(xiàn)密度相同的情況下鐵船和鐵塊與水的接觸面積不同，進(jìn)而做出假設(shè)：相同密度的物體，與水體的接觸面越大，浮力越大。在假設(shè)的基礎(chǔ)上，教師可讓學(xué)生通過控制變量的物理實驗方法自主設(shè)計探究性實驗。學(xué)生提出可以稱取質(zhì)量相同但形狀不同的兩個蠟塊，將蠟塊分別放入水中，二者與水的接觸面積各不相同，再用彈簧測力計測出示數(shù)，通過比較兩者示數(shù)的大小判斷浮力的大小。之后教師可利用多媒體為學(xué)生演示設(shè)計的實驗，并通過邏輯分析證明學(xué)生實驗步驟的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性：控制兩個蠟塊的質(zhì)量和密度，使之相同，改變的只有與水的接觸面積。在存疑實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生探究物理變量的熱情逐步提高。之后教師還可以通過其他物理案例，讓學(xué)生找出浮力與物體密度、液體密度等變量之間的關(guān)系。

在興趣的引導(dǎo)下，學(xué)生能結(jié)合所學(xué)知識做出合理假設(shè)并積極開展嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撎骄俊＝處熃Y(jié)合學(xué)生的興趣導(dǎo)入問題，能夠引導(dǎo)學(xué)生對不同物理變量之間的關(guān)系進(jìn)行深入探究，指導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)探究的一般方法進(jìn)行實驗假設(shè)和推理論證。在此過程中，學(xué)生能加深對基礎(chǔ)知識的掌握和理解程度，同時教師可以結(jié)合學(xué)生提出的假設(shè)，評估學(xué)生對物理變量間關(guān)系的掌握程度。

2? ?運(yùn)用多媒體技術(shù)輔助小組合作探究，增強(qiáng)學(xué)生的自主意識

傳統(tǒng)物理教學(xué)中，實驗課程的開展主要按照標(biāo)準(zhǔn)的實驗流程進(jìn)行，學(xué)生缺乏對實驗的自主創(chuàng)新設(shè)計，而教師借助多媒體開展存疑實驗教學(xué)，可以充分調(diào)動學(xué)生小組合作探究的精神，結(jié)合物理實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗，開展理論探究。如教師在教授“電路的連接與其故障分析”這一單元實驗時，可以通過多媒體為學(xué)生演示電路分析的一般方法，讓學(xué)生了解基本的短路、斷路等故障的原理，也可以通過多媒體為學(xué)生展示不同情況下連接電路時容易出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，結(jié)合多媒體動畫對實驗結(jié)果的演示，讓學(xué)生分析并檢驗電路出現(xiàn)的故障。如探究并聯(lián)電路中閉合開關(guān)后小燈泡不亮的原因時，教師可以在多媒體上給學(xué)生展示3種不同的案例，讓學(xué)生據(jù)此做出合理的假設(shè)：①小燈泡或?qū)Ь€斷路;②小燈泡短路;③電流計正負(fù)極接錯導(dǎo)致小燈泡燒毀。之后教師可讓學(xué)生根據(jù)假設(shè)內(nèi)容進(jìn)行驗證性實驗。針對小燈泡或?qū)Ь€斷路，學(xué)生表示當(dāng)閉合開關(guān)時，如果電流計無示數(shù)則表示電路中沒有電流通過;針對小燈泡短路，學(xué)生表示可以在并聯(lián)支路上連接電流表，如果小燈泡支路電流表示數(shù)為“0”，而另一支路電流表示數(shù)較大則說明連線導(dǎo)致小燈泡短路;學(xué)生通過了解電路連接規(guī)范后，可以找出連線過程中是否有正負(fù)極接反等基本錯誤。運(yùn)用多媒體技術(shù)輔助小組合作探究，引導(dǎo)學(xué)生對實驗中出現(xiàn)的各種故障問題進(jìn)行合理分析、假設(shè)，充分運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行驗證實驗的設(shè)計，能增強(qiáng)學(xué)生在實驗中對物理原理的運(yùn)用，提高學(xué)生在小組合作中設(shè)計實驗、檢驗理論的熱情。

在物理存疑實驗課程教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可借助多媒體技術(shù)充分發(fā)揮小組合作探究的作用，通過提出合理的物理實驗問題，引導(dǎo)學(xué)生對不同情況下的實驗結(jié)果進(jìn)行分析探討，了解不同學(xué)生對物理知識的掌握和應(yīng)用程度。

3? ?運(yùn)用多媒體技術(shù)開展類比實驗，提高學(xué)生的存疑假設(shè)能力

初中物理教學(xué)實踐中，有許多實驗需要通過類比法進(jìn)行。基于這些實驗的開展，教師可以問題導(dǎo)入的形式培養(yǎng)學(xué)生的存疑能力，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思路，滿足課本實驗要求，在此過程中，學(xué)生對不同物理量能有更清晰的認(rèn)識。同時教師可以結(jié)合日常生活現(xiàn)象進(jìn)行教學(xué)導(dǎo)入，讓學(xué)生基于結(jié)果進(jìn)行合理的假設(shè)演繹和推理，這對于在物理存疑實驗中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維具有良好的促進(jìn)效果。

如開展物理聲學(xué)實驗時，由于聲音產(chǎn)生與傳播過程無法通過實物進(jìn)行展示，教師可以通過多媒體動畫為學(xué)生演示聲波傳播的主要形式。之后，為了提高學(xué)生的逆向思維能力，教師可以根據(jù)結(jié)合生活實際提出問題：當(dāng)一列火車從遠(yuǎn)處向觀察者駛來時，觀察者聽到的聲音的強(qiáng)度有所不同，針對這一現(xiàn)象可以探究出物體聲音的大小與哪些因素有關(guān)？學(xué)生會對此進(jìn)行有針對性的假設(shè)。在聲音實驗中，由于振幅與聲音的傳遞過程無法通過肉眼觀察，教師可以引導(dǎo)學(xué)生主動思考：如何通過類比的方法將振幅產(chǎn)生聲音的大小呈現(xiàn)出來呢？學(xué)生通過查閱資料，進(jìn)行基礎(chǔ)實驗，了解物理類比實驗的基本概念，表示可以在振動的音叉上放置紙團(tuán)，以紙團(tuán)的跳躍度表示振幅大小，在控制音叉頻率的基礎(chǔ)上，找出振幅與聲音強(qiáng)弱之間的關(guān)系：物體發(fā)出聲音的大小與物體的振幅有關(guān)。在類比實驗設(shè)計中，學(xué)生能充分運(yùn)用創(chuàng)新能力，對實驗進(jìn)行不斷改進(jìn)，以直觀的方式進(jìn)行物理量的類比表征。同時教師運(yùn)用多媒體為學(xué)生展現(xiàn)出立體化的聲音傳播及音波疊加效果，能讓學(xué)生直觀感受到聲音是作為一種能量進(jìn)行傳遞的，這對于學(xué)生更好地理解物理量之間的關(guān)系有重要的引導(dǎo)作用。

4? ?運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行綜合實驗，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)技巧

初中物理實驗在形式上以探究性、驗證性為主，電學(xué)實驗同時包含這兩種實驗形式，對學(xué)生綜合知識的應(yīng)用能力有更高的要求，因此教師可以借助多媒體教學(xué)，為學(xué)生展示不同電路情況下分析的途徑，使學(xué)生有針對性地綜合運(yùn)用知識進(jìn)行實驗假設(shè)分析。

如“電流、電壓、電阻之間的關(guān)系”這一課是初級電路的綜合性實驗，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對電流、電壓、電阻這三個物理量進(jìn)行探究性實驗，了解三者在并聯(lián)與串聯(lián)之中的物理規(guī)律[2]。為了發(fā)揮綜合性實驗對學(xué)生實驗設(shè)計能力、問題分析能力以及探究能力的培養(yǎng)作用，教師可以讓學(xué)生結(jié)合串并聯(lián)電路的差異，自主設(shè)計驗證型電路，并結(jié)合控制變量的實驗方法，對三個物理量中兩個變量的變化進(jìn)行理論上的探究。教師可以在學(xué)生設(shè)計實驗時提出相關(guān)問題：并聯(lián)電路中電流與電阻的關(guān)系是怎樣的呢？學(xué)生會借助多媒體虛擬實驗軟件設(shè)計電路圖，按照控制電壓不變，改變滑動變阻器，記錄電流和電壓的示數(shù)。繼而學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出在電壓不變的情況下并聯(lián)電路中電阻越小，通過的電流越大。在多媒體技術(shù)的輔助下，學(xué)生通過綜合性實驗?zāi)軐嵺`中的問題進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，分析數(shù)據(jù)得出正確的物理結(jié)論。

在學(xué)生開展物理存疑實驗的過程中，教師可以通過合理的問題引導(dǎo)，提高學(xué)生對某些實驗細(xì)節(jié)的關(guān)注度，使學(xué)生結(jié)合對技巧的總結(jié)和對規(guī)律的發(fā)掘，促進(jìn)理論知識的實踐運(yùn)用。實踐教學(xué)中，教師需要把握好這一節(jié)奏，增強(qiáng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識以及疑問探究的能力。

信息化教學(xué)模式下，學(xué)生物理存疑實驗的教學(xué)設(shè)計中，教師可以結(jié)合多媒體，根據(jù)學(xué)生對物理現(xiàn)象的認(rèn)識，讓學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、得出結(jié)論、進(jìn)行驗證這些環(huán)節(jié)，循序漸進(jìn)地增強(qiáng)自身對控制變量方法的運(yùn)用。借助多媒體技術(shù)展示物理實驗，能增強(qiáng)學(xué)生對不同物理結(jié)果分析的準(zhǔn)確性，為學(xué)生歸納總結(jié)實驗結(jié)果提供更多元的環(huán)境。初中物理教師在開展教學(xué)實驗時，要充分利用多媒體技術(shù)的優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生的知識探究興趣，增強(qiáng)課堂互動性，進(jìn)而提高學(xué)生實踐探究的效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曹鳳君.基于互聯(lián)網(wǎng)的初中物理實驗教學(xué)模式研究[J].新課程·中旬，2017（9）.

[2]于德帥.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下初中物理實驗探究式教學(xué)模式的應(yīng)用研究[D].長春：東北師范大學(xué)，2013.