探究多媒體在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用策略

摘 要：計(jì)算機(jī)技術(shù)是隨著科學(xué)不斷發(fā)展而形成的一項(xiàng)高科技成果，而多媒體技術(shù)則是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種延伸.在高中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，多媒體技術(shù)的輔助教學(xué)越來越受到教師的重視，其可以有效地提升教師的教學(xué)效率.本文從化無形為有形、變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)、轉(zhuǎn)不真為仿真這三個(gè)方面來探究多媒體技術(shù)對(duì)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化作用，從而提高高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.

關(guān)鍵詞：多媒體;高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G632 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1008-0333（2021）24-0078-02

收稿日期：2021-05-25

作者簡介：潘德榮（1968.11-），男，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

物理是一門注重實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的自然性學(xué)科，但是受到教學(xué)條件和教學(xué)環(huán)境的局限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于大多數(shù)的教師來說，是一個(gè)無法很好普及到的領(lǐng)域，正是這樣一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)導(dǎo)致物理教學(xué)成果無法得到更深層次的突破.隨著改革開放以來的信息技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是“農(nóng)遠(yuǎn)工程”的實(shí)施促進(jìn)了教育技術(shù)手段的進(jìn)一步革新，多媒體技術(shù)在高中物理的教學(xué)課堂中發(fā)揮的重大作用.教師可以利用多媒體技術(shù)來使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加形象和直觀，從而提高課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.

一、化無形為有形來彌補(bǔ)抽象思維

俗話說“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，在我們的學(xué)習(xí)和生活中，只有不斷通過實(shí)踐來對(duì)事物進(jìn)行驗(yàn)證才能更好地得出結(jié)論.在教育領(lǐng)域也是一樣，物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中是一個(gè)關(guān)鍵的教學(xué)部分，一定程度的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生觀察能力、分析能力以及動(dòng)手能力的培養(yǎng)和提高具有積極地推動(dòng)作用.因此，教師需要不斷從學(xué)生的思維能力出發(fā)，利用多媒體技術(shù)來使物理知識(shí)化無形為有形，以此來彌補(bǔ)物理知識(shí)的抽象性，幫助學(xué)生更好地對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行理解.

例如：在進(jìn)行“電磁感應(yīng)”這一部分的教學(xué)時(shí)，教師可以通過問題的設(shè)置來讓學(xué)生進(jìn)行討論，并且在討論的過程中利用多媒體技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生不斷地在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行自主探索.首先，教師可以根據(jù)“電磁感應(yīng)”的相應(yīng)知識(shí)提出問題：“怎樣利用磁場獲得電流？”然后，教師再帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行熟悉，并且針對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的選取、操作實(shí)驗(yàn)、適當(dāng)?shù)挠^察、故障的排除、結(jié)論總結(jié)進(jìn)行點(diǎn)撥.接著，教師就可以讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，并且在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析的過程中利用多媒體技術(shù)的動(dòng)畫形式，將實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行再現(xiàn)，將原本實(shí)驗(yàn)中無法看見的磁感線進(jìn)行展示，教師可以將穿過閉合電路的磁感線用紅色表示，而不穿過閉合電路的磁感線用黃色表示，再通過動(dòng)畫將線圈進(jìn)行移動(dòng)，能夠讓學(xué)生十分清楚地觀察到磁感線穿過閉合電路時(shí)的條數(shù)變化情況，從而幫助學(xué)生得出最終結(jié)論.通過這樣化無形為有形的教學(xué)方法能夠很好地在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)激發(fā)學(xué)生思維的靈活性，將一些抽象的物理概念進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以一種更加直觀易懂的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，更好的幫助學(xué)生克服物理學(xué)習(xí)過程中的困難，從而達(dá)到提高物理課堂教學(xué)效率的目標(biāo).

二、變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)來彌補(bǔ)過程變化

高中物理的知識(shí)點(diǎn)中蘊(yùn)含著許多不同的、抽象的物理量，而這些物理量有的時(shí)候并不是一個(gè)定值，它會(huì)隨著外界的條件變化而隨之改變，這樣的情況會(huì)讓學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中無法正確地掌握他們的變化規(guī)律.那么針對(duì)這種情況，教師就可以采用多媒體技術(shù)來將這些物理量由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)過程中對(duì)于想象力的要求，突破學(xué)生的思維障礙，讓學(xué)生更好的掌握整個(gè)物理變化過程.

例如：在進(jìn)行“靜力學(xué)的動(dòng)態(tài)平衡問題”這一部分的教學(xué)時(shí)，教師可以從其中所涉及的彈力靜摩擦力等力的動(dòng)態(tài)變化出發(fā)，通過多媒體技術(shù)將力的變化過程展現(xiàn)出來.首先，教師可以利用flash這個(gè)軟件來進(jìn)行“斜面、擋板和球”的課件制作.接著，教師而言利用鼠標(biāo)的移動(dòng)來改變旋轉(zhuǎn)擋板的角度，讓學(xué)生從不同的角度出發(fā)，觀察各個(gè)力大小和方向的變化.再例如：在進(jìn)行“機(jī)械波”這部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可以從“質(zhì)點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系”這一部分較為困難的知識(shí)點(diǎn)入手，通過繩波和水波的實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行理解.首先，教師可以利用多媒體技術(shù)的課件制作來展現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置的機(jī)械振動(dòng)和質(zhì)點(diǎn)間的相位關(guān)系，這樣學(xué)生就能夠更加直觀的對(duì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行觀察，得出“質(zhì)點(diǎn)并沒有隨波的傳播而發(fā)生遷移”這一結(jié)論.通過這樣變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)的方法能夠很好地對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行彌補(bǔ)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中一些較為抽象的內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)理解，能夠提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知，幫助學(xué)生用最快的速度糾正一些錯(cuò)誤的認(rèn)知，從而得出正確的物理結(jié)論.同時(shí)，這樣的方法還可以應(yīng)用于一些作用過程可見度小、作用時(shí)間短、不易觀察、受實(shí)驗(yàn)限制和具有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)，這樣不僅能夠保證學(xué)生的安全還能彌補(bǔ)學(xué)生思維推理的缺陷，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有積極地推動(dòng)作用.

三、轉(zhuǎn)不真為仿真來彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)條件

計(jì)算機(jī)仿真是我國現(xiàn)代科學(xué)研究中的一項(xiàng)最新的先進(jìn)技術(shù)，其中有模擬核實(shí)驗(yàn)、模擬導(dǎo)彈運(yùn)行軌跡實(shí)驗(yàn)等等.這些仿真實(shí)驗(yàn)不僅突破了現(xiàn)實(shí)中的條件限制，而且能夠很好的減少干擾因素.而在我們的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師通常都是帶領(lǐng)學(xué)生在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，這樣的方式雖然能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力，但這樣實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果也容易受到環(huán)境因素的影響與干擾.同時(shí)，“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”這個(gè)最近受到廣泛推廣的應(yīng)用就是計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)研究的成果，它是通過物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的探索和創(chuàng)設(shè)而構(gòu)建的虛擬環(huán)境，而這個(gè)環(huán)境對(duì)于學(xué)生來說是一個(gè)很好的自主探究平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)中，學(xué)生可以按照自己的想法對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行探索.因此，教師可以利用多媒體技術(shù)來讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行仿真物理實(shí)驗(yàn)，通過虛擬的形式來將物理情景展現(xiàn)出來，引領(lǐng)學(xué)生對(duì)物理問題和解決方法進(jìn)行深入地研究.

例如：在進(jìn)行“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系研究”這一部分的教學(xué)過程中，教師可以通過相應(yīng)的多媒體軟件來將需要的物理量進(jìn)行設(shè)置，形成一個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)過程.首先，教師可以通過“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”這一軟件來對(duì)物理量進(jìn)行設(shè)置，其中分別包含了平直軌道、小車、滑輪、砝碼等物品，并且對(duì)于重力場環(huán)境也進(jìn)行了設(shè)定.在一切設(shè)定就緒后，教師就可以讓學(xué)生根據(jù)教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程的模仿，通過改變和控制m或M的質(zhì)量來計(jì)算物體的加速度.接著，再根據(jù)最后得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)出質(zhì)量與加速度之間的關(guān)系，以及外力與加速度的關(guān)系.再例如：在進(jìn)行“單擺”實(shí)驗(yàn)的過程中，教師可以再次利用相應(yīng)的軟件來提供實(shí)驗(yàn)裝置，讓學(xué)生通過改變不同的物理參數(shù)來對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行觀察.首先，教師可以利用“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”這個(gè)軟件為實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)單擺裝置.然后，教師在設(shè)定相應(yīng)的物理參數(shù)，如：擺長、擺角、擺球質(zhì)量、振幅、阻力等等.接著，教師可以讓學(xué)生在進(jìn)行擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)的過程中，將擺球的速度、加速度矢量和各時(shí)刻的瞬時(shí)數(shù)據(jù)所形成的圖像進(jìn)行展示，讓學(xué)生通過對(duì)圖像的觀察來了解各個(gè)物理量的變化.最后，學(xué)生就可以根據(jù)這樣的物理實(shí)驗(yàn)來總結(jié)出與單擺周期相關(guān)的因素和無關(guān)的因素，如：擺球質(zhì)量等無關(guān)因素，擺長、重力加速度等有關(guān)因素，并且還可以適當(dāng)?shù)氐贸鏊麄冎g的關(guān)系，也就是相應(yīng)的周期公式.除此之外，牛頓第一定律作為一種具有象征性的理想實(shí)驗(yàn)，他在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)于抽象思維具有一定的要求.那么在這樣的情況下，教師就可以利用仿真實(shí)驗(yàn)來對(duì)接觸面進(jìn)行構(gòu)建，尤其是光滑的運(yùn)動(dòng)面.這樣的方式能夠直觀地觀察到絕對(duì)光滑物體上的勻速直線運(yùn)動(dòng)，有助于學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)與d之間關(guān)系的理解，同時(shí)也能對(duì)當(dāng)年亞里士多德得出錯(cuò)誤結(jié)論的原因做出相應(yīng)解釋.通過這樣轉(zhuǎn)不真為仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式能夠很好地彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)條件在現(xiàn)實(shí)生活中存在的不足，幫助學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中構(gòu)建出一個(gè)虛擬的環(huán)境，并且可以在這個(gè)虛擬的環(huán)境中根據(jù)自身學(xué)習(xí)的要求進(jìn)行變量，從而加強(qiáng)對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的理解，更加高效地進(jìn)行物理知識(shí)的學(xué)習(xí).

綜上所述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要目標(biāo)之一，對(duì)于物理教學(xué)來說是一項(xiàng)必不可少的教學(xué)任務(wù).而多媒體作為新時(shí)代興起的一種教學(xué)輔助工具，越來越受到教師的歡迎，同時(shí)對(duì)于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)來說，都具有一定的積極作用.教師可以利用多媒體技術(shù)來化無形為有形、變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)、轉(zhuǎn)不真為仿真，從而彌補(bǔ)抽象思維、過程變化、實(shí)驗(yàn)條件的不足，從而提高高中生的綜合物理水平.

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[責(zé)任編輯：李 璟]