多媒體在初中物理實驗教學中應用分析

朱 升

（甘肅省鎮原縣平泉初級中學，甘肅鎮原 744517）

初中物理是從初中二年級開始的理科必修學科，蘊含大量揭示世界運轉規律和生活現象本質的內容，由理論知識和物理實驗組成，邏輯性、抽象性、思維性和復雜性均較高。在初中物理學習中，實驗環節屬于關鍵環節。初中物理教材編寫十分注重實驗環節，僅人教版八年級上冊就設置了實驗、演示實驗、想想做做、擴展性實驗、動手動腦學物理等六七十個實驗活動，學生在完成兩年物理學習后可參與兩百多個實驗活動，充分掌握物理實驗技能，提高自身實踐操作能力。初中物理教師為更好地借助多媒體技術提升實驗教學成效，必須深入了解實驗教學特點及多媒體技術特征，準確把握傳統實驗教學與多媒體技術的不同，做到相互貫通、相互滲透，還要尊重學生主體地位，培養學生主人翁意識，從而改變傳統實驗教學結構。

一、多媒體與初中物理實驗教學的關系

（一）有助于彌補傳統實驗教學不足

在初中物理實驗教學中，教師多采用控制變量法，通過控制單一變量或多個變量對比分析和研究這些變量之間的關系，總結其中蘊藏的物理規律，并借由實驗結果得到一定結論。但這一實驗方法常常會受到實驗器材、實驗條件等限制，往往難以達到實驗標準［1］。例如，教師教學電學模塊時，電流既看不到又無法觸摸，必須借助相關物理實驗使學生真正看到電流運動，感受電流運動的神奇，了解電學規律。但很多學校實驗器材有限，學生無法親自動手實驗。針對以上種種情況，教師可以利用多媒體技術展開教學，在計算機上搭建虛擬物理實驗室，師生可自由選取實驗器材或者依據具體實驗項目設置實驗參數，供教師教學、學生實驗操作，學生也更容易發現和理解其中的規律。

（二）有助于提升物理實驗教學成效

傳統實驗教學中存在一些微觀性、危險性實驗，無法在課堂教學中操作，只能通過教師口述講解，因此容易出現教師講解理論內容多于實踐內容或者結論性內容，學生一時之間難以準確理解。特別是一些抽象性較強的物理知識，單純依靠教師講解存在較大學習難度，也導致實驗教學淪為形式。采用多媒體技術將各種物理實驗原理直觀展現給學生，利用動態圖像或者短視頻展示物理實驗過程和反應，使學生建立物理理論知識、原理與物理反應之間的直接聯系，進一步加深學生印象，激發學生物理實驗探究欲［2-3］。

（三）有助于降低初中實驗教學難度

初中物理實驗中很多實驗往往需要學生多次、重復實驗和操作，才能把握正確操作步驟和關鍵點，真正理解物理原理。但是部分實驗受儀器、場所等條件限制而難以直觀演示，尤其是一些較為抽象的物理現象，學生難以理解，借助多媒體進行輔助教學，能夠取得良好成效。例如，在進行“凸透鏡成像”實驗教學時，學生經常會出現在觀察像時不知何時最清晰、誤將物距為一倍焦距時的平行光斑也看作像等問題。借助多媒體設計虛擬實驗，為學生提供各種模擬實驗環境和條件，如利用動畫顯示物在光軸外其他位置時的成像，學生觀察透鏡成像光路圖形成過程并自行繪制光路圖找出物所成的像。借助多媒體演示動畫將抽象原理具象化，學生可以產生更加直觀的理解，有效降低實驗教學難度，提升教學效率和成效。

二、多媒體技術應用原則

為了實現多媒體技術在初中物理實驗中的有效融合，教師必須深入貫徹其應用原則，才能真正變革創新初中物理實驗教學，順應新課改要求創建高效課堂。作為教師，我們要尊重學生主體地位，精準發揮教師引領作用，避免教師主觀性的講解，注重學生參與和學習體驗。要明確多媒體輔助教學功能，避免學生光看實驗，不做實驗，避免用多媒體進行實驗模擬和示范教學替代學生親自動手實驗，只有學生親自動手操作，才能真正參與和體驗實驗過程，才能獲得思維能力發展，達到優化課堂教學結構、提高教學質量的效果［4］。

注重物理實驗教學設計中多媒體應用的科學性、合理性，眾所周知，多媒體具有激發學生實驗興趣、化抽象為具象、展示實驗細節、突破教學重難點的優勢。其中教師作為使用者發揮著關鍵作用，如果過于注重多媒體趣味性，采用大量色彩鮮艷的圖片、音視頻，雖然整個課堂看似熱熱鬧鬧，但學生沒有真正理解知識內容、沒有掌握實驗技能或者出現多媒體教學占據課堂大部分時間，學生實際實驗操作時間有限的問題［5］。教師應當在兼顧趣味性的同時，確保多媒體課件“小而精”，重點突出實質性內容，最大程度展現多媒體教學優勢，獲得高質量課堂教學效果。

三、初中物理實驗教學中多媒體的應用策略

（一）創建教學情境，激發學生學習興趣

初中物理新課標強調物理教學要注重生活屬性，要遵循“從生活走向物理，從物理走向生活”基本原則，通過聯系學生現實生活，創建趣味化、生活化、真實化的物理實驗情境，借助多媒體將抽象、復雜的物理現象和規律轉化為生動形象、具體的事物，創建生活化物理情境和趣味課堂，引發學生共鳴，使學生真正感受物理實驗魅力，繼而激發物理實驗探究欲，更加積極地投入實驗活動，提高實驗教學實效［6］。

以“運動的快慢”實驗教學為例，首先，利用微課創建情境，篩選學生熟悉、與教學內容相關的運動現象，向學生展示相關視頻，如東京奧運會蘇炳添比賽視頻，選擇視頻中某一時間點暫停，向學生提出問題：“視頻中誰跑得最快？你得出這一結論的依據是什么？”學生答：“相同時間比路程”。隨后，比賽視頻播放完畢后，教師再次提出問題：“確定誰是冠軍的具體原理是什么？”學生答：“相同路程比時間”；隨后，教師利用課件展示例子，分別展示獵豹、旗魚、雨燕等不同速度，提出問題：“如果物體運動路程、時間都不同，我們又該如何比較物體快慢？”經過小組討論和教師總結，得出結論：相同時間比路程。

然后，教師播放實驗微課，介紹實驗器材、方法、步驟和目的，如白紙、刻度尺、秒表、汽車速度計模型等，介紹完后教師暫停播放并提問：“在研究速度快慢與其中一個因素相關時，應采用哪種實驗方法？”學生回答：“控制變量法”；繼續播放微課，展示實驗過程和現象，在重要畫面配備相應字母、字畫和符號，對局部重點內容進行特寫和標記，引導學生仔細觀察實驗過程，記錄實驗現象。

最后，對實驗現象和過程開展描述性分析和總結，用文字形式遞進展示實驗結論，從而引出本節課重要概念。通過這種將生活現象和多媒體結合創設物理實驗情境的方式，引發學生學習探究欲和好奇心，并通過實驗展示，為學生指引正確實驗方法，也是理論聯系實踐的真實體現，有助于后續課程的開展。

（二）虛擬實驗操作，強化學生自主探究

在以往教學觀念中，物理實驗教學占據的分數較少，部分教師認為，學生只要記住實驗步驟、反應和原理就行，開展實際物理實驗只會浪費時間，而且教學效果不佳。部分教師認為學生即將面臨中考，學習負擔較重，直接講述比帶領學生做實驗效率更高，因此用理論課取代實驗課，只有在知識點抽象性強且實驗條件許可的情況下才會開展實驗教學［7］。因此，在平時教學中，僅通過多媒體直接展示實驗過程，難以幫助學生開展探究式實驗，導致學生不重視實驗，缺少實驗練習和操作能力，沒有實現初中物理實驗與多媒體技術的深度融合。新課改要求重視學生物理學科核心素養及綜合能力培養，如科學探究能力、自主學習能力、分析及解決能力、知識應用能力等［8］。教師必須緊跟這一趨勢，對物理實驗和多媒體技術進行全方位深入研究，將兩者解構、重新組合，依據初中物理實驗教學內容，創建新型物理實驗+多媒體教學模式。

例如，創建NOBOOK 虛擬實驗室，對實現這一育人目標有重要價值。在開展人教版初中物理九年級《探究電路串聯與并聯》實驗教學時，首先，教師利用虛擬實驗室開展物理實驗，借助一個探究性題目，鍛煉學生實物電路連接能力，“某農場需要設計一個電路實現奶牛的自動放養，器材由一個低壓電池組、開關、燈泡、電鈴、若干細導線組成。要求學生用細導線將牛群圍住，當開關閉合，奶牛不出圈，燈亮鈴不響；當開關打開，奶牛出圈將細導線碰斷，電鈴響?！币龑W生回顧串聯、并聯電路特點，介紹簡單電路設計技巧，要求學生完成電路圖設計，并利用NOBOOK 搭建電路進行檢驗。其次，教師可以給出幾組電路圖進行深化學習，鼓勵學生進行技能訓練，逐步掌握相關知識和技能并熟練應用在實際中。教師可以利用NOBOOK 虛擬實驗室軟件進行串聯、并聯電路連接練習和反復操作。然后，開展小組合作學習，列舉一些案例，引導學生利用NOBOOK 虛擬實驗室根據問題提出猜想和假設，啟發和誘導學生積極闡述個人觀點；隨后要求學生編制實驗方案、確定實驗步驟、合理分工，通過NOBOOK虛擬實驗室開展實驗探究，教師及時提醒學生利用虛擬實驗室表格功能記錄串聯、并聯電路中小燈泡發光情況，并根據多次實驗現象和記錄數據分析兩種電路連接情況。最后，分享小組實驗成果，共同交流、評價和反思、總結，完成實驗報告。

（三）化抽象為具象，鍛煉學生物理思維

初中物理實驗教學具有復雜、抽象的特點，緊靠教師口述或者多媒體演示很難獲得高效教學水平。在這一趨勢下，教師積極應用多媒體技術，如Flash 動畫、實況錄制、網絡演示實驗等，直接演示不易直接操作和演示的實驗，化抽象為具體，打破傳統物理實驗思維藩籬和限制，降低教學難度，提高教學成效，強化學生物理思維［9-10］。多媒體與物理實驗教學的深度融合體現在課程教學全過程，以“熔化與凝固”實驗教學為例，（1）在課前準備環節，教師通過信息計劃進行課前預習和學情量化分析，學生在網絡上完成學前測試或利用微課完成課前預習，如你知道水有哪三種物理形態？你認為水與冰有什么異同？物態變化又是什么？（2）在課中實驗教學環節，教師播放有關石蠟和海波融化與凝固的視頻，向學生介紹石蠟為非晶體，海波為晶體，展示晶體與非晶體融化和凝固過程的不同，為什么不同？讓學生帶著這一問題進入下一環節；開展演示仿真實驗和知識點的講解，教師利用仿真實驗平臺演示晶體與非晶體固—液轉化過程，需要具備的條件，如松香屬于非晶體，固態→液態轉化需耗時18min，溫度持續上升，最高可達74℃，液態→固態轉化需要耗時11min，由此可知非晶體融化與凝固時間差異。學生參與師生互動，通過觀看微課思考知識原理并仔細觀察實驗，加深對物理知識理解程度；（3）在課后作業環節，教師利用微課或多媒體布置課后作業，要求學生完成探究實驗，學生借助多媒體資源完成課后拓展作業或者復習，鞏固學習成果，提升復習效果。

四、結語

綜上所述，現代教育事業中，將多媒體融入初中物理實驗教學，具有彌補傳統實驗教學不足、提升物理實驗教學成效、降低初中實驗教學難度的優勢，滿足學科核心素養培育要求，也滿足新時期學生物理實驗學習需求。為提升多媒體在初中物理實驗教學中的最大價值，教師應當積極創建趣味教學情境，激發學生學習興趣；采用虛擬實驗操作，強化學生自主探究；化抽象為具體，鍛煉學生物理思維，創建高效課堂，助力推進初中物理實驗教學改革。