淺談電學實驗中多媒體技術的應用

隨著科技的高速發展，多媒體技術的出現為實驗教學改革提供了一種新的思路。多媒體技術模擬電學實驗實際上就是利用計算機多媒體技術通過演示課件或仿真軟件，模擬實驗的過程。多媒體技術與實驗教學整合，能夠培養學生自主模擬、觀察實驗，及歸納、總結實驗現象、結果的能力。筆者就電學實驗中多媒體技術應用的可行性進行了探討。

一、在電學實驗中應用多媒體技術的優勢

1.利用多媒體模擬電學實驗，可變抽象為具體，化難為易

電學中，研究的很多現象是在現實生活中無法展現的，如電流的形成、電荷的移動、帶電粒子在電場、磁場中的偏轉等。這些難以觀察又抽象的教學內容，采用多媒體模擬方法，可以達到較好的教學效果。例如，在驗證楞次定律時，感應電流產生的磁通總是阻礙原磁通的變化。磁通是一個抽象的概念，感應電流與磁通變化的關系對于學生來說是模糊的，單憑實驗無法表現出來，語言描述又過于空洞，這時候如果借助于多媒體技術將這一過程形象地模擬出來，學生理解起來，就容易多了。又如，做“高壓電”實驗時，儀器體積龐大，電壓高達上萬伏，實驗危險性較大。如果利用“仿真電學實驗室”，則可用生動、真實的實驗激發學生的興趣和學習熱情，對知識的傳授、問題的講解可以起到事半功倍的效果。

2.利用多媒體模擬電學實驗，可輕松重復實驗

在傳統實驗中，因受成本、安全、天氣、時間等條件的限制，實驗做過之后一般不再重復多做;而利用多媒體模擬實驗，則可任意次地重復進行，學生可以很容易地重溫實驗的全過程，分析實驗中的數據。另外，還可以連續改變實驗條件，進行模擬實驗嘗試，或連續進行不同實驗條件下模擬實驗現象的對比，多方位地觀察實驗現象，易于得出和深刻體會和實驗結論。所以，通過多媒體模擬電學實驗，可以使學生在一節課中輕松地學習、復習電學的各個實驗，變被動接受知識為主動學習，在主動參與思考過程中，逐步提高解決問題的能力。

二、在電學實驗中應用多媒體技術的方法原則

1.使用和選擇原則

傳統的掛圖模型、錄像、實物操作等，也能讓學生理解知識的本質，培養學生的形象思維能力;但是，與計算機在教學中的模擬相比，對于有些理論性、抽象性較強的內容，傳統方式顯得無能為力。要注意的是，模擬實驗教學只是實驗教學中的一個環節，要有所選擇地進行。

(1)應用多媒體技術，突破教學難點。突破教學難點是多媒體模擬電學實驗的根本目的。例如，對于電場、電路分析等課題，用常規教學手段顯得勢單力薄，教學效益不高，這時可考慮使用多媒體進行輔助教學。對于那些用常規手段就可以很清晰完整進行的實驗，應讓學生直接感知真實的實驗現象，教學效果會更好。例如，電流表、電磁感應現象等課題，就應該采用實物實驗，沒有使用課件的必要。

(2)應用多媒體技術，突出教學重點。利用多媒體模擬電學實驗，首先應考慮是否能突出教學重點，能否向學生提供一個符合規律及原理的、完整的感性形象。實驗室軟件和教學演示課件要畫面簡潔、形象深刻、操作簡便，沒有復雜、華麗的畫面和音響，以消除教學噪聲，避免分散學生注意力，沖淡教學主題。多媒體只是教學的一種現代輔助手段，課件的制作應以實用為目的，不可把課件制作變成“影片制作”。充分利用現有的課件素材，根據需要進行“超級鏈接”和“選擇播放”，就像去實驗室取器材一樣輕便。目前，文化市場上有許多課件，因為制作者缺少一線教學經驗的緣故，這些課件只能摘取部分進行加工，不便直接使用。例如，《翰林匯多媒體課件制作系統》《仿真電學實驗室》等課件素材，它們各有自己的優點和特點，都是較好的課件制作的“器材庫”。

2.把握切入點原則

多媒體技術模擬電學實驗在教學中的切入，應以不影響實驗過程的真實性、完整性，且符合學生思維的遞進性和連貫性為原則，不能隨意切入。在運用多媒體技術模擬電學實驗的過程中，不可忽視學科以實驗為基礎的特點，不能用多媒體技術模擬來完全替代實驗。多媒體技術模擬僅能作為對實驗過程再現、概括、補充或實驗模擬，以幫助學生建立完整的概念。因此，多媒體技術模擬的切入，一般應放在演示實驗以后，通過實驗現象及過程分析，向學生提供一個感性認識，對無法在課堂上演示的實驗，如電流、電磁概念等課件，進行形象模擬。例如，在《滑動變阻器》一課中，先進行實驗演示，讓學生感知滑動變阻器的作用;再借助課件，使學生弄懂原理，解決“滑片的移動是怎樣改變阻值，應怎樣正確連接滑動變阻器”這兩個教學難點。反之，勢必造成因缺乏真實的感知支持而導致認識障礙，影響教學效果。

3.教師作用原則

在課堂教學中，教師應起主導作用，不能讓模擬演示實驗課件喧賓奪主。教師的主導作用在于:精心設計教學過程;通過教學層層分析和深入講解，幫助學生在頭腦中逐步建立實物模型;引導學生用科學的思維方式去發現問題、分析問題直至解決問題，并形成正確的概念結論。在完整的教學過程中，尤其是在實驗室教學中，教師起引導作用，應充分發揮模擬實驗軟件的優勢。在“仿真電學實驗室”進行實驗，學生可在多媒體技術環境下進行實驗，通過人機對話，學生可對提供的儀器進行選擇和組合，用不同的方法完成同一實驗目標，培養學生的設計思考能力和對不同實驗方法的優劣、誤差大小的比較、判斷能力。學生可以自主操作，獲取新知識。如果學生在虛擬實驗室遇到問題，可從多媒體軟件資料庫獲取相關信息，通過自主學習，并自主觀察模擬實驗，從而掌握學習成果和學習方法。

三、在電學實驗中應用多媒體技術存在的問題

盡管應用多媒體進行模擬電學實驗教學存在種種優勢，但同時也存在著一定的局限性和困難。

1.若使用不當，會背離學科的自身特點

目前推行多媒體進行模擬電學實驗教學，使用不當很容易背離學科自身特點。知識的獲得，學生動手能力、分析能力的培養都離不開實驗，做好實驗提高學生的動手能力，也是當前素質教育的要求。若利用計算機模擬本來可以操作的實驗課題，實驗在教學中的作用就會喪失，會使學生缺乏實際操作訓練，從而背離了素質教育的要求。

2.教學對計算機硬、軟件要求很高，現階段不易達到要求

硬件上必須配備演示用的大屏幕多媒體教室或一人一機的計算機仿真電學實驗室。裝備這樣的教室，費用高，投資大，而且它也只是起到一個計算機輔助教學實驗室的作用，與日常教學還有相當大的距離。軟件上，盡管許多計算機公司開發了多種教學課件及實驗軟件，但與實際的教學設計不一定相符，難以令人滿意。如果教師根據自己的教學經驗親自制作，效果當然很好，但現在精通課件制作技術的教師還很少，任課教師在保證正常教學任務的情況下難以投入更多的時間和精力。

總之，利用多媒體技術進行模擬電學實驗，改革了傳統的教學模式和教學方法，促進了教學手段的現代化，帶來了教學形式的多樣化。教學過程的優化和教學效率的提高，對教學的改革產生了深遠的影響。雖然還存在著一定的局限性和困難，但隨著時代的發展，筆者相信，多媒體技術進行模擬電學實驗教學的軟、硬件所存在的問題，都會得到很好的解決，教師制作課件的水平也會不斷提高。要盡量利用現有條件，充分發揮計算機輔助教學的巨大優越性，促進教學改革的深入發展。

(作者單位:河南省鄭州技師學院)