對信息技術與物理實驗教學整合的認識與思考

實驗教學是中學物理教學的重要一環，具有生動有趣的物理實驗是物理教學的特點，它有利于激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力。信息化是21世紀的標志，以網絡技術和多媒體技術為核心的信息技術已作為一種教學工具融入今天的實驗教學中。筆者就信息技術與物理實驗教學的整合，結合自己的教學實踐談幾點看法。

一、信息技術與物理實驗整合的含義

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學和演示實驗是中學物理教學的重要一環。豐富多彩、生動有趣的實驗是物理實驗教學的特點，實驗課不僅可以讓學生記住某些相關結論、實驗步驟，而且能夠使學生透徹理解并且完全掌握產生實驗結論的過程。在普通物理課堂的演示實驗中，由于受到常規實驗儀器的限制，實驗效果常不盡如人意。

信息技術與物理實驗整合的主體是物理實驗，信息技術不能代替物理實驗本身，它只能起到輔助教學、服務教學的作用。在物理實驗教學中，一切能做的實驗絕不能用計算機模擬或仿真，信息技術的作用主要體現在實驗課的選擇設計、實驗過程的展示分析、實驗數據的處理、微觀宏觀現象的展示方面。通過信息技術的輔助作用，使學生進一步理解和掌握實驗原理、步驟，認識常見的錯誤操作方式，糾正學生實驗操作中的不規范行為，使學生養成良好的習慣，提高實驗技能素養。信息技術與物理實驗整合也迫使教師拓展知識面，以更好地選擇教學內容，設計教學過程，讓學生最大限度地接觸信息技術，使信息技術成為一種學習工具，幫助學生主動地獲取知識。

二、信息技術與物理實驗整合的價值

1.信息技術與物理實驗整合，突破了常規實驗儀器的局限性

在常規實驗教學中，由于儀器的限制，許多實驗效果不明顯，有的實驗還很難做成。通過多媒體技術的輔助，可彌補常規實驗儀器的不足，提高實驗效果，完成一些目前實驗環境下難以完成的實驗，特別是傳統實驗手段難以表現的“微觀變化”“瞬時變化”，運用多媒體能夠形象生動地表現出來。

2.信息技術與物理實驗整合，可以消除視聽信息的相互干擾

在常規實驗教學中，教師在介紹實驗器材時，往往是學生注意力最不集中的時候，他們急于觀察自己的實驗器材或動手安裝，不聽教師講解，產生該聽時不聽，該做時不會做的情況。由于教師講解實驗、介紹實驗器材時，學生接受的視覺信息來自于實驗，而聽覺信息來自于教師，教師對學生的引導能力就大大下降，學生注意力集中不起來，視聽信息相互產生干擾。通過信息技術與物理實驗整合，可以消除這些相互干擾。

3.信息技術與物理實驗整合，可以充分發揮自主探討性實驗的作用

在傳統的實驗室里，一方面，由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失，實驗室的規章制度對學生進行了許多限制；另一方面，由于實驗環境和實驗條件的限制，實驗結果和實驗理論不一致，甚至出現相反的數據。有些自主意識很強的學生，常常會進行一些地下操作，有時會損壞儀器，然而這些破壞性強的學生，實際上是動手能力、創造能力強的學生。在網絡環境下的多媒體實驗操作，為學生提供了全方位、開放性的操作環境，學生在這種環境里可自主模擬實驗、觀察實驗。

三、信息技術與物理實驗教學整合的幾個方面

1.發揮演示實驗作用

網絡課件可以使無法在學校的實驗室完成的實驗通過模擬后生動地體現出來。如教師在做《凸透鏡成像規律》實驗時，先用常規儀器按傳統實驗方法進行演示。由于常規實驗儀器的限制，蠟燭在光屏上所形成的像隨著物距的變化而變化這一現象不是很明顯，致使學生對凸透鏡成像的特點不甚理解，并產生疑惑。此時若改為采用多媒體技術進行凸透鏡成像規律模擬實驗，演示物距從無窮遠至小于焦距的整個實驗過程中物距、像距和像的變化情況，整個模擬實驗過程流暢、直觀、明了，從而使學生對該實驗有了一個清晰完整的認識。由此可見，通過信息技術與物理實驗整合，可以突破常規實驗儀器的局限性，所以我們應當充分發揮信息技術的特長，使其對那些難以觀察到的、復雜的、困難的實驗進行模擬，給常規實驗提供幫助，成為常規實驗的補充。同時把兩者結合起來，使實驗教學上升到一個新的層次，有助于學生發現規律、獲得知識，從而提高學生的科學文化素質和實驗技能水平。

2.發揮自主探討性實驗的作用

傳統的物理實驗室存在很多弊端，讓學生在網絡環境下進行虛擬實驗室操作，以自主模擬實驗為基礎進行多媒體教學，則可以解決這一難題。如在上傳統電學實驗課時，教師通常會告訴學生，電流表的接線柱不能接錯、電壓表不能超過量程、電池組不能短路等，很多實驗不允許學生自己操作，這些規定無形中扼殺了學生的創造性思維，在網絡環境下，倡導學生自主探討實驗，既可保護儀器又能培養學生的創新能力，并能把很多傳統實驗做不到的效果一一再現。又如在網絡環境下采用“仿真物理實驗室”虛擬電學實驗室軟件（在線版網絡軟件），可以實現網絡與物理學科教學的整合。如果學生在網絡虛擬實驗室遇到問題，就可以通過網絡從其他同學那里獲取相關信息，進行討論，從而解決問題。讓學生自主學習，自主觀察模擬實驗，有助于學生掌握學習成果和學習方法。

3.增進教學效果

網絡的無限可拓展性可以對有限的課本化的物理實驗教學內容進行有效地拓展，網絡上有相當多的教學課件可以實現資源共享，利用課件完成課堂教學，能夠很好地建構學生難以建構的知識，如微觀世界的現象宏觀化，復雜的現象形象化、直觀化，學生能順利了解事物發生發展的過程等。如教師在進行浮力教學時，需向學生解釋浮力產生的原因。可以讓學生想象一個立方體浸沒在水中，它的六個表面都受到水的壓力，它的左右兩側面、前后兩側面，受到的壓力都是大小相等、方向相反、互相平衡的，只有上下兩面由于深度不同，受到的壓強大小不同，壓力也因而不相等。浮力是由下表面受到水的向上的壓力和上表面受到水的向下的壓力差而產生的，但如果使用語言和文字向學生講授向上和向下壓力差時，學生理解起來比較抽象，對整個過程反映比較茫然。此時可通過在中國中小學教育教學網（http：//www.k12.com.cn）物理學科課件庫網站下載相關課件，解決這一難題。該課件以動畫的形式慢鏡頭展示前、后、左、右的壓強、壓力相等，小木塊保持不動，但加載上、下表面壓強、壓力時，小木塊慢慢向上移動，同時超級鏈接浮力大小的推導公式錄像。活潑的動畫效果、直觀的圖形，快速有效地激發了學生的學習興趣，收到了良好的教學效果，學生很輕易地就攻破了這一難點，同時也為講授下一節《阿基米德原理》打好了理論基礎，而這一切都是傳統教學很難做到的。總之，讓學生在生動、形象的環境中進行學習，可以達到事半功倍的效果，也能很好地提高課堂教學效率。

四、信息技術與物理實驗教學整合應注意的幾個問題

1.課件應該反映一些物理現象的真實理論

物理課件不應有任何不合理論的成分存在，以免誤導學生，進入教學的虛幻境地，讓學生認為真理和虛構是一致的。課件中存在不合理論的成分會使物理教學活動失去其本擁有的真理性的內涵。

2.實驗教學內容必須經過挑選

不是任何內容都適合放入網絡進行實驗教學。有一些通過普通的課堂教學無法在短時間內讓學生融會掌握的內容，經過縝密的分析其教學要求后，可以進入網絡實驗教學。同時，也要分析學生現有的經驗和知識，以免做出的課件學生無法理解。

3.在進行網絡物理實驗教學探索的同時，應著手對現行的實驗教學進行必要的改革

對現行的實驗教學進行改革是實現信息技術和初中物理實驗教學達到完全整合的基本要求。網絡實驗教學必然同其他模式的教學一樣，有著其不能克服的缺陷，需要通過其他方式進行彌補。直觀的演示和分組實驗教學有著教師和學生面對面交流的獨特優勢，在信息技術和物理實驗教學整合的過程中，還得充分利用這一優勢。

參考文獻：

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（作者單位 甘肅省神山丹縣馬場總場中學）