合理運用多媒體 優化物理實驗教學

徐艷

1 中學物理實驗教學狀況的分析

多媒體與物理實驗教學有機整合，可利用視聽資料、網絡資源等加強實驗教學與社會、生活、科學技術之間的聯系。多媒體的交互性和超文本鏈接優勢，又為“師生互動”提供了可靠的保證。在實驗的不同環節，多媒體都可發揮獨特的作用：在觀察環節極大地擴展實驗的可視性和可控性；在數據采集環節使物理量的測量不但簡單方便，而且精度提高；在數據分析環節則讓學生從機械、繁瑣的數據處理過程中解脫出來，投入到更有創造力的方面。因此，借助多媒體的優勢可以實現物理實驗教學的新要求。

2 多媒體在實驗教學中的應用

2.1 化不可見為可見，促進直觀感悟

很多的物理實驗在一般實驗室中不可能做出，雖能用圖片說明，卻難以描述清楚，更不能反映其動態的變化規律。在這方面，多媒體的輔助教學可以發揮很大的作用。例如講萬有引力定律時，用電腦為學生描繪一幅動態的天體運動圖景，使學生對天體間的相互作用、相互依存及萬有引力定律牢牢地印在腦海里；一些涉及微觀世界和肉眼看不見物質的實驗，如α粒子散射實驗、原子核衰變、鏈式反應、電場線、磁感線、帶電粒子在電磁場中的運動、電子能級的躍遷等，這些實驗有的受實驗條件限制無法做，有的本身就無法顯示，而利用計算機進行動畫模擬實驗，問題就能得到解決。通過多媒體與物理實驗整合，可以突破常規實驗儀器的局限性，對那些難以觀察到的、復雜的、困難的、危險的實驗進行模擬，為教學提供幫助。

2.2 彌補實驗不足，增強實驗演示效果

如在做牛頓管實驗時，因為玻璃管抽成真空比較困難，一旦真空度稍差，實驗的同時下落就有偏差，而且管內的金屬片和羽毛很小，后排的學生看不清。這里可以用牛頓管先在有空氣時做一次，再抽出一部分空氣做第二次，盡量抽成真空時再做一次，若金屬片和羽毛不是真正同時落下，也因為有比較，學生知道是空氣阻力的作用。這時用多媒體模擬，放大牛頓管，放慢鏡頭，實驗的效果就非常到位，學生的理解領悟就絕對沒問題。

2.3 彰顯物理本質，突破課堂教學難點

教學難點主要是指由于知識的深度和知識的模糊性造成學生在學習過程中遇到的難題，盡管有些教學難點可能并不是教學重點，但是在教學過程中如果不解決，也會嚴重影響到教學目標的實現。物理學是研究物質運動和變化的科學，在某些方面，用常規實驗不易表現物理學中動和變的特點，實驗所包含的物理本質不夠清晰，需要用動態模擬予以補充。例如，簡諧運動中彈簧振子的振動實驗，學生很難同時觀察到回復力、加速度、速度和位移等物理量在4個運動過程及5個關鍵時刻的大小和方向，這是教學的難點。而采用課件模擬，就可調節振動頻率或者使其暫停，便于對4個矢量的大小、方向變化進行分析，也可重復選擇觀察任意一個物理量的周期性變化，有利于學生建立簡諧運動完整的物理圖景。

2.4 實時采集數據，實現快速數據處理

例如在熱學中研究氣體狀態方程時，探究溫度、體積和壓強三者間的定量關系，實驗中采用控制變量法，對于壓強的測定，需先通過測定活塞及砝碼的重、活塞的直徑，再計算得到，至少取6組實驗值，學生要花大量時間來計算。如運用壓力傳感器和計算機多媒體系統，實驗數據幾乎即時獲得。而且在探究壓強與體積關系時，數據處理后計算機隨即畫出P-V圖線，很明顯是一條曲線，這時針對兩者關系讓學生作出猜測，學生會想到P與V是否成反比？或P與V2成正比？也可能P與V3成正比？這時可以讓計算機分別畫出P-1/V、P-V2和P-V3圖像并分析，P、V關系便一目了然。

3 多媒體輔助下優化物理實驗

教學的幾點思考

3.1 轉變物理實驗教學觀念

教學過程中學生是學習的主體，學生對授課的接受程度、參與程度是教學效果的直接體現。因此，在物理實驗教學中，教師應自覺地把學生置于既是認識的主體又是實踐的主體的地位，圍繞學生全面發展這個中心，改變教師的教學方式。利用多媒體輔助，將單純的說教變為情景的熏陶，通過圖文并茂的方式給學生提供知識信息，正確引導啟發學生去探究、去思考、去提煉，調動學生的學習積極性，使學生主動參與到教學過程中來。在教學活動中，多媒體是教師教學的輔助工具，是學生學習、認知的工具和對象，也是學生學習過程中情感激勵的工具。教師是學習情景的創造者，學習信息資源的提供者和正確引導者，同時也是學生學習的合作者。

3.2 物理常規實驗與課件模擬實驗的有機結合

物理學中的概念和規律都是人們從生產、生活實踐和實驗中抽象、概括而積累下來的知識。中學物理實驗教學以培養學生的實踐能力和創新精神為目標，以學生掌握課本中學生實驗所包含的實驗方法和手段為重點，以學生掌握物理知識、形成能力為最終目的。而學生對物理概念和規律的認識、理解和掌握往往依賴于對物理現象的直觀感知，這一過程只有依靠真實的物理實驗才能實現。因此，有條件完成的實驗應該先進行實驗的演示，或讓學生親自動手實驗，給學生提供一個感性認識的基礎，然后根據需要適時切入課件，對實驗進行模擬，使連續或瞬間的物理過程變得有序和可控，引導學生對實驗現象進行分析和抽象。但是要特別強調的是，模擬得再好的多媒體課件都不可能代替常規實驗，它只能起到輔助教學的作用。如果盲目地追求多媒體課件的運用，反而會適得其反。如有的教師在教左手定則時，本來用常規實驗就能夠很好地說明安培力與電流、磁場的方向關系，卻非要做成課件，在屏幕上演示，從中找到規律。這樣，學生會認為這些變化是教師人為做出來的，不一定是真實的，顯然不利于學生的觀察、體驗、感悟和發現提高。

3.3 正確把握實驗教學中多媒體課件的輔助作用

隨著現代教學媒體的不斷完善和發展，制作的各種課件越來越精美流暢，在教學活動中，教師只需要點擊鼠標，就可以按課件固化的教學過程來指揮課堂教學。但這樣的課就成了“流水課”，課堂教學被電腦的既定流程牽著走，不符合“以學生為中心”的教學思想。任何教學活動，都是師生相互作用的過程，在這一過程中，教師應該根據學生的掌握情況和教學要求，適時調整教學過程和教學計劃，對教學信息進行有效調整和引導。在物理實驗教學中，教學過程應該充分體現對物理實驗的探索性、師生共同討論的合作性和學生思維的獨立性，這個過程不只是傳授知識，還有方法的啟示、能力的培養，這是任何現代教育媒體都不可代替的。每一堂優秀的課例，都離不開教師成功的調控和主導，課件不可能替代教師的主導作用。最優秀的課件也只能在突破難點、強化重點，幫助學生掌握知識體系的過程中起輔助教學的作用。

總之，多媒體技術與物理教學實驗的有機結合是物理教學實驗改革中的一種新型教學手段，由于視聽結合、手眼并用的特點及其模擬、反饋、個別指導和情景創設的感染力，使其具有極大的吸引力。為了適應時代發展的要求，每位物理教師要努力提高自身素質，轉變教育教學觀念，改進教學方式，將常規物理教學實驗和多媒體技術有機結合，為物理實驗教學尋求更大的突破。

（作者單位：江蘇省太倉市沙溪高級中學）