計算機輔助物理實驗模式的教學應用及評價

■達江云

物理教學模式是現代教學理論在物理教學實踐中的運用和具體化，教學一線的教師必須應用于教學實踐才有其存在的必要，也只有通過教學實踐的檢驗才能不斷完善。因此，在探索教學模式的同時，還要將其用于實實在在的教學活動中，研究教學模式是否有利于提高物理教學的效率和效果，這是研究和構建物理實驗模式的根本所在，也是驗證模式是否有效、是否值得推廣的基本途徑。

1 模式的應用案例

高一年級物理中的平拋運動是物理學中的重要內容，它是剛講過的勻速直線運動和自由落體運動的合成，是牛頓運動定律等重要知識點的綜合應用。實驗教學過程如下:

首先，教師在學生實驗前一周在網上公布實驗的目的、要求、器材組裝的注意事項、實驗數據的采集方法、數據處理的方法和計算語言。學生預習實驗內容。教師首先進行實驗演示，向學生提出一些問題，然后學生分組動手實驗，在此過程中教師主要是從旁點撥，為學生釋疑解惑。

其次，在學生實驗操作完畢，給他們提供機房，同學們用Excel軟件進行數據處理并檢驗實驗結果的準確性，分析實驗誤差以及產生的原因。學生將完整的實驗報告以Word文檔或演示文稿的形式提交。教師對學生作品做出評價，并供其他同學學習和借鑒。

最后，要充分發揮論壇的作用，在教師的引導下，大家積極交流，各抒己見，使學生掌握平拋運動規律，從多個角度深刻理解和應用平拋規律。

2 案例的分析評價

2.1 本案例的教學過程具有如下特點

學生在實驗的全過程中主動地進行探索、學習;教師則加強對學生的啟發和問題驅動，并給以適當的指導;同學之間討論、切磋、互助、合作，對平拋運動規律得到了全方位的正確的認識。學生在解決平拋運動實驗的一系列具體問題中不但掌握了知識、學會了技能，而且發展了智力、非智力因素。

2.2 具體教學特點

1）通過簡單的演示實驗提出問題，使學生根據已有的知識和經驗，經過分析、討論后提出對問題的猜想。問題：演示實驗中，小球在水平方向上受力情況怎樣？水平方向的運動怎樣？判斷的依據是什么？小球在豎直方向上受力情況怎樣？豎直方向的運動怎樣？判斷的依據是什么？小球的合運動怎樣？判斷的依據是什么？通過問題，讓學生分析、猜測，教師并不作總結，留給學生下面用實驗去驗證自己的假設與猜測。教學中發現：通過簡單的演示實驗，激發了學生的興趣，幫助學生形成了學習動機。通過學生的知識回憶、分析和討論，使學生應用已有的知識和經驗建構了當前所學知識的意義，并形成了較明確的猜想。

2）分組實驗，收集證據。在實驗過程中，學生兩人一組分工合作共同完成實驗操作。教師與學生一起進行觀察、討論、交流，發現重要的問題時，及時給予引導(有時寫在黑板上，集體討論交流;有時與個別組或個別同學討論交流)，使大家的實驗方案和程序不斷完善。通過分組實驗，真實地展現了物理過程，從而達到對知識、技能等意義建構的目的。在實驗中，學生真正成為了學習的主人，自己動手動腦，通過與教師及同學間的交流與合作，解決一系列的具體問題，促進了認知水平的發展。由于實驗本身的魅力，培養了學生深刻的興趣，使學生獲得了積極的情感體驗。

3 實施整合模式帶來物理教學的變化

筆者通過對整合課堂的聽課、觀察、記錄和分析，感覺到現代信息技術的運用對傳統物理課程帶來的巨大沖擊，表現在物理課程實施層面正在發生深刻變革。其中，物理教學環境、教學方式、教學過程、教學媒體、師生角色方面的變化最為顯著。筆者發現，將信息技術有效整合于中學物理教學中，改變了教學系統中教師、學生、教學內容、媒體這四個要素的地位與作用，實現了四個“變”。即學生是信息加工與情感體驗的主體，是知識意義的主動建構者；教師是課堂教學的組織者，是學生建構意義的幫助者；教學媒體是促進學生學的認知工具與情感激勵工具；學生可以通過多種渠道，通過多樣化的學習方式獲取大量知識。

4 實施整合模式對物理成績的影響

運用信息技術整合物理課程的根本目標是提高物理教學質量，促進學生的學習。因此，判斷整合效果的一個重要指標是學生的學習成績。為此，筆者對實施整合模式的高一（4）班(實驗班)和采用傳統教學的高一（1）班(對照班)學生的期末成績進行了比較。這兩個班由學校根據初中畢業會考成績，微機隨機分班而成，基本情況相似(包括學業成績、男女生比例、年齡等)，兩班的同質性較好。兩組平均分差異顯著，實驗組的物理成績明顯高于對照組，說明實施整合教學模式，能明顯促進學生的學習。這是因為實施整合模式培養了學生物理學習的興趣和積極的學習態度；增強了學生學習的主動性、自覺性和自主性；促進了學生物理認知結構的形成和發展；培養了學生物理形象思維和抽象思維的能力，形成了良好的思維品質；培養了學生的創新精神和創造能力。這些都推動學生物理學習活動的順利開展，從而提高了學習成績。可見實施整合教學模式確實促進了學生的學習，提高了學生的能力和學業成績，達到了預期的目的。