現(xiàn)代信息技術(shù)與物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合

摘 要：實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)。尤其在強(qiáng)調(diào)探究式教學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)的新課程改革的環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中更加占據(jù)著舉足輕重的地位。在普通物理課堂的演示實(shí)驗(yàn)中，由于受到常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)環(huán)境本身的限制，實(shí)驗(yàn)效果常不盡人意。而通過現(xiàn)代信息技術(shù)與物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，既可彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的不足，又能提高物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)探究態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代信息技術(shù)；實(shí)驗(yàn)；物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)；深度融合

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)的基本手段，在物理教學(xué)中有著不可替代的重要地位。尤其在強(qiáng)調(diào)探究式教學(xué)、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)的新課程改革的環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中更加占據(jù)著舉足輕重的地位。在物理教學(xué)中，經(jīng)常要進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高漲，但實(shí)驗(yàn)效果并不是每次都令人滿意。有的物理現(xiàn)象微弱，有的物理現(xiàn)象呈現(xiàn)的時(shí)間不足，有的實(shí)驗(yàn)由于學(xué)生人數(shù)較多無法使每一個(gè)學(xué)生都能觀察清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，微觀領(lǐng)域中的現(xiàn)象更是無法演示等等，這樣就給物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來負(fù)面效應(yīng)。而上述的實(shí)驗(yàn)問題都可以借助現(xiàn)代信息技術(shù)與物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的深度融合來解決或彌補(bǔ)。

一、 充分利用動(dòng)畫模擬，展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程

由于條件限制，物理教學(xué)中有些物理實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中無法演示；有些物理過程或現(xiàn)象發(fā)生在微觀世界；更有的是虛無的，學(xué)生難以觀察或無法觀察；有的實(shí)驗(yàn)過程變化太快曇花一現(xiàn)且抽象難懂；有的實(shí)驗(yàn)不準(zhǔn)做、不便做、不能做；有的實(shí)驗(yàn)短時(shí)間內(nèi)無法完成，這些都是課堂演示實(shí)驗(yàn)無法解決的問題。例如汽油機(jī)的工作過程、磁場(chǎng)、分子運(yùn)動(dòng)論理論等內(nèi)容，即使老師細(xì)致講解，學(xué)生也難以理解掌握。我們可以應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的模擬動(dòng)畫等功能生動(dòng)形象地展示汽油機(jī)工作過程、磁場(chǎng)的特點(diǎn)、分子的結(jié)構(gòu)等等，配上聲音和動(dòng)畫效果，讓學(xué)生從聲音、動(dòng)畫、圖像等全方位感受，如身臨其境，這樣能使學(xué)生觀察清楚、仔細(xì)，直觀地掌握該部分的內(nèi)容。從而更好地掌握物理概念和規(guī)律，把握重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，獲得良好的教學(xué)效果。

二、 巧妙運(yùn)用攝像技術(shù)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在物理教學(xué)的過程中，有些實(shí)驗(yàn)因?yàn)閮x器太小、可見度差，如溫度計(jì)、電流表的讀數(shù)、音叉的振動(dòng)等就是前排學(xué)生也不易觀察清楚；有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象只能平放在桌面上觀察，不能拿起來讓學(xué)生觀察，如壓力小桌下海綿的凹陷程度，磁體周圍磁感線的分布等；有些實(shí)驗(yàn)是在很短的時(shí)間內(nèi)就全部完成；有的實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長，課堂上無法完成，如硫酸銅溶液的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)生難以觀察?？赏ㄟ^攝像技術(shù)來輔助觀察，利用高拍儀或攝像機(jī)鏡頭將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象拍攝并在電子白板上播放。而教師可以根據(jù)所提供的畫面把部分放大或縮?。煌瑫r(shí)還可以運(yùn)用倒放、停格、快速選擇等功能，使學(xué)生可以放大、重復(fù)、快播、慢播，改變時(shí)間、停留在某個(gè)瞬間觀察。把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象全方位展現(xiàn)在學(xué)生眼前，從而獲得充分的感知，有助于加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶，體現(xiàn)了信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)越性，把教材中抽象的知識(shí)化為形象的知識(shí)、較理性的知識(shí)化為較感性的知識(shí)，從而提高教學(xué)效果。

三、 善于應(yīng)用視頻素材，豐富實(shí)驗(yàn)層面

通過模擬動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)的輔助，可彌補(bǔ)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的不足，提高實(shí)驗(yàn)的演示效果。但動(dòng)畫仿真實(shí)驗(yàn)沒有真實(shí)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景給學(xué)生影響深刻。有的實(shí)驗(yàn)由于種種原因不能在課堂上演示，但網(wǎng)絡(luò)上有實(shí)驗(yàn)效果較好的視頻。如著名的托里拆利實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗y有毒，無法在課堂上演示，就可以借助視頻資料觀看演示實(shí)驗(yàn)的全過程，給學(xué)生生動(dòng)直觀的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生理解托里拆利實(shí)驗(yàn)，更全面地了解大氣壓的測(cè)定過程。

有的實(shí)驗(yàn)由于學(xué)校設(shè)備不足無法完成，教師可在網(wǎng)絡(luò)上下載實(shí)驗(yàn)視頻讓學(xué)生觀看，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，讓學(xué)生更喜歡上物理課。

有的實(shí)驗(yàn)由于教材版本不同，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)但實(shí)驗(yàn)過程和器材卻不同，教師可在網(wǎng)絡(luò)上下載實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嗤鴮?shí)驗(yàn)過程和器材不同的實(shí)驗(yàn)視頻給學(xué)生播放。如流體的壓強(qiáng)和流速的關(guān)系，讓學(xué)生在觀看實(shí)驗(yàn)視頻的同時(shí)自覺地比較學(xué)習(xí)，讓枯燥的物理理論得以升華，不同的形象而又直觀的實(shí)驗(yàn)過程激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，從而更加崇尚科學(xué)，拓寬知識(shí)面的同時(shí)豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)層面。

四、 有效整合實(shí)驗(yàn)資源，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果

在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，無論是動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)、模擬動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)、還是視頻播放的實(shí)驗(yàn)都有其優(yōu)點(diǎn)和不足之處，我們提倡條件具備時(shí)教師盡量動(dòng)手做演示實(shí)驗(yàn)，但在教師動(dòng)手做演示實(shí)驗(yàn)的同時(shí)我們還可以同步模擬動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)演示實(shí)驗(yàn)的不足。如在學(xué)習(xí)電流和電路時(shí)，教師可以懸掛演示電路板，演示通路、斷路、短路以及電路的連接，但較小的電路元件、接線柱使后排和兩側(cè)學(xué)生看不清楚。教師可以在做演示實(shí)驗(yàn)都同時(shí)，利用物理仿真實(shí)驗(yàn)室同步演示實(shí)驗(yàn)中的操作。使學(xué)生同時(shí)觀察不同形式下的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在課余教師培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生熟練物理仿真實(shí)驗(yàn)的操作，上課時(shí)可讓一學(xué)生輔助操作物理仿真實(shí)驗(yàn)室，教師動(dòng)手做演示實(shí)驗(yàn)并講解有關(guān)知識(shí)。有些課堂無法完成的演示實(shí)驗(yàn)，也可用模擬動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)和視頻播放的實(shí)驗(yàn)對(duì)比觀察學(xué)習(xí)。這種新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅給學(xué)生以感官的刺激，打破了沉悶的學(xué)習(xí)氣氛，改變了枯燥單一的學(xué)習(xí)方式，而且使學(xué)生能夠更加形象地理解信息，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣與樂趣，主動(dòng)、及時(shí)地獲取信息，同時(shí)又調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)積極性，集中注意力，激發(fā)表達(dá)欲望，與教師形成互動(dòng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

五、 合理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，拓展實(shí)驗(yàn)交流

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以將演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸至課外。在學(xué)生掌握了一些基本實(shí)驗(yàn)技能后，教師可以利用軟件、網(wǎng)頁、微博、QQ、微信等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有針對(duì)性的將演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)的拓展、融合到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，鞏固課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果。積極鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手做一些簡單的實(shí)驗(yàn)，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上展示他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，播放實(shí)驗(yàn)過程，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)也可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)引導(dǎo)學(xué)生自制教具、學(xué)具。如在學(xué)習(xí)了氣體對(duì)外做功的實(shí)驗(yàn)后，有個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)了用礦泉水瓶做這個(gè)實(shí)驗(yàn)并錄制視頻在群里交流，他將礦泉水瓶中留少量的水，擰住瓶蓋，然后用力擠壓礦泉水瓶（選材質(zhì)較薄的塑料瓶），同時(shí)快速擰開瓶蓋，瓶蓋跳出去的同時(shí)瓶口有白汽冒出。這個(gè)視頻受到了大家的好評(píng)，老師和同學(xué)們紛紛為他點(diǎn)贊。通過師生交流、評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)互動(dòng)，一方面鞏固了課內(nèi)實(shí)驗(yàn)所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生利用物理實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問題的能力，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力、信息處理能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)等，獲得更高的教學(xué)效益和更好的學(xué)習(xí)效果，這是傳統(tǒng)的教學(xué)過程無法達(dá)到的。

現(xiàn)代信息技術(shù)在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的深度融合，使物理實(shí)驗(yàn)的形式更加豐富，現(xiàn)象更加直觀，打破了時(shí)間、空間和課堂條件的限制，很好地展示了物理現(xiàn)象，在降低學(xué)生理解難度的同時(shí)，開闊了學(xué)生視野，幫助學(xué)生創(chuàng)設(shè)物理情景，建立物理知識(shí)和生活實(shí)際的聯(lián)系。從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和能力，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

作者簡介：

張建蘭，甘肅省武威市，武威第十中學(xué)。endprint