多媒體技術在物理實驗教學中的應用探研

張宏貴

摘 要：多媒體技術可把抽象的理論知識形象化，讓物理教學具有活力和生命力。在物理實驗教學中，教師可結合多媒體技術的特點和優勢，擺脫物理實驗的條件限制，充分展示實驗的細節和過程，避免進行對儀器和設備損耗較大的實驗以及需要消耗大量時間的實驗。文章探討多媒體技術在物理實驗教學中的應用策略。

關鍵詞：多媒體技術;物理實驗;應用;興趣;能力

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）05-0136-02

在物理實驗教學中，部分教師強調理論知識的傳授，而沒有充分發揮實驗教學的優勢，如實驗原理的科學性、操作的獨立性、參與的廣泛性、過程的體驗性、結果的差異性等，這就導致學生參與實驗教學的積極性不高。另外，物理實驗教學還存在設備缺少等問題，從而無法進行正常的物理實驗。多媒體技術可以突破時空的限制，化抽象為具體，動靜結合，真實呈現實驗現象，這既能提高學生學習的興趣，又可以降低學習難度，并培養學生分析問題、解決問題的能力。本文結合教學實踐探討多媒體技術在物理實驗教學中的應用策略。

一、擺脫物理實驗的條件限制

部分物理實驗需要滿足一定的條件才能進行，還有部分物理實驗要求通過改變各種條件觀察實驗變化。例如，α粒子的散射實驗是研究α粒子在各種條件下的散射角度，但是如果沒有發射源、特殊的光學儀器，這個實驗根本沒辦法正常進行，而這些實驗儀器卻不容易配齊。這個實驗的另一個條件是要求在真空環境中測試，而一般的學校實驗室都不能滿足這個要求。這些條件限制了實驗的正常進行。又如測量玻璃的折射率實驗是通過記錄光在空氣中通過玻璃折射之后的結果大致評估出玻璃對光的折射率。這個實驗的限制條件也很多，比如要采用厚度較大的玻璃磚（一般要求在5 cm以上），以減少確定光路方向時出現誤差，提高測量的準確度。在實驗過程中，不能移動玻璃磚，手拿玻璃磚時，不要用手觸摸玻璃磚的光滑光學面，只能接觸毛面或棱，更不能把玻璃磚界面當尺子畫界線，以免損壞玻璃磚的光學表面。玻璃磚與白紙的相對位置不能改變，大頭針應垂直地插在白紙上，同側兩針之間的距離要稍大些。入射角應在30°至75°范圍內取值，入射角過小，折射角更小，測量相對誤差增大，入射角過大，導致射光太強，折射光太弱，像不清楚，不易觀察，很難確定P3、P4的位置。正是因為限制條件太多，學生在實際操作過程中不太可能面面俱到，一旦有一項或者多項出現差錯，實驗就會有較大誤差。多媒體技術可以完美地滿足這些不易滿足的實驗條件，因為它是虛擬的。教師可提前制作實驗過程視頻拿到物理實驗課堂上播放，對需要特別講解的地方可暫停進行詳細的解釋，從而讓學生對實驗過程中出現的物理現象理解得更加透徹，不帶一絲疑惑，由此提高物理實驗教學效率。而且可以循環播放，讓學生重復觀看不理解的內容，從而突破學習上的難點。從這點來看，多媒體技術對物理實驗的輔助作用非常大，可以突破物理實驗的多種條件限制，順利完成實驗，達到教學目的。

二、展示實驗細節和過程

部分物理實驗對操作的精確度有非常嚴格的要求，同時，代表實驗成功的物理現象持續的時間也非常短，可能只在一瞬間。實驗過程中任何一點紕漏或操作不當都有可能導致實驗失敗，即使實驗成功了也有可能因為時間太短而沒有仔細觀察實驗現象。如果實驗不容易成功，多次的失敗會打擊學生的積極性，而觀察不到實驗成功的現象也會讓學生對實驗理解得不通透，不能達到物理實驗的教學目的，這些因素都會降低學生對物理實驗的學習興趣。例如，驗證動量守恒定理實驗的內容是讓同一個小球從同一豎直高度以不同初速度下落，學生記錄小球落地的時間以驗證動量是否守恒。在這個實驗中，小球下落的距離很短，而且還具有初速度，這就意味落地的時間更短，只有幾秒甚至零點幾秒。因此，學生極易出現記錄誤差，得到的實驗結果自然也就不準確。而多媒體技術可以滿足所有的操作要求，從而留給學生更多的時間思考：“接下來會發生什么？”“如果改變條件會發生什么？”“還可以通過什么辦法達到實驗目的？”對于轉瞬即逝的實驗現象，多媒體技術也可以解決。教師可以利用多媒體技術把實驗的局部放大，讓學生觀察得更清楚，還可以在現象出現的時候把影像暫停，這樣就不用擔心學生看不到實驗過程中難以觀察的實驗現象，也不會破壞實驗的完整性。因此，在物理實驗中應用多媒體技術可讓學生獲得對實驗最直觀的體驗，有利于培養學生的觀察能力和思考能力。

三、減少對儀器和設備的損耗

部分物理實驗需要消耗很多資源，并對實驗儀器有一定的損耗，甚至在實驗過程中還伴隨不同程度的危險。例如，測定金屬的電阻率的實驗內容是通過記錄不同電流下同一金屬的電壓值，從而估算它的電阻。這個實驗需要用到電線、金屬、測量電流的電流表和測量電壓的電壓表等實驗器材。其中，每個學生需要10根左右的電線、1根金屬絲、1個電流表、1個電壓表，按每個班級60個學生計算，很顯然這是一個有些龐大的數字，而且某些實驗材料的回收率低，浪費是不可避免的。另外，由于學生不太專業，很容易損壞實驗器材。最重要的是，這個實驗在操作過程中還有觸電的危險，雖然幾率不大，但是在學生基數龐大的情況下，也有可能出現事故。而多媒體技術可以避開這些難以解決的問題，因為它是虛擬的，不會對設備儀器有損耗，也不會消耗任何資源，更不會出現任何危險。因此，當進行對設備損耗較大、所使用的資源比較稀有昂貴以及存在危險的實驗時，教師都可以應用多媒體演示代替實際操作，它非但不會降低教學的效果反而會降低教學的難度，不失為一種完美的教學輔助方式。

四、運用多媒體技術做消耗大量時間的實驗

部分物理實驗，不危險、不復雜，條件限制也不嚴格，但是它需要非常多的時間才能完成，有時一個物理實驗需要花費好幾個課時。例如，描繪小電珠的伏安特性曲線的實驗內容是在不同測量方式、不同的時間段，對小燈泡的電流和電壓進行記錄，借此研究燈泡的伏安特性。這個實驗對時間的要求體現在三個方面。第一，線路的連接。實驗中的電路很多，所以需要大量的時間連接，在切換測量方法時也需要一定的時間才能完成。第二，記錄的數據非常多，并需要計算。第三，這個實驗需要記錄燈泡的溫度變化。如果應用多媒體技術，實驗進程會縮短很多。學生只需要按照實驗給的電路圖在計算機上連接電路，然后輸入幾組數據，如需要多少電流，需要多少溫度，計算也可以由計算機完成。學生可以利用節省的課堂時間分析自己得到的實驗結果是否正確，這既提高了學生的學習效率，也減輕了教師的教學壓力。

五、結語

多媒體技術應用于物理實驗教學中，可以滿足各種嚴格的實驗條件讓實驗順利進行，并帶給學生更豐富的學習資源。可以放大實驗過程中的局部細節讓學生觀察得更仔細，可以讓影像暫停在關鍵處，不讓學生錯過每一個重要的知識點，從而提高學生的學習效率，降低學生的學習難度。可以避免設備和儀器的大幅度損耗，避免實驗資源的大量消耗，避免實驗過程中各種各樣的、各種程度的危險。還可以節省學生的學習時間和教師的教學時間，使得學生的學習變得輕松有效率，也讓教師的教學變得嚴謹而充滿趣味。可見，多媒體技術是物理實驗的重要輔助工具，可以突破常規環境、條件等因素的限制，充分發揮物理實驗在物理教學中的作用，為學生的物理學習打下堅實基礎。

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Research on the Application of Multimedia

Technology in Physics Experiment Teaching

Zhang Honggui

（Zhenyuan Middle School， Zhenyuan County， Gansu Province， Zhenyuan 744500， China）

Abstract： Multimedia technology can visualize abstract theoretical knowledge and make physics teaching full of vitality. In physics experiment teaching， teachers can combine the characteristics and advantages of multimedia technology， get rid of the limitations of physical experiment conditions， fully show the details and process of the experiment， and avoid the experiments that consume a lot of time and equipment. This paper discusses the application strategy of multimedia technology in physics experiment teaching.

Key words： multimedia technology; physical experiment; application; interest; ability