摘 要: 多媒體輔助實驗教學有利于學生對物理現象、物理過程、物理狀態(tài)的觀察和分析,可以將瞬時性的實驗過程動態(tài)再現、定格講解、分段演示,可為研究性學習提供有效途徑,可以再現課堂無法演示的實驗,加大課信息量,提高課堂教學效率。
關鍵詞: 多媒體 物理教學 實驗 運用
物理實驗,作為一種理論聯(lián)系實際的實踐活動,它以生動的形象作用于學生,能激發(fā)學生的學習興趣,形成良好的學習動機,并通過非智力因素促進智力的發(fā)展。教師應通過實驗建立對課堂講授內容的感性認識,增強學生對學習內容的理解和記憶,提高教學效果。若能在實驗教學中巧妙地運用多媒體輔助教學,就能錦上添花,收到事半功倍的效果。
一、多媒體仿真實驗輔助演示實驗有利于學生對物理現象、物理過程、物理狀態(tài)的觀察和分析。
學生通過物理演示實驗看到了物理現象、物理事實的真實性,但由于實驗過程的時間短,實驗現象稍縱即逝,學生來不及細致觀察,不能馬上發(fā)現問題的本質,沒有獨立思考的過程。而物理多媒體仿真實驗可多次重復模擬實驗過程,再現物理現象。而且能變靜為“動”、變快為“慢”、變微觀為“宏觀”、變“連續(xù)”為“定格”,使許多看不見摸不著的變成有“形”、有“聲”、有“色”,變“說不清”為“一目了然”。這一切都有利于學生對物理現象、物理過程、物理狀態(tài)的觀察和分析。學生通過自己的認知沖突,建立正確的物理世界,有利于扭轉教師主宰課堂的局面,充分顯示學生的主體作用,有利于學生創(chuàng)造思維的激發(fā)。能夠增強演示實驗的可見度,便于觀察,建立感性認識。
物理是一門以觀察和試驗為基礎的科學,許多物理知識是通過觀察和實驗認真總結和思索得來的,為了講清楚某一概念及規(guī)律,教師往往利用演示實驗讓學生先觀察再思考。因此實驗的可見度顯得尤為重要。
例如,我在講蒸發(fā)吸熱有致冷作用時,拿出兩個相同規(guī)格的溫度計,其中一個蘸一點酒精,讓學生對比觀察液柱的變化情況,由于溫度計較小,只有前排幾個同學看清現象,說給后排的同學聽,大部分學生似信非信。鑒于這種情況,我將其改進,把蘸有酒精的溫度計和另一支規(guī)格相同的db4e872c3f28ee8d496483c2c71d53d6溫度計并排放在投影儀上,讓大家通過屏幕一起觀察液柱的變化情況。這樣,既不失實驗的真實性,又增加了實驗的可見度和可信度。
再如,在學習電流表和電壓表讀數時,也存在上述問題。于是我將電表放在實物投影上,將表盤通過屏幕放大,最小分度及量程都清晰可見。學生不僅準確迅速地讀出了數據,參與的熱情也大幅度提高。
二、可以將瞬時性的實驗過程進行動態(tài)再現,可以隨時定格講解,分段演示,增強學生對學習內容的理解和記憶。
許多物理實驗完成是瞬時的,現象是單一的,而單一瞬時的現象中往往蘊含著豐富的信息和深刻的物理規(guī)律。在傳統(tǒng)的教學過程中,學生對這一切的把握依賴于直觀的實驗觀察和教師在黑板上的講解。如在演示實驗的基礎上,采用計算機多媒體模擬實驗,將轉瞬即逝的現象再現,并進行定格講解。這樣就可以增強學生對學習內容的理解和記憶,使學生輕松地掌握實驗的內涵和物理規(guī)律。例如:在做水的沸騰實驗時,我發(fā)現學生對水的表面和內部同時氣化理解不透徹。于是,我就將整個實驗過程錄制下來,制成光盤,再重新分段演示,定格講解,整個過程放“慢鏡頭”讓學生仔細觀察氣泡上升變化的過程,再去總結氣化的概念,問題便不攻自破。
三、為研究性學習提供有效途徑。
多媒體可以讓每個學生自己動手操作,親自觀察模擬實驗中的種種現象,使學生對所學內容產生興趣,激發(fā)學生研究問題的欲望,變被動接受知識為主動接受知識。在主動參與思考的過程中,逐步提高創(chuàng)造性解決物理問題的能力??梢砸龑W生主動參與學習,研究、發(fā)現問題,提高創(chuàng)新能力。自主實驗有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。
現在的學生實驗,從器材到實驗步驟及表格設計,教材都按一定的模式制定得很詳細。這對教師來說很省事,但是不利于學生創(chuàng)造思維的培養(yǎng)。所以對于學生的分組實驗,在幫助學生掌握實驗原理的基礎上,允許學生自選器材,自定實驗步驟,進行試驗。實驗中學生需要對各種因素進行取舍,對所得信息進行選擇,這就要求學生在既定目標的過程中,有全局觀念和善于妥協(xié)。學生通過實驗體會到獻身科學的艱辛與崇高,既磨礪了他們的勇氣、毅力,又有效培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新精神和獨立的思考品質。
但是在進行自主實驗的實踐的過程中,會遇到很多困難,主要表現為:實驗室的傳統(tǒng)管理模式不適應這要求。現在一般學校的實驗室人員只承擔了儀器擺放與整理的工作,每次實驗前在桌上放上一樣的儀器,實驗完畢再收起來,這對管理人員來說當然省事。但是,學生要進行自主實驗就要求實驗室準備多種儀器以供不同選擇。就時間來講,除了學校安排的實驗課,學生只要有時間,就可以去實驗室做實驗。而且由于學生的實驗能力有限,需要老師隨時指點。另外,一些如電子實驗,為防止發(fā)生意外,也必須有人看護。這樣就會改變實驗室老師的工作性質、增加工作量,同時會增加實驗儀器的損耗。所以必須對現有的實驗室管理制度進行改革,以便有效開展學生的自主實驗。
利用多媒體技術設計適合于學生進行自創(chuàng)實驗的課件。比如進行電學實驗時,學生先在電腦上用課件完成器材選擇、自定實驗步驟、預計試驗結果,并通過多種方法的比較,選擇最佳方案,然后真刀實槍地做實驗。這樣一些問題如電學連接錯誤就可在電腦上做仿真實驗時得到糾正,既保護了儀器儀表,減少受損率,又保護了學生的人身安全,還在一定程度上減輕了實驗室的工作負擔。
多媒體的介入,可以更好地開展學生自主實驗,再加上多媒體本身對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的作用,多媒體輔助學生自主實驗將是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的最佳手段。
例如,在研究凸透鏡成像規(guī)律時,以往只能是由老師演示,學生觀察像的大小與物距的關系。很多學生只看清像的變化,而看不清物距的變化范圍。基于這種情況,我進行了嘗試性改革,將學生帶到計算機房,在實物觀察的基礎上,講清楚實驗的步驟,讓學生利用動畫模擬課件,自己調節(jié)物體的位置,觀察像的大小變化情況。學生很快便能總結出凸透鏡成像規(guī)律,而且熱情高,參與性強。同時,也體現了教師的主導作用和學生的主體作用。
四、再現課堂無法演示的實驗,加大課信息量,提高課堂效率。
首先,學生的抽象思維能力是物理學科培養(yǎng)學生的重要能力之一,而思考物理規(guī)律的抽象過程往往是任何演示實驗都無法展示的。例如:金屬導體中自由電子是怎樣定向移動形成電流的?原子核外的電子是如何繞核高速旋轉的?船閘是怎樣利用連通器原理使船平穩(wěn)前進的?噴氣式飛機是如何利用力的相互性飛行的?等等。這些現象都無法在課堂上演示或再現。但是通過錄像和模擬課件,就可以使課堂豐富多彩,化抽象為具體,突破微觀、宏觀對教學實驗條件的限制,再現生活現象和微觀圖像,使學生記憶深刻。
其次,學生在實驗中的操作錯誤在所難免。如果一一糾正,既浪費時間,又不能面向全體。如果把學生操作錯誤的地方拍攝下來,制成課件,讓學生共同找錯,則既可以提高學生興趣,又能訓練學生的實驗技能,以及解決實際問題的能力。同時,實驗中很多數據的處理繁雜,占用學生很多時間,也無意義。如果將其編寫程序,輸入數據直接得到結果,可以節(jié)省很多寶貴時間,加大課容量,提高課堂的學習效率。
總之,多媒體教學以它聲畫并茂、動態(tài)感強的特點,充分調動了學生的各種感官,化抽象為具體,激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣,充分發(fā)揮了學生的主體作用,集中解決了教學的重點、難點,使課堂教學收到事半功倍的效果,是提高學習效率的有效途徑。
參考文獻:
[1]雷洪,王偉慶.新課程理念下的創(chuàng)新教學設計(初中物理).長春:東北師范大學出版社,2002.7.