李岳峰

摘 要： 以多媒體、數(shù)字化為主要特征的現(xiàn)代信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合，正在對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生深刻的影響。本文就多媒體信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合，引領(lǐng)教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的變革進(jìn)行探討，并談了教學(xué)體會(huì)。

關(guān)鍵詞： 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué) 整合 多媒體信息技術(shù)

新課程標(biāo)準(zhǔn)為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了新的理念，多媒體信息技術(shù)的普及則為物理教學(xué)提供了全新的技術(shù)手段和教學(xué)平臺(tái)。隨著科技的進(jìn)步，多媒體信息技術(shù)不僅是教學(xué)的輔助手段，達(dá)到補(bǔ)充和強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)的效果，更重要的是通過與多媒體信息技術(shù)的整合，可以推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的變革，為全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)開辟了新的途徑。

一、多媒體信息技術(shù)的使用，改變了傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

在觀察環(huán)節(jié)上，多媒體信息技術(shù)手段可以極大地增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可視性和可重復(fù)性，以往用肉眼觀察非常困難的物理現(xiàn)象，現(xiàn)在可以借助多媒體信息技術(shù)將一些物理現(xiàn)象清楚地采集下來反復(fù)觀察，克服了在時(shí)間和空間上的受限情況。

在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)上，計(jì)算機(jī)和傳感器等數(shù)字手段的介入，可以更快更準(zhǔn)地得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而節(jié)省寶貴的教學(xué)時(shí)間。

在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)上，利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力，可將學(xué)生從簡單、機(jī)械、繁瑣的數(shù)據(jù)處理過程中解脫出來。例如利用頻閃照片研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，請(qǐng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算分析頻閃照片的數(shù)據(jù)，從簡單而又繁雜的計(jì)算中解放出來，把更多的時(shí)間和精力用于解決物理問題。

二、多媒體仿真實(shí)驗(yàn)可以擴(kuò)大物理實(shí)驗(yàn)的功能。

物理多媒體仿真實(shí)驗(yàn)可多次重復(fù)模擬實(shí)驗(yàn)過程，再現(xiàn)物理現(xiàn)象，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(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象、物理過程、物理狀態(tài)的觀察和分析。學(xué)生通過自己的認(rèn)知，建立物理世界，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

利用多媒體仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)適合學(xué)生模擬實(shí)驗(yàn)的課件。它可以作為真實(shí)實(shí)驗(yàn)的事前準(zhǔn)備，使學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前就對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和內(nèi)容有深刻的了解，從而強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和減少不必要的設(shè)備損失。比如進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生先在電腦上用課件完成器材選擇、自定實(shí)驗(yàn)步驟、觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并通過多種方法的比較，選擇最佳方案，然后進(jìn)行實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)。這樣一些如電學(xué)連接錯(cuò)誤就可在電腦上做仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)得到糾正，既保護(hù)了儀器儀表，又保護(hù)了學(xué)生的人身安全，還在一定程度上減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)。

三、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)（DIS）系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)及傳感器為核心器件的實(shí)驗(yàn)體系，DIS系統(tǒng)將使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)思想、學(xué)生的操作過程和實(shí)驗(yàn)中間環(huán)節(jié)發(fā)生很大變化。我們可以用它和電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器等模塊組合使用，設(shè)計(jì)一系列較復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)，由于傳感器的應(yīng)用，給測量帶來了極大方便。DIS系統(tǒng)將打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的固有模式，使中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)具有高度的自主性、開放性和探索性。比如學(xué)生可以比較方便地根據(jù)不同的目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)專門為了仔細(xì)深入地觀察某一過程或者研究一些物理量之間的關(guān)系，等等。另外，對(duì)于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不同學(xué)生之間在學(xué)習(xí)目的上可以不相同。實(shí)驗(yàn)既可以是探究性的，又可以是驗(yàn)證性的，由于DIS具有便于使用的模塊，學(xué)生可以更自由設(shè)計(jì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)想法，為學(xué)生創(chuàng)新提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

四、利用多媒體信息技術(shù)制作課件，可以提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)原理的掌握是教學(xué)的難點(diǎn)之一，通過動(dòng)畫或錄像等手段突破學(xué)生在實(shí)驗(yàn)原理掌握上的難點(diǎn)。例如，在《練習(xí)使用示波器》的實(shí)驗(yàn)中，我們制作了“示波器工作原理”的動(dòng)畫，通過對(duì)橫向偏轉(zhuǎn)電極和縱向偏轉(zhuǎn)電極分別加上不同的電壓，觀察熒光屏上亮斑的運(yùn)動(dòng)，幫助學(xué)生加深對(duì)示波器工作原理的理解。由于動(dòng)畫生動(dòng)形象，教學(xué)難點(diǎn)就迎刃而解。

實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)也是教學(xué)的難點(diǎn)之一，我們把實(shí)驗(yàn)操作的步驟拍攝成錄像，然后制作成多媒體課件；有的實(shí)驗(yàn)操作步驟用Flash制作成了動(dòng)畫，讓學(xué)生觀看，達(dá)到了更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

五、利用多媒體信息技術(shù)為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了條件。

在新課標(biāo)理念下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅需要培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，還需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識(shí)與創(chuàng)新精神。我們將在原有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑵鞑牡倪x擇與實(shí)驗(yàn)的方法設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的拓展，拓寬學(xué)生的思路，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。它可以極大地?cái)U(kuò)展教學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，涉及以前教學(xué)實(shí)驗(yàn)無法涉及的領(lǐng)域，給予學(xué)生更大的學(xué)習(xí)空間，激發(fā)他們的想象力、創(chuàng)造力。

現(xiàn)在的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、器材到?shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計(jì)教材都按一定的模式制定，對(duì)教師來說當(dāng)然方便，但是不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。對(duì)于學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，可以在利用多媒體信息技術(shù)幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，模擬實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生自選器材，自定實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生需要在各種因素中進(jìn)行取舍，對(duì)所得信息進(jìn)行選擇，培養(yǎng)分析處理問題的能力。同時(shí)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)體會(huì)到獻(xiàn)身科學(xué)的艱辛與崇高，既磨礪了意志，又有效培養(yǎng)了獨(dú)立思考的品質(zhì)和創(chuàng)新精神。

六、絕不能以多媒體手段代替真正的物理實(shí)驗(yàn)。

多媒體課件課堂容量大，能極大地提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效率，但不能真正體現(xiàn)物理現(xiàn)象的真實(shí)性，而多媒體課件對(duì)本學(xué)科來說只能作為一種輔助手段加以運(yùn)用，課件容易在學(xué)生頭腦中產(chǎn)生“假”的想法，只是有時(shí)用實(shí)驗(yàn)無法或很難看清楚的物理現(xiàn)象，利用課件的方式，放慢其變化過程，利用屏幕重現(xiàn)其物理現(xiàn)象，從而使學(xué)生看清楚其間的變化，起到補(bǔ)充和強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)的效果，絕不能以多媒體手段代替真正的物理實(shí)驗(yàn)。

為了使多媒體信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效整合，只有通過不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在探索和實(shí)踐中逐步形成適合本校特點(diǎn)，符合學(xué)生實(shí)際的多媒體信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合模式，才能培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，科學(xué)思維能力，分析問題和解決問題的能力；才能培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)儀器設(shè)備、節(jié)約器材、遵守操作規(guī)則的習(xí)慣，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。