楊貝

摘 要：多媒體在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，彌補(bǔ)了演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足，豐富了分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教法。本文主要闡述筆者在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使用多媒體提高課堂有效性的一些做法。

關(guān)鍵詞：多媒體；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；演示實(shí)驗(yàn)；分組實(shí)驗(yàn)；有效性

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）5-0054-4

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)一些老師對多媒體的使用存在兩種常見的觀點(diǎn)：一是利用多媒體視頻播放實(shí)驗(yàn)錄像或用仿真實(shí)驗(yàn)代替在課堂上可操作的演示實(shí)驗(yàn)；二是在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，完全不使用多媒體課件。筆者認(rèn)為這兩種觀點(diǎn)都是不正確的。下面，筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勗谶@兩類物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何使用多媒體提高課堂的有效性。

1 多媒體在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

演示實(shí)驗(yàn)是老師在課堂上做實(shí)驗(yàn)給學(xué)生看，在操作實(shí)驗(yàn)的同時，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一種教學(xué)方式。它在幫助學(xué)生掌握物理概念和物理規(guī)律的同時，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。多媒體在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，主要有以下幾種情況。

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器欠缺的演示實(shí)驗(yàn)

有些演示實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷W(xué)校沒有配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器，老師無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種情況下，老師可以利用仿真實(shí)驗(yàn)，輔助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。例如α粒子散射實(shí)驗(yàn)，如圖1所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置需要放大的演示實(shí)驗(yàn)

在“探究正弦交流電峰值與有效值的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中需要用到示波器來測量正弦交流電的峰值。老師在講臺上介紹示波器的用法時，先將示波器擺放在講臺上，然后依次介紹各個旋鈕的作用及調(diào)節(jié)時相應(yīng)圖像的變化。示波器的旋鈕小，顯示屏顯示的圖像也很小，遠(yuǎn)一點(diǎn)的學(xué)生看不清楚。學(xué)生只能聽老師介紹的同時，一邊抬頭看老師的操作及顯示屏上的圖像，一邊低頭看自己桌面上的示波器。不停地抬頭、低頭，造成學(xué)生的疲勞感。

老師可借助攝像頭（在QQ聊天時普遍使用），將示波器的面板、屏幕及自己的操作同步輸入計算機(jī)，并在大屏幕上顯示出來。學(xué)生可以舒服地看到屏幕上大而清晰的即時圖像，還能和老師一起從示波器顯示的圖像中讀取交流電的峰值。借助多媒體，減輕了師生的負(fù)擔(dān)。

1.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象難以觀察的演示實(shí)驗(yàn)

在講動量守恒定律時，老師演示兩個小鐵球相碰的實(shí)驗(yàn)。在老師的引導(dǎo)下學(xué)生細(xì)心觀察，始終無法看到小球的形變，更無法判斷兩個小球從形變開始到恢復(fù)形變的時間是否相同。

老師可用Flash軟件仿真球的碰撞過程。制作小球碰撞過程的動畫時，有意識地使球的形變量放大，同時延長碰撞的時間。老師操作仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在老師的引導(dǎo)下輕松地看到形變過程，觀察到兩小球形變的時間相同，為后面推導(dǎo)動量守恒定律打好基礎(chǔ)，突破了教學(xué)難點(diǎn)。仿真實(shí)驗(yàn)的幾個截圖如圖2所示。

再如，電荷的定向移動形成電流的演示實(shí)驗(yàn)，無論是離子還是負(fù)電子我們都無法用肉眼直接觀察到。此時，需借助Flash軟件模擬，將電子或離子放大，在電壓作用下，學(xué)生能清楚地看到導(dǎo)體中的電荷定向移動。老師在此基礎(chǔ)上再強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的約定：電流的方向與正電荷定向移動的方向相同，與負(fù)電荷定向移動的方向相反。在聽覺和視覺的共同刺激下，學(xué)生很好地記住了這個約定。

通過仿真實(shí)驗(yàn)的方式，將快速發(fā)生的現(xiàn)象放慢，將微小的形變放大，將看不到的現(xiàn)象可視化。類似的實(shí)驗(yàn)還有通電線圈中磁場的模擬等，目的都是讓學(xué)生看得清楚，化抽象為形象，更好地輔助學(xué)生理解相關(guān)的知識。

1.4 受時間等因素影響，在課堂上無法完成的演示實(shí)驗(yàn)

老師讓學(xué)生用塑料尺摩擦自己的頭發(fā)，然后用尺子去吸小紙片，怎么吸都吸不起來。原本在秋季干燥環(huán)境下很容易做的摩擦起電的實(shí)驗(yàn)，在夏天潮濕的空氣中卻無法完成。在夏天講這個內(nèi)容的時候，老師可以播放冬天時所拍的摩擦起電的錄像給學(xué)生看。學(xué)生在課堂上雖然沒有做實(shí)驗(yàn)，但通過看錄像，回憶自己的生活體驗(yàn)，也能很好地理解摩擦起電現(xiàn)象。

對一些需要很長時間或很大空間才能完成的實(shí)驗(yàn)，可以用仿真實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)生理解。例如固體分子擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，將煤塊放到墻角里，煤微粒要很長時間才擴(kuò)散到墻里。利用仿真實(shí)驗(yàn)，幾秒鐘內(nèi)就能完成這個過程，輔助學(xué)生明白固體分子也會擴(kuò)散。

1.5 實(shí)驗(yàn)操作錯誤造成儀器損壞的演示實(shí)驗(yàn)

一些實(shí)驗(yàn)，老師強(qiáng)調(diào)某些操作要嚴(yán)格按照規(guī)定做，否則會損壞實(shí)驗(yàn)儀器。例如，使用直流電壓表、電流表時，要嚴(yán)格按照電流從紅表筆進(jìn)、黑表筆出的原則連線。如果接錯接線柱，指針將反向運(yùn)動，可能會使指針損壞。大部分老師是直接告訴學(xué)生接錯會產(chǎn)生什么后果，讓學(xué)生記住，避免這種情況發(fā)生；個別老師會解釋為什么會產(chǎn)生這樣的后果；極少數(shù)老師會演示實(shí)驗(yàn)，用試觸法讓學(xué)生觀察到指針反向偏轉(zhuǎn)的情況，最后讓學(xué)生想象指針會怎么樣。筆者的做法是：先讓學(xué)生想象接線柱接反了，指針會往哪個方向偏轉(zhuǎn)？然后用試觸法演示給學(xué)生看，驗(yàn)證學(xué)生的猜想；接著讓學(xué)生猜想指針一直向反方向偏轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生什么不良的后果。為了讓學(xué)生印象深刻，但又不能損壞電表，筆者用Flash軟件制作了仿真實(shí)驗(yàn)并操作給學(xué)生看。學(xué)生看到電路中直流電流表接線柱接錯，電路接通后，電流表的指針反向偏轉(zhuǎn)最后發(fā)生了彎曲。實(shí)驗(yàn)結(jié)果深深印在學(xué)生腦海里，在以后使用直流電壓表、電流表時，都會有意識地檢查正負(fù)接線柱是否接錯。

借助攝像頭、電腦、投影儀等將實(shí)驗(yàn)裝置或儀器顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)投到大屏幕上，使學(xué)生能清晰地觀察到，這種方式常常在介紹實(shí)驗(yàn)器材及儀器讀數(shù)時采用；播放實(shí)驗(yàn)錄像代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，這種方式常常在因場地或儀器的缺乏，無法在教室完成實(shí)驗(yàn)的情況下采用；仿真實(shí)驗(yàn)，主要是在需要將微觀的變成宏觀的，或是需要調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)時間的長短，又或是將不可視的變可視的情況下采用。

有些老師認(rèn)為在課堂上做實(shí)驗(yàn)費(fèi)時費(fèi)力，不如直接將現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)錄像或仿真實(shí)驗(yàn)播放給學(xué)生看。這樣做雖然省時間，增大了課堂知識容量，但是學(xué)生會質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)的真假。確實(shí)，用仿真實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果往往理想化，與實(shí)際操作得到的結(jié)果存在一定的差異，例如驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)。另外，仿真實(shí)驗(yàn)不會出現(xiàn)意想不到的情況，而真實(shí)實(shí)驗(yàn)會出現(xiàn)意外。對這些“意外”以及誤差的分析往往能提高學(xué)生的分析和解決問題的能力。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，其結(jié)果必須由真實(shí)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)，因?yàn)橥ㄟ^實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)，才能更有效地培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。因此，能親自演示且現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)就不該用實(shí)驗(yàn)錄像或仿真實(shí)驗(yàn)代替。

2 多媒體在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

多媒體在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，筆者主要從實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)后這3個階段進(jìn)行。下面以“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)為例。談?wù)劰P者在分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是如何應(yīng)用多媒體的。

2.1 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)用多媒體

實(shí)驗(yàn)前利用多媒體課件展示幾個思考題讓學(xué)生思考，如圖3所示。

在老師引導(dǎo)下學(xué)生以小組討論、組與組交流的方式，逐個解決課件展示的思考題。在這個過程中，老師及時將各學(xué)習(xí)小組成員討論的成果用實(shí)物投影儀展示出來，引導(dǎo)學(xué)生討論，得出最好的答案。例如，老師將各小組得出的原理圖用實(shí)物投影儀投影出來，引導(dǎo)學(xué)生比較，討論出最合理的方案。然后，老師用多媒體課件提供圖4所示的原理圖及實(shí)物圖，找一位學(xué)生操作鼠標(biāo)，在課件上進(jìn)行實(shí)物連線。整個連線過程在大屏幕上同步顯示出來，老師組織大家一起觀看這位同學(xué)的連線的順序及討論連線結(jié)果。在老師引導(dǎo)下統(tǒng)一討論意見，然后由老師用另一種彩色筆重新連接。如圖5所示。

用多媒體課件來展示思考題、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)步驟等，節(jié)省了老師在黑板板書的時間；用多媒體創(chuàng)造一個實(shí)驗(yàn)的“現(xiàn)場”，學(xué)生在“現(xiàn)場”中操作鼠標(biāo)連實(shí)物圖，供其他學(xué)生觀察并總結(jié)出連線步驟，規(guī)范了實(shí)驗(yàn)操作。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)用多媒體

學(xué)生記錄好多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（U、I）后，立刻到講臺的電腦上將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入事先設(shè)計好的Excel表格中。數(shù)據(jù)輸入的過程中，表格自動生成U-I圖像，如圖6所示，如果顯示的圖線不是光滑的曲線，可以即時看到哪組數(shù)據(jù)異常，利用原電路重做該組數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合原有的電路討論分析數(shù)據(jù)異常的原因。

利用一些數(shù)據(jù)處理軟件（如Excel），能迅速反饋學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況，幫助學(xué)生快速得出結(jié)論，提高了課堂效率。

2.3 實(shí)驗(yàn)后應(yīng)用多媒體

老師播放學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時老師拍到的一些錄像，對錄像中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行點(diǎn)評，表揚(yáng)操作規(guī)范的學(xué)生，及時糾正存在的一些錯誤的操作方法；也可以用PowerPoint課件展示一些練習(xí)題，檢測學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解；還可以向?qū)W生提供具有交互功能的仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生下課后可以反復(fù)訓(xùn)練整個實(shí)驗(yàn)操作過程，讓那些在課堂沒完成實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，能通過反復(fù)操作仿真實(shí)驗(yàn)得到補(bǔ)救。交互性課件界面的截圖如圖7所示。

多媒體在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，彌補(bǔ)了演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足，豐富了分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教法。但作為一種輔助教學(xué)工具，只有在真實(shí)實(shí)驗(yàn)無法完成或無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康臅r，才借助多媒體輔助教學(xué)，它只是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充。因此，課堂演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)絕不能不（下轉(zhuǎn)第58頁）（上接第56頁）加考慮就以錄像或仿真實(shí)驗(yàn)代替，我們應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“適時”“適度”地用好多媒體，才能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得形象、直觀，而且從視覺、聽覺多方面地刺激學(xué)生，使學(xué)生能夠在輕松的環(huán)境中獲取知識，產(chǎn)生滿意的教學(xué)效果。

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