多媒体技术与物理实验整合的实践尝试.doc

多媒体技术与物理实验整合的实践尝试镇江市谏壁中学 蒋学军（212006） 摘要：作为物理学科，应根据其特点创造丰富实验设备，给予学生更多的动手实验机会，感受实验的美，充分激发学生的学习兴趣，培养操作能力、观察能力、语言表达能力、信息和数据处理分析能力，相互交流合作评价能力和实际生活的理论运用能力。不仅完成教材中的演示实验和学生实验，还充分运用现代教学技术更改知识的传授方式，创建更好的掌握物理知识和技能，提高学习能力的物理认知平台。 关键词：多媒体学科整合物理认知平台 物理是一门以实验为基础的自然科学，实验教学能为学生正确认识物质及其运动规律提供实验事实，它是具有目的性、探索性、现实性和易感知性。只传授物理知识和技术的物理教育是片面的，全面的物理教育要求既传授物理知识和技巧，又训练科学方法和思维，还培养科学精神和品德，学生在物理实验中是学习的主体，在教师指导下，进行实验，训练用实验解决物理问题，使各项智力皆得到发展。物理实验是物理教育的一种最有效的教学形式，它可以帮助学生建立和巩固物理基本概念和基本理论，获取物理知识，培养科学素质。 一、 问题的提出 考试已从“知识立意”变为“能力立意”，要考核学生各种学习能力：推理能力，数据处理能力、理解能力、迁移能力、创新能力和实验能力。获取知识的能力可以分为获取信息、提出问题的能力；处理信息、推测结果的能力；转换信息、形成设想的能力；运用信息、联系实际的能力；创造信息、构成系统的能力。探究能力包括：提出问题；猜想和假设；指定计划；进行实验；收集证据；解释与结论；反思与评价；表达与交流。实验教学最能使学生明白怎样培养这些能力。 目前虽然中学实验设施相对比较完善，但是农村中学物理实验的基础相对薄弱，有部分实验仪器缺少，有一些实验不能完全开出来；物理原理的介绍以及微观粒子的运动较难用常规的实验仪器和实验操作方法观察到明显的现象，达到良好的实验目的。因此在实际的实验教学过程中，遵循能够由学生完成实践的不宜由教师代办，可以观察实验效果的不由软件模拟这一物理实验教学原则。利用计算机多媒体技术与部分实验进行整合，改变教学方式，提高学生的综合自主学习能力，形成在教学过程中，教、学双方由信息不对称转变为信息对称的新型教学模式。充分运用现代教学技术更改知识的传授方式，创建更好的掌握物理知识和技能，提高学习能力的物理认知平台。二、实践尝试与反思：（一）教学实践的几方面尝试 物理是以实验为基础的学科。很多物理知识都是前人通过无数次的实验，在大量实验的基础上综合概括而成的科学结论，物理学习仍然离不开物理事实和定律、学说。特别在中学学习阶段，学生对很多重要的物理原理和定律很难从根本上加以理解。由于物理是研究物质结构以及物体运动规律的科学，其研究对象已经深入到物质的微观层次，往往人的肉眼不能直接观察，其他感官不能直接把握的。 （1）设计多媒体课件，增强物理原理和物质的微观结构直观性和灵活性。 由于物理的概念性强和物理原理的抽象程度高，物质的微观结构和物体运动历程不易掌握，有些物理实验的危险性大等特点，如果把这些内容制成形象直观的课件，通过现代信息技术，使物理的教学过程和学生的学习过程具有更强的教育性、灵活性和直观性。 在实际实验教学操作中，综合处理文字、图形、动画、视频及声音等多种信息，并使这些信息建构成具有逻辑链接的多媒体技术，进而运用在教学过程中展示教学信息，向学生提供多种感观刺激，有助于教师创设更生动、逼真的问题情境，引导学生进入自主学习状态。提高了学生掌握知识的可能性。例如：针对微观微粒：布郎运动、原子原子核的结构等制作成Flash动画，使学生能突破一定的思维障碍，学会根据实验现象或物理事实把握其微观物理本质。利用数据处理软件如MicrosoftExcel软件分析实验数据、绘制图表解决运用单摆“测定重力加速度”等问题，有助于分析物理实验数据。运用Flash和PowerPoint制作透镜成像的动画，加强实验的可视性，增强了学生的直接感官感受。 多媒体具有强大的情境再现功能，很容易把对象化大为小(或化小为大)、在空间和时间上化远为近、在过程上化快为慢(或化慢为快)、在对象结构上化整为零，由此突破时间、空间，微观、宏观，静态、动态的转换限制。 （2）综合设计实验仪器、基本操作和典型实验，提高学生实验复习的效率，激发学生学习的积极性和主动性。 由于平时教学课时紧，教学实验设施有限，受教学条件的限制，不能做到每一个学生实验每一个学生都能掌握非常好，学生往往对一些仪器规格、用法、操作掌握得不好。例如，量筒的读数：仰视或俯视时读数发生偏差，记数问题，游标卡尺螺旋测微器的读数，天平的读数问题，打点计时器的使用，电学实验的综合设计。在最后的实验复习阶段，通过有限的时间重温实验过程和现象。在常规操作中，让学生系统阅读所有学生实验、演示实验，对做过的实验来一次“回头望”；或者向学生开放实验室。效果较好的方法是物理实验的复习等均可以通过计算机形象直观的模拟出来。运用Flash软件、校园网络和网页制作软件制作实验复习的五大部分：（一）实验仪器：各种仪器图片、规格、性能、使用方法；（二）实验仪器的基本操作方法；（三）典型的演示实验和学生实验的原理、操作、现象及实验的操作要点；（四）实验习题的原理设计，装置选择、方法操作，以及为什么这样做的原因，怎样改进；（五）综合实验：电学实验器材的选择、电路设计等、实验综合信息题等的多媒体。有利于学生在课堂上的观察与理解，有利于向学生传授基础知识，训练学生基本技能。从而激发学生学习物理的积极性和主动性。 实验复习课的教学就可以在网络教室完成，可将实验习题通过网络技术反映到学生的计算机上。（实验要求：通过所给电学实验仪器，完成未知电阻测量）显然，这是一道设计实验方案的习题，利用计算机编制软件，可模拟真正的实验环境，并通过计算机设计合理的动画，使每一个仪器装置均能被随意的拖曳，完成对仪器的假想组装。同时，对每一步操作，计算机均能作出相应的评价，指导学生不断的进行方案的调整，直到得到自己满意的方案，学生通过自己的认真思考，从自己的实际水平出发，会设计出多种不同的实验方案。教师在一旁对学习困难的学生可进行个别指导，对学习能力强的学生可提出更高学习要求。多媒体技术可以有助于实现分层次教学、个别化教学，为每个学生提供尽可能的选择学习内容的空间。 （3）多媒体技术转变了教师的教和学生的学，师生不断地互教互学，彼此形成一个真正的“学习共同体”。 多媒体教学促使教师的角色从传授者、权威者转换为学生学习的辅导者、支持者。教师将成为学生学习的合作者、引导者和参与者。多媒体技术则成为教师辅助学生学习的重要工具。多媒体技术已经成为准备教学的重要工具，从备课查找资料，到设计、制作教学软件都可以多媒体技术，从而提高教师的工作效率和质量。应用网络技术发现探究问题可在一定程度上优化提出问题的环节。能够唤起学生发现问题的欲望和解决问题的热情。通过课堂教学，现有知识的迁移，帮助学生提出具有探究价值的问题。从中发现与课堂学习有关的内容进行探究。运用Internet未来教学的模式设计学生探究的课题：生活中电学器材的调查研究。目前市场上各种各样的电学器材，大多数器材的原理在高中阶段已学过或有所了解，它们在生活生产中对人类的作用，对人类和自然环境造成不同影响的问题，使学生产生探究的欲望。计算机提供大量的信息资源；提供学生展示调查报告、教师教学所需的多媒体；提供人机交互、相互讨论的平台。由于事先学生的自主学习，学生在课堂上对知识的接收较以往快，掌握也较牢固，并且能把学到的知识很好地运用到实际事例中去。学生的想法各具特色，有创新性。学生获得的信息量远远超过以前，而教师在这过程中同样学到很多知识。真正达到了教学相长。 多媒体网络的特性更有利于实现学生的合作式学习。学生通过网络通信技术与同学、老师及其他学习者合作，发布作品并进行交流。利用网络技术的BBS和收发电子邮件开展合作式学习，并把自己的观点和信息有效地传播给其他人。 （二）实践后的反思 通过网络的实验教学，实际操作中却存在很多的问题： 1、在网络教学环境下学生注意力集中的问题今后还应重视。如学生在上网浏览、查询容易被网上一些其他信息所吸引，还有可能访问一些不良网站影响身心健康。另外相比以前用黑板或一块大屏幕，在网络教室教学时学生有可能因为各自的计算机而分心。所以教师应在平时进行辅导和管束，还可采取一些必要的硬件措施，如网络监视、锁定屏幕等等。 2、任何一门自然科学，都是以实验为基础的，无论信息技术发展到何等程度，都无法取代实验在自然科学教学中的基础地位。多媒体技术无法替代物理的科学实验。许多物理实验，其现象尽管没有课件演示那么清晰，但实验是真实存在的，其可信性、真实性、科学性和严密性是可以为学生所感知的。实验往往伴随着物体的运动、发光、发热、颜色及形态的变化，有时甚至是爆炸等极端现象，就是因为在物理课堂上经常会有各种各样的实验，许多学生喜爱上物理课。物理实验增强了课堂的趣味性，提高了学生的学习兴趣和课堂效率。因此大部分实验现象明显的演示实验和学生实验一定要通过动手实验完成。 总之，多媒体与物理实验相整合后所体现出的优势是显而易见的，不仅可以起到激发学生学习兴趣，培养学生养成良好学习方法和学习习惯的作用，更主要的是可以培养学生的创新精神。但是，无论信息技术多么发达，都不能也