多媒体技术与物理实验教学的有机结合_多媒体技术与物理教学

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初中电教参评论文

多媒体技术在物理实验教学中的运用

初中物理是一门以实验探究为基础的学科，实验教学的质量从某种程度上决定了物理课堂教学的效果。初中物理课程改革更加突出实验教学，要求我们在教学中要实现实验手段多样化和现代化，物理课程标准明确提出了要重视将多媒体技术应用于初中物理实验教学中，加快物理实验软件的开发和应用。那么到底怎样实现多媒体技术与物理实验教学有机结合呢？在初中物理教学实践中经过不断的摸索中，我得出一些比较浅显的认识，与大家分享。

一、多媒体技术在初中物理实验教学中的重要作用

传统的物理实验教学观点是以学生掌握和巩固知识为目的，对实验在实现三维目标的重要作用认识不够，因此实验教学基本上以教师为中心，演示实验教师做、学生看；分组实验则让学生按教师设计好的方案进行，缺乏独立思考和创造性活动。而按照新的课程理念，演示实验应该重视学生参与，随堂实验、学生分组实验则要尽量采用探究式，让学生真正进入科学探究的学习状态，扮演研究者的角色。这就要求实验不能只限于教科书规定的有限几个，而要根据探究活动的需要，让学生尽可能多地在实验室活动，为他们创造接触和熟悉各种仪器设备的机会；学生可以尝试自己设计实验、选择仪器、收集数据、归纳并总结规律。多媒体技术与物理实验教学有机结合，可利用视听资料、网络资源等加强实验教学与社会、生活、科学技术之间的联系，多媒体技术的交互性和超文本链接优势，又为“师生互动”提供了可靠的保证。在实验教学的不同环节，多媒体技术都可发挥独特的作用：在观察环节极大地扩展实验的可视性和可重复性，在数据采集环节使物理量的测量不但简单方便，而且精度提高，在数据分析环节则让学生从机械、繁琐的数据处理过程中解脱出来，投入更有创造力的方面„„因此，借助多媒体技术的优势可以实现物理实验教学的新要求。

二、如何运用多媒体技术应用于物理实验教学 1.运用多媒体技术进行物理实验的演示

实验课不仅要让学生记住实验步骤和相关结论，更为重要的是要使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。由于受到常规实验仪器本身的限制，传统演示实验效果常不如人意。多媒体技术作为演示的工具，可使静态过程动态化、微观现象可视化、抽象知识具体化，完成难做实验的仿真模拟、进行物理过程的动态分析。多媒体技术作为演示工具，主要应用在以下三方面：

一是实验现象基本清晰，但实验过程所反映的物理规律比较抽象，学生理解困难。对此，要在做好实验的基础上应用多媒体技术叠加分析信息，为学生搭建由形象思维迈向抽象思维的“桥梁”，使学习者更深刻地理解客观物理规律及其应用。二是实验所包含的物理现象本质不够清晰，需要用动态模拟予以补充。如“以声消声”的实验。以教学“物体的运动”为例，教科书用一幅频闪照片来显示汽车在相同时间内通过的路程，来比较匀速直线运动和变速直线运动。

三是在一般实验室中不可能做出的实验，可用计算机科学模拟和视频资源来支持教与学。如可以仿真传统实验无法涉及的、条件要求很苛刻的实验，比如高温、高压、强电流、强磁实验等；可以使一些微观物理现象变得栩栩如生、一目了然。

2.运用多媒体技术进行物理的实验数据的处理

多媒体技术不仅可以作为多媒体展示工具来使用，更重要的是可以使得信息处理高速化和智能化，在实验数据的获取、分析、处理上具有广阔的应用空间。利用数据处理软件，来处理实验数据，能够将数据以图表的形式给出，并显示出最终的结果。用记录表中的数据创建数据表，可以方便地生成点线图，有助于学生发现相关物理量之间的关系。如学生研究橡皮筋的伸长长度ΔL与拉力F的关系时用该软件描绘的图像，从图像可看出伸长长度ΔL与拉力F的关系。3.运用多媒体技术来作为实验教学交流工具

在网络环境下，可通过下载、复制或建立友情链接的方式，将互联网上成型的虚拟实验及其他关于物理学家、学史、规律、趣闻、生产生活等资源为我所用，学生可以边学习边交流。如采用网络版“仿真物理实验室”，学生可以通过人机对话一边操作一边在网上畅游，获取新知识，遇到问题还可以通过网络与同伴交流。

4、运用多媒体视频展现生活中的物理场景

视频是多媒体电教课经常采用的一种信息表达方式。教学视频材料也是课堂教学的很好补充。例如在进行关于“惯性、惯性的应用”一节教学中，老师可以先用多媒体播放汽车启动、加速、及刹车的过程，使学生从上课一开始就进入了现实生活中经常遇到的物理情景中，自然对所观察到的物理现象产生浓厚的兴趣，然后提出疑问，并在老师的指导下解决心中的疑问，得出惯性的定义。然后再用多媒体播放一些其他的惯性现象比如惯性小车等，让学生体会其中包含的物理知识。这样的授课方法要比老师干巴巴的讲解要生动的多！又如在讲授用万有引力定律分析天体运动专题时，播放“神舟五号”载人飞船发射、升空、环绕地球圆周运动、回收等视频，使学生对“超重”、失重、匀速圆周运动、天体运动等知识有更深刻的认识，同时激发学生的学习兴趣，发展学生的非智力因素，又能陶冶学生的爱国主义情操。

5、运用多媒体计算机相关软件进行物理仿真模拟实验 中学物理中，有很多抽象的物理过程，物理模型。即使有平面的示意图也无法形象的进行描述。教师在讲解这些物理过程及模型时就很难让学生形象的感悟到这种模型，理解上就会不到位。如果能够利用多媒体教学手段设计情景，通过动态的画面将一些看不见、摸不着、课堂教学中不便演示的实验现象物理图景，物理过程展示出来，再现物理情景，有助于形成正确的物理形象，使视觉参与思维，促进对问题的感知与探究。如物体间的相对运动、追赶、牛顿第一定律、波的干涉、电流的形成、电容器充放电的过程、电源内部电子和离子的移动、电动势的方向、两球碰撞时先压缩后恢复过程中两球速度、加速度的变化。微观结构展示如：α粒子散射、光电效应、布朗运动等过程都可用电脑模拟再现物理情景，都可将物理教学中许多死的，抽象的、微观的，再现为活的、形象的、宏观的物理情景，使得学生一看就能知其然，知其所以然，在此基础上也就有了发现问题，探究的形象模型。

6、运用多媒体动画技术，对学生进行直观教学

学生认识事物是从感性到理性，从具体形象的感觉和知觉到抽象逻辑思维的过程，教学要适应和促进这个过程，就要加强直观教学。而利用多媒体动画技术对直观教学能起到画龙点睛的作用。比如在讲电流表、电压表时，可以把电表放在实物展示台上，把它的图像调节到占满整个银幕，这样可使每一位同学都看清电表的表头构造，同时还可以反复改变电流（电压）来练习读数。又如在讲“运动和力的关系”这一知识点时，尽管大家对网球都很熟悉，但由于网球和网球拍接触时发生的弹性形变只是瞬间的，不易观察，很多同学都难于理解。为此，用Flash动画把打网球的过程模拟出来，并且制定相应的按钮来控制动画的播放、暂停、单步进行等。使学生能看清楚网球运动过程中每一瞬间的形变，从而突破这一难点。

三、多媒体技术与物理实验教学有机结合的两种教学模式 我认为，多媒体技术与物理实验教学有机结合，一要发挥传统实验与多媒体技术各自的优势，优化实验教学过程，促进学生学习并应用多媒体技术解决实际问题；二要突出学生主体地位，有效培养学生的学习能力和综合素质。基于这样的理念，我认为在实践中采用如下两种教学模式。

1.物理实验教学中使用多媒体技术为主的演示型教学模式

最简单的方式就是基本不改变现有教学模式，只是将多媒体技术作为展示教学内容的工具。运用这一教学模式，教师要致力于多媒体课件的开发和使用。一般在演示实验的基础上，用计算机模拟实验现象的物理过程，使学生获得的表象得以强化，促进学生识别实验现象发生及变化的条件，然后再进行抽象概括，形成概念或找出规律、特征。有些规律是建立在实验基础上的模型是抽象思维的产物，它无法做实验，无法直接观察，若用语言叙述，学生很难在脑子里形成一个物理过程的动态形象，计算机辅助教学软件则可以展现这个动态物理模型。

教学活动中，通过多媒体技术搜集、处理数据，拓宽交流渠道与信息量，把物理实验、数据处理和探究学习结合起来。如通过数字化实验系统，不仅可以进行数据采集、测量，而且还可以通过多模显示、组合显示、视图放大、图线分析、自定义变量和表达式等有效手段，使实验数据的处理、显示更加便捷。高精度的数据，形象、直观的图线图形有助于学习者进行科学探究，提高能力。

2.物理实验教学中学生利用多媒体技术为主的自主探究教学模式 在传统的实验教学中，由于条件的限制，学生的探究欲望往往不能得到很好的满足，多媒体技术环境能为学生提供探究的有利条件。借助于多媒体技术和工具软件创设的虚拟仿真环境，学生能在动态情景空间中观察现象、读取数据、探索和发现研究对象之间的数量关系和变化规律。物理学习应指导学生尝试用“几何画板”、“仿真物理实验室”等工具软件研究问题。如几何光学中的平面镜成像规律、光线通过玻璃砖与三棱镜的传播特点、观察水中物体（视位置及路径）、光学元件成像规律以及与光的折射等相关的光学小实验等，都可以让学生在探索中学习，这样可加深对所学知识的理解。

实验教学是物理教学的基础，它既是学生对物理知识的认知起点，同时也是培养学生学习兴趣的重要途径。多媒体技术可以突破传统实验仪器的局限性，补充、完善真实实验的不理想之处。

从演示实验方面看，多媒体技术可以对那些难以观察到的、复杂的、困难的实验进行模拟和再现，成为常规实验的补充。特别是有些物理定律只是一种理想的模型，在正常条件下不能实现，应用多媒体技术则可弥补学生感性认识的不足，使之变得容易理解。把模拟实验与传统实验结合起来，教学会收到事半功倍的效果。

从学生实验角度看，为防止发生意外伤害、实验仪器损失，或由于实验条件的限制，有一些实验像电流表反接、短路、用小量程测大电流、人体导电等，一般是不能做或不允许做的，这势必影响学生对知识的构建。虚拟实验环境则可解决这一难题。值得注意的是，培养学生的实践能力和严谨的、以事实为依据的科学态度，是物理实验教学的基本目的之一。模拟是被理想化的模型，对一些操作方便、效果明显的实验，无论从真实性还是从效果来看，都不宜用计算机模拟。若不加区别、一味用虚拟的过程替代真实实验，将会弱化学生的实际操作能力和科学意识，背离实验教学的初衷。