多媒体技术与物理实验教学的和谐整合之思考

周 宏

（西南大学物理科学与技术学院，重庆 北碚 400715）

1 引言

随着多媒体计算机技术的迅速发展和深入普及，运用多媒体技术进行辅助性实验教学，已经越来越受到广大教师的重视.多媒体技术可以将文本（字）、动画、声音、图像等多种媒体结合起来表现信息，进一步增强信息的真实感、表现力和感染力.运用多媒体技术展开实验教学，其积极作用是多方面的，既可以使一些实验内容更加形象生动、具体直观，又可以加大课堂教学容量、节约时间，还可以促进学生的智能发展……可是在实际教学中，由于有些教师误认为在讲课时只有使用了多媒体才算现代化的教学，于是许多教师便一股脑儿把多媒体课件带进了课堂和实验室.由此便出现了“三代”现象：即课件上所设定的提问代替了教师的嘴，精美的图像代替了教师的板画、板书，动画的演示代替了学生的动手操作.此时的黑板便成了课件的陪衬，实验的器材成了动画课件的验证品，师生的眼光都盯着声色俱全的多媒体课件.同时导致课堂上出现了“三少”现象：即师生之间的眼光交流少了，学生之间的讨论少了，学生动手操作的机会也少了.对此，笔者谈谈对多媒体技术的运用与物理实验教学的和谐整合的想法，请同行指正.

2 多媒体技术的运用与物理实验教学和谐整合的必要性

多媒体教学确实能激发学生学习的兴趣和参与热情，提高教学效率，但如不注重多媒体技术的运用与物理实验教学和谐整合，不适宜地运用多媒体技术，只追求华丽的形式，而不顾教学效果，只顾重视多媒体技术的开发而忽视了在课堂教学过程中适当的使用和要解决的问题，使得多媒体成为现代化的“满电灌”，则对课程实现“三维目标”的教学效果就会产生负面的影响.

2.1 不适宜地运用多媒体技术不利于学生实现“过程与方法”目标的培养

物理学很多知识都是抽象的，无论是力学的受力分析，还是电学的电路规律，经过信息技术的处理，都清楚展示在课堂上.如果不经过教师的精心设计处理，只是让学生看和听，结论是得出来了，可学生像看电影一样，没有时间和空间思考，不能提出自己的看法和疑问，不能尝试自己的认识过程，这样不利于科学学习方法的培养，还会造成造成学生的视觉疲劳和思维滞后，从而影响学习效果.

2.2 不适宜地运用多媒体技术会削弱学生的观察和思维能力

多媒体在课堂中的应用具有内容多、信息量大的特点，对物理学科来说，课件中例题和练习的准备，能够节约大量的时间，可在较短时间内介绍各方面的知识，扩大学生的知识面，但却不能全面培养学生观察的能力.因为许多材料是经过处理加工的，具有片面性，例如：热学加热时间的缩短或延长，电路实物的放大或缩小等.如果只让学生看多媒体课件，而不让他们亲自接触实验，实际去做一做，摸一摸，试一试，则他们会缺少观察的过程，很难形成对知识的全面理解.像“连接串联和并联电路”的实验，只有让学生自己动手连接出符合要求的电路，才能使他们形成对电路的形象认识，这种认识是无法通过多媒体课件完成的.

2.3 不适宜地运用多媒体技术会削弱学生的实际操作能力

在中学物理实验课堂中，由于学校软件和硬件条件限制，或由于实验本身难度大，实验操作时间过长，实验材料准备不当等原因，许多教师就采用观看多媒体课件取代实验操作的教学方法.多媒体课件能够进行辅助实验教学，指导学生的实验操作，但完全取代学生的实验操作过程，无疑是削弱了对学生操作能力的培养.因为，学生的实验操作能力的形成只有通过实际的操作训练才能获得.由此可见，多媒体辅助教学是不可能完全取代现行的物理实验，多媒体的过度使用，必然会破坏课堂教学的生成性，会使我们的课堂由“满堂灌”变成“满堂看”，它必须和传统的物理实验教学进行和谐整合.

3 瞄准多媒体技术运用与物理实验教学的和谐整合切入点

3.1 利用多媒体能突破时间和空间的限制，弥补课堂实验的不足

高中阶段物理教学的教学的内容从基本粒子到宇宙天体，有些宏观的或是微观的实验内容已经不可能在课堂上通过传统教学的操作呈现给学生.在学习万有引力定律和原子内部结构的相关知识时，常会出现用言语无法准确表达，学生在迷茫状态下学习的现象，利用多媒体可以突破时间和空间的限制，再现客观的物理规律，为学生提供丰富的感知材料，从而创设出感性的教学环境，达到教学过程的最优化.例如讲述“天体运动”时利用Flash软件可以把月球绕地球转动，同时地球绕太阳公转和自转制成课件呈现给学生，学生更容易理解和消化相关的知识.再如，可以利用FLASH软件和3DSMAX软件将人造地球卫星运行的物理图景、卢瑟福a粒子散射实验的示意模拟、核裂变的模拟以动画的形式呈现给学生看，通过多媒体突破时空限制，将其实验过程动静结合，图文并茂地展现出来，让学生超越时空，化抽象为具体，获得更为形象的感性认识，同时感受科学家探索科学世界的艰辛，培养学生不畏艰辛、勇于探索科学领域的优秀品质.

3.2 利用多媒体能反复观察实验现象、动态分析物理现象，认清物理变化过程

有些物理实验由于其持续的时间较短，如果想让学生观察清楚实验过程，教师只能一次次地重复实验的操作，这样既费时又费力，而多媒体的运用可以通过模拟实验，在关键的时候再以慢镜头的形式让实验过程缓慢地呈现于学生，这样也就可以让学生反复观察、分析.例如在探究“自由落体”运动规律时，自由落体运动是稍纵即逝的，学生是难以从瞬变的动态中得到其变速的具体特征.但可通过FLASH软件对自由落体运动进行模拟，即时地将演示实验中小球的下落过程进行延缓处理，让学生初步观察到“自由落体运动”变速的具体特征，然后进一步通过计算机设定相等时间间隔并获取相应的小球位置，让学生读出背景标尺上相应的刻度，从而进一步地进行计算、推论小球的运动规律.

传统的教学手段通常是通过实验、挂图等向学生展示物理事实与物理过程，而平面静态图形难于全面、准确地显示出动态的物理过程，导致物理事实与物理过程的展示受到很大的限制.多媒体技术可通过动画、文字等处理方式，在教学过程中清晰的再现动态的物理过程，为学生呈现直观、逼真的感性材料.再如，新教材中“机械波的形成及传播过程”知识点的教学，由于机械波的形成及传播过程是瞬息即变的，学生初次学习是难以从瞬变的动态中理解波的成因及规律的，但用多媒体技术中的FLASH软件编制的多媒体软件，模拟“机械波的形成及传播过程”的情境，一方面不仅是教师，学生也能方便的分步、反复地再现各不同时刻各质点的位置，从而领会介质中各质点是被逐步带动的，且离波源近的质点先振动，离波源远的质点后振动，故能形成凹凸（或疏密）相间的机械波.另一方面还能播放动画，再现机械波的传播情境，使学生能多次仔细观察与探究，得出机械波传播过程中的一些规律.例如：介质中的质点只能在其平衡位置附近振动，并不随波迁移；波的传播方向上，介质中各质点刚开始振动时的振动方向都是相同的……等规律.最后教师还可在“波动”的任一瞬间“定格”再现某同一时刻，波传播方向上介质中各质点的位置，并分析不同时刻波的图像，从而突破学习难点.

3.3 利用多媒体为学生模拟物理实验的微观本质

虽说学生已经进入高中阶段，但是对于刚接触的事物的抽象思维能力还是比较弱的，特别是对于物理实验的微观本质就更是如此.在实际的物理实验教学中，教师可以通过多媒体将一些抽象的物理实验的微观本质形象化，这样可以激发学生的想象，让他们更好地认识事物的本质.例如利用安培分子电流假说解释磁化现象和去磁现象时，借助多媒体模拟实验就可以清楚地说明问题的本质.又如“楞次定律”教学的实验，如配以多媒体模拟，直接模拟外磁场、感应电流产生的磁场、感应电流，从而能更形象、更方便地研究它们的关系，从而帮助学生归纳出楞次定律.

3.4 通过多媒体模拟实验错误操作的后果

一些实验带有一定的危险性，虽然教师在进行实验之前往往再三叮嘱学生正确的操作，但是学生由于好奇，认识不到操作不当引起的后果的严重性，所以实验教学事故仍然是不可避免地发生.根据这种情况，教师可以利用多媒体模拟实验错误操作的后果，让学生认识到严重性.例如，电学实验教学中，教师要反复强调电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程，电池组不能短路等不允许学生进行的操作，效果并不十分理想.为了让学生知道错误操作的危害性，采用电学实验虚拟实验室的虚拟实验模拟错误操作的后果：电表烧毁，电池很快发热而毁坏，实验不能正常进行，甚至可能引起火灾或引发触电而造成财产和人身伤亡事件.通过多媒体模拟实验模拟错误操作的后果，使学生领会到正确进行实验操作的重要性.

3.5 利用多媒体能增强实验的可见度、清晰度

物理教学中一些实验器材体积小，或者实验中现象变化微小，远距离的学生难以看清楚，只能是前面少数学生的专利，后面的学生由于不好意思到前面观察实验过程只能呆在后面看看热闹，没有观察到现象又怎么能唤起学生的思考呢？我们可以使用展台和实物投影机进行放大处理，增大可见度.例如游标卡尺、螺旋测微器的结构原理及读数等.又如在讲自感时，利用自感线路板演示实验时，后面的同学无法看到灯光亮度慢慢变化的现象，对断电自感和通电自感的认识也就不到位，通过实物投影仪放大在屏幕上，能让学生清晰地观察和分析，增强了学生的感性认识.

3.6 利用多媒体处理图表和图像

在物理实验中要根据所测的实验数据，用图解法得出反映物理规律的解析方程，方程参数的误差不仅与所得数据的误差有关，而且与坐标纸的大小、坐标比例的选择以及作图质量等紧密联系.如果利用Excel中的插入图表功能处理实验数据，可以把复杂的数据处理和作图转化为简单的计算机操作，这十分有利于物理实验教学质量的提高，同时又节约了数据处理和作图的时间.

4 找准多媒体技术的运用与实验教学和谐整合平衡点

4.1 应给学生留足思维时间，不抢学生思考空间

多媒体教学以其容量大，速度快，易操作、课堂教学高效率而自豪.然而若画面的切换太快，没有充分考虑学生的思维水平和思维速度，象电视或电影画面那样一闪而过，不容学生细看和思考，那将极大地影响教学效果，因此课件教学中要给学生留有足够的思维活动时间，确保学生理解和掌握相关的知识内容.因此教师在设计课件时要根据教材的内容和学生的认知规律，重点放在问题的引入和重难点的突破，不能一味地追求高密度和大容量，应给学生留足思维时间.

多媒体教学要注意培养学生独立思考问题能力和创新能力.如果在课件中把所有抽象思维、文字语言的理解都用多媒体形象展现出来，实际上是扼杀了学生逻辑思维能力和创造能力的培养.课件应是师生双边活动中的一种辅助或补充，要充分考虑学生智力和能力的培养，尤其是创新能力的培养，激发学生学习的主动性和创造性.

4.2 遵循创造情境原则，注重师生交流的互动

我国的教学一贯注重“言传身教”，在使用多媒体时，我们要抓住每一个可以和学生进行交流的瞬间，及时的通过板书、语言描绘、肢体手势、模型展示、实物演示等传统做法进行师生的情感交流.中学物理实验教学是学生掌握必要的基础知识和基本技能的手段这一，应用多媒体应注重理论联系实际，而物理本身是以实验为基础的学科，通过让学生亲手做实验，培养学生规范的动手操作能力和观察思考的能力，远比单纯让学生看动画要实在得多，深刻得多，即所谓“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”.只有教师和多媒体两方面的优势都发挥出来，才能达到教学的一种完美结合.

4.3 遵循辅助性原则，灵活掌控多媒体内容

教师的课堂教学不可能是统一模式，教师要依据教学对象的变化不断改变教学方法、统筹全局，引导学生适时开展各种教学活动，从而充分发挥教师的主导作用.因此课件应具备很强的交互功能，教师能及时调整教学内容、程序以达到最佳教学效果.加大课堂的引导力度和“掌控性”.在实际的运用中教师还要注意不能将多媒体教学作为噱头，造成自己教学主题的地位下降，这也是得不偿失的.在软件设计、制作情境时，明确要解决什么问题，培养哪一种思维；明确使用软件的对象，包括他们原有的基础知识和技能，使用者特征等，分析使用者认识结构和认识能力从而使制作出来的软件对学习者更有针对性.

另外，教学过程中使用多媒体，课堂气氛异常活跃，教师既要关注学情又要操作课件，对自控力较低学生的掌控减弱，个别学生闲聊、睡觉、不认真思考问题的现象就会抬头，教师应有意识的关注这部分学生，不断用简单的问题刺激，增强学习物理的信心，带动他们共同进步.

5 结束语

在中学物理教学中，我们必须深入研究和恰当地设计，使多媒体技术与其他教学手段有机、和谐地结合起来.只有用得好，用得巧，用得恰如其分，才能使现代教育媒体技术真正为实验教学服务，才能真正做到以学生为本，切实提高课堂的教学质量.多媒体的运用与传统实验教学手段整合要有好的教学效果，教师必须要注意提高自己的专业知识的同时，也要提升自己的设备技术，只有这样才会使多媒体技术的运用与物理实验教学的整合更加合理，更加有效.

1 廖伯琴.中学物理课程改革的目标与实施.北京：高等教育出版社，2003.

2 王柏庐.走进中学IT教学.北京：高等教育出版社，2003.

3 刘益民.试论高中物理课程教学与信息技术整合的调和.物理教学探讨，2012（1）.