物理实验是人们根据研究和学习的目的,利用物理仪器、设备等物质手段,再现自然现象或者人为控制条件(排除各种偶然、次要因素的干扰,突出主要因素)模拟再现自然现象并予以研究的科学实践活动。是一种目的性很强的、可重复进行的、简约化的探索和论证过程。通过物理实验可以激发学生学习知识的兴趣,培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯,开发学生的智力,培养学生的创新能力,进而提高学生的综合素质。但就目前中学物理实验教学的实际情况而言,其效果却往往不尽如人意。因此,笔者认为,应将现代多媒体技术灵活、有效地整合到中学物理实验教学中,充分发挥多媒体技术的优势,打破课堂教学常规、环境、条件等因素的制约,切实改变当前物理实验教学水平不高、效果不佳的现状,使实验教学焕发出自身应有的强大的生命力和活力。
一、将多媒体技术运用于中学物理实验教学的必要性
(一)传统实验教学存在一定的局限性
传统的实验教学虽不乏其优点,如理论讲解透彻、操作简单、教师易于控制等;但是其内容相对陈旧,受外界因素制约较大,手段也单一,尤其是以教师为中心的模式,使得实验教学自身应有的优势如实验原理的科学性、操作的独立性、参与的广泛性、过程的体验性、结果的差异性等很难体现出来,导致学生进行实验的积极性和主动性不高。同时,由于一些中小学校对实验教学存在一定偏见,重视和支持力度不够,实验仪器、设备数量上严重短缺,质量上陈旧、老化,破损不堪,或者更新换代慢,跟不上教材改革和教法改革的步伐,导致有些演示实验只能凑合,大部分学生实验无法正常开设,实验教学质量大打折扣。
(二)多媒体技术具有自身的优越性
“多媒体技术”是指将数字、文字、声音、图形、图像和动画等各种媒体有机结合,并与先进的计算机通讯和广播电视技术相结合,形成一个可组织、存储、操纵和控制多媒体的集成环境和交互系统的技术。它具有极强的可视性、模拟性、交互性、重组性以及高度的智能化。中学物理实验教学中,由于时间、空间、资源等的限制,实验中常常出现实验过程、现象不清楚、不全面或根本不可能实现等问题。而运用多媒体技术,充分利用其集成声音、图像、文本、影像、动画的功能,突破空间、突破时间、化抽象为具体、动静结合,对实验现象进行模拟甚至仿真,既能吸引学生注意又可以充分调动学生的各种感官刺激,使学生在最短的时间内尽可能获得更多的信息,取得更好的教学和实验效果。如卫星的运动、日(月)食的形成、链式反应、电荷在电磁场中的运动等这些在实验室根本无法完成的实验,如运用多媒体技术则既能最大程度地保证实验的效果,还可增强实验的趣味性和直观性。基于以上两点,我们可以认为,将多媒体技术运用于中学物理实验教学中,不仅是必要的,而且也是提高物理实验课堂教学效果的重要途径之一,它必将成为物理实验教学的一种趋势。
二、多媒体技术在中学物理实验教学中的应用
(一)应用的策略
1·受条件限制的实验应运用多媒体技术。如前所述,在中学物理实验教学中,很多实验在实验室根本就不能完成,我们就应该借助多媒体技术的强大模仿力,利用动画技术模拟无法直接用实验演示的物理现象、物理过程,为理解、接受和记忆有关抽象物理知识创设生动形象的物理情景。如笔者在进行α粒子散射实验教学时,利用仿真实验室展现出整个实验过程,动态模拟出从装有放射性物质钋的铝盒中不断有α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过90°,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180°。看过α粒子散射实验的动态模拟过程后,师生再共同分析出现此现象的原因,探索原子结构。这样,学生很容易记下α粒子散射实验装置、过程、现象,深刻理解了卢瑟福的原子核结构理论,使得教学效果和效率都得到提高。
2·需要展示细节和过程的实验应运用多媒体技术。一些物理实验非常强调实验操作的细节和方法的演练,强调实验条件的控制和注意事项等,这些就应充分利用多媒体系统强大的投影放大展示功能,提高实验演示的可见程度,强化实验教学效果。如:利用多媒体视频展台将实验仪器、实物、模型、标本等直接投影放大,让全体学生直观地了解它们的构造细节、仪器规格以及使用方法。利用摄像头对演示实验的操作过程进行同步放大直播,提高现象、过程、方法示范的可见程度,强化实验方法和实验操作的示范作用,让全体学生同时获得过程与方法的直观感觉,培养实验观察能力。利用影碟机、录像机展示相关实验和知识的社会、生活背景,展示宏观的无法搬入课堂的自
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