多媒体物理实验教学中的利与弊
  要:多媒体教学作为一种先进的教学手段,具有许多传统教育手段无法比拟的优点。本文通过分析中学物理实验教学的现状,分别讨论了多媒体在中学物理实验教学中的利与弊,并进一步探讨了哪些课堂实验适合利用多媒体。
关键词:多媒体 教学手段  物理实验  利与弊
物理学是一门以实验为基础的学科,没有实验,就没有物理学的发展,因此在整个高中三年,物理课本出现了大量的演示实验和学生实验。但是在实际操作中,有不少实验出现实验现象不明显,实验过程不形象、不直观等问题,从而导致一些教师在物理实验教学中缺乏积极性和主动性。
随着多媒体技术的发展,为物理实验教学开辟了一条新路,多媒体技术在物理实验中的应用带来了很大的优越性,也正因为这种优越性,使得许多本该由教师演示、学生动手操作的实验正逐渐被多媒体课件所替代。这种教学方式到底是利大于弊,还是弊大于利呢?下面我根据自己几年来的教学实践谈谈三点看法。
一、多媒体在物理实验教学中的优势
应用多媒体可以展现许多微观的、极快的、极慢的物理过程,从而突破时空的束缚和条件的限制,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于眼前,使学生认识加深、理解透彻。
1、利用多媒体课件的放大作用,能提高物理实验场景的清晰度。
有些物理实验的可见度很小,很难使每个学生都观察清楚,这就很大程度上降低了演示实验的效果,影响了物理教学质量。如在游标卡尺、螺旋测微器的教学过程中,如何测量?如何读出刻度值?用过去传统的教学,学生往往不易理解刻度值的读数,学生也很难看清楚,而通过多媒体的放大功能,学生对刻度值的读数就清楚多了,也容易理解,学生的记忆也深刻,不易忘记。又如在布朗运动演示实验中,通过显微镜观察花粉颗粒在液体中的运动时,观察到的实验现象不是很清晰,而且由于时间限制很难让每个同学上来进行观察,如果通过多媒体课件就能够有效的解决这个问题。
2、利用多媒体课件的放慢作用,有助于学生对实验结论的理解。
波的干涉实验历来都是物理教学的难点,主要原因一是教室环境达不到暗室要求,投在屏幕上的水波条纹模糊不清,二是水波的干涉进行的太快;对此利用多媒体模拟两列波相向传播时叠加的示意图,用慢镜头展示叠加的过程,逐帧播放某时刻某一质点位移的叠加情况,从而使学生能够很好的理解叠加的含义和干涉形成的过程和相应的规律。
再如在研究平抛运动的实验中,课本上是依据让一个物体做平抛运动的同时让另一个物体做自由落体运动,根据它们总是同时落地这一实验现象得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动这一结论。现象到结论,总是很难让人理解透彻。若用FLASH制作一个动画,在实验演示以后再播放,课件中两个一起下落的物体连一条水平直线,使直线随小球一起下落,并放慢动画速度。就可以很清楚、很实在地说出实验结论。这样一来,学生接受实验结论时就觉得自然、合理。
3、利用多媒体可模拟某些现象不明显或难以操作的物理实验。
教学中有一些物理现象和实验不能进行实际演示,这给教师讲授和学生理解带来很大困难,影响了教学效果。例如在讲授a粒子散射实验时,由于设备所限无法进行课堂演示,那么利用多媒体课件可以先给出模拟的实验装置,然后展示a粒子打击金箔的情景,随着显微镜围
绕金箔旋转的同时,在课件上显示出接收a粒子的屏幕,通过屏幕中出现的a粒子数量可以直观地看到a粒子偏转的几种情况,再由师生共同分析产生这种现象的原因,从而得出原子具有核式结构模型的结论。通过课件分析不仅让学生能够深刻理解实验结论,还可以提高学生分析问题处理问题的能力。
二、多媒体在物理实验教学中的局限性
借助多媒体可实现物理教学的多元化,提高课堂实验的效率和质量。但多媒体使用不当,也容易产生一些问题,使得教学效果适得其反。
1、多媒体在物理实验中的使用容易导致理论脱离实际
物理学是一门实验性很强的学科,目前有很大一部分课件利用计算机强大的动画来模拟取代可以进行的演示实验,有的课件甚至通过建立教学模型,模拟实验仪器,仪表和元件建立虚拟实验室,提供给学生进行研究性实验,使物理实验丧失了其在物理教学中应起的作用。
力的合成一课,按教材大纲要求:应该是通过力的图示法将合力与分力画出来,经观察寻发现合力与分力满足平行四边形法则这一规律,而有的教师却抛开演示实验用动画方式
将整个教学过程都搬到屏幕上。欧姆定律研究的是导体两端电压与通过导体的电流关系,有这样一个课件将所用器材以及所有读数都反应在屏幕上,最后还利用计算机画出了导体的U—I图象,并以此得出结论。
上述做法严重导致了物理理论与实践的脱离,学生今后很难能够把理论再应用于实践,降低了学生解决实际问题的分析能力和应用能力,同时还会给学生造成一种错觉:实验可有可无,多媒体可以替代一切。
2、多媒体课件在实验中的使用不利于培养学生的观察能力和动手能力
物理实验离不开观察和动手, 通过实验把问题的提出、思考、实践、现象、结论、论证等研究物理问题的全过程展现出来,以此提高学生的兴趣、培养学生的观察能力和动手能力。如果通过多媒体课件取代了学生实验,那么上述过程的缺失,使得学生的分析问题能力下降和动手能力下降,对学生今后从事科技创新不利。因此,决不能盲目用多媒体取代物理实验。
3、多媒体在物理实验的应用导致师生之间缺少交流与互动。
多媒体课件所控制的物理实验是非常严密和紧凑的,一些在平时实验中的突发事件是不可
能出现的 ,学生在观看课件时就很难发现一些问题,禁锢了学生的思维。一节课中大量课件的应用根本容不得学生多想、多问,使得整个课堂缺少提供学生发现问题的机会,从而导致师生间缺少互动和交流。
三、中学物理实验适合应用多媒体的类型
多媒体应用于物理实验教学,有利也有弊,能否扬长避短取决于课本实验类型。经过几年来的教学实践,我认为以下这些情形用多媒体教学效果会比较好:
1、抽象的物理问题,如电场线、等势面、磁感线的模拟,波的干涉和多普勒效应原理等等,通过多媒体进行动画模拟,可把物理问题变抽象为形象。
2、微观的物理问题,如分子运动、原子结构,原子核的衰变、布郎运动等等,通过多媒体进行动画模拟,可把物理问题变微观为宏观,既形象又直观。
3、太快的动态物理过程,这些问题往往不方便定格研究,如研究平抛物体运动的两个分运动的规律,可把它做成定格频闪模拟动画以利于逐步研究,还有简谐运动、分子热运动和波动问题的模拟等等。
4、图象复杂的教学内容,如电学、光学课时画图例,而采用多媒体显示图象的功能,这可使本应花好几分钟的内容可在几秒钟内显示于学生眼前。
5、实物展示不方便的实验仪器的原理介绍,如游标卡尺和螺旋测微器的原理及其读数方法,把它们做成相应的动画加以放大,这样很方便地面对全体学生讲解,所有学生都看得非常清楚。实践表明,这有利于学生在短时间内掌握它们的原理及其读数方法。
多媒体技术应用于物理实验,应以提高教学质量为宗旨,应和教师的演示实验和学生实验有机结合。多媒体教学应该发扬传统教学的精华,切不可在使用多媒体教学时,抛弃优势方面,只是为了赶时髦、摆花架子,顾此失彼。多媒体教学只是教师授课的教学手段之一,在教学中应深入研究各个物理实验的特点,有选择性的应用多媒体,最大限度的发挥多媒体的作用。
参考文献:
1 秦长春,王淑荣。多媒体教学模式初探。中国电化教育,2001,(4):18
科学技术的利与弊
2、安忠、刘炳升,中学物理实验教学研究,高等教育出版社。
3、卢惠林,改革中学物理实验教学的新构想,中学物理教学参考2000.10
4、陆天池,多媒体教学的实践与思考,苏州教育科学研究所。