在物理演示实验中巧用多媒体技术

崔兰坤

中图分类号：G633.7 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）19-0253-01

物理学是一门实验科学，演示实验是进行物理教学的重要手段，也是物理教育功能得以发挥的有效途径。如何很好地利用演示实验，充分发挥其教育功能，是每一位物理教师必须深入探索的。特别是实施素质教育和现代化教学手段广泛应用的今天，物理教学中的演示实验更应作为一个新课题来研究和探讨，使其更为优化和多元化。本文拟从这个角度展开一些探索：

1.传统物理演示实验在教学中的作用及局限性

众所周知，没有实验就难以正常开展物理教学活动，脱离演示实验，物理课堂教学就失去了坚实的认识基础。演示实验在物理教学中除提供典型事例，作为认识的出发点或检验真理外，还具有以下重要的教育功能。

1.1 有效利用演示實验，能充分地激发学生的求知欲望，从而逐渐养成学习物理的浓厚兴趣，更好发挥寓教于乐的学习优势，使学习变得轻松愉快。如应用人头样式的验电羽演示静电感应和感应起电，验电羽的丝羽（即小人头的头发）会似撑伞样飘浮起来，状似怒发冲冠，如果再加上教师幽默风趣的语言，必能有效地吸引同学们的好奇心，引发学生强烈的求知欲和学习动机。

1.2 物理教学中使用演示实验，能将抽象的、难以为学生掌握和理解的知识，形象、直观、简洁地让学生接受，从而有效地突破教学难点，掌握重点。

1.3 通过物理演示实验可培养学生的科学态度以及学习科学思想的方法。物理学是一门以实验为基础的科学，其研究问题的方法，一般是以观察、实验事实为基础，通过分析、推理和判断，提出假说，再用实验验证、充实或修改假说最终形成理论的。在物理教学中，学生对某些概念常存在一些前概念：如"落体的速度和落体的重量成正比"、"物体必须受力才能维持运动"等，教师利用演示实验不仅可纠正学生的想当然认识，更能让学生明白：真正的科学，不是靠主观臆断去获得，必须树立实事求是的科学态度。所以，物理教学中的演示实验不仅有助于学生对物理理论的建立过程和物理理论意义的理解，而且能使学生领悟到物理学研究的一般方法，并接受这方面的初步训练，这对师范生今后从事教学教研工作乃致科技发明创新都有重大意义。

此外，物理演示实验还有利于培养学生实验、观察等方面的能力。但是，在物理教学中，仅仅依靠常规演示实验这单一教学媒体，也存在下述局限性：

（1）受时空的局限。有些物理现象或物理过程，如原子核式结构模型、太阳系的运转、分子运动等动态特点，利用传统的演示实验是不能或很难实现的。

（2）实验条件不足的局限。有时如果因缺乏实验设备或仪器数量不足，或因为偶然原因导致实验条件不具备，教学便要受到影响。如在进行"光的色散"教学时，为了演示太阳光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色光带的实验，有时会碰到没有太阳光，实验便不能进行。

（3）演示实验本身难度和可见度的局限。利用气电导轨进行"牛顿第二定律"的演示，仪器装置与实验步骤很多，要达到理想效果很难，且数据处理又太繁，实验中需几次重复和人为的各种因素拖延时间，教学任务较难完成，而且后排的同学看不清实验现象。甚至因实验演示效果不好还易让学生对其科学性产生怀疑，从而形成模糊的概念。

（4）由现象到本质揭示的局限。在教学牛顿第一定律中，伽利略的斜面实验，是一种理想实验，虽很重要，但学生理解有困难。想由实验现象和数据精确揭示出物理本质是不可能的，利用定性实验说明又难以体现物理思想方法。

（5）信息传递容量的局限。传统的演示实验常常受制于实验设备条件的优劣和教师水平的高低，表现在信息传播速度慢，部分实验可见度和可闻性不高，而且传输信息的形式较单一，从而限制了课堂教学中的信息传播容量。

2.传统演示实验与多媒体技术结合的综合应用功能

当前，要优化物理教学，必须打破传统的教育模式，使物理教学中的演示实验与现代多媒体技术有机结合起来，充分发挥多媒体组合的综合教育功能。

2.1 顺应学生认识水平的"桥梁"功能。传统物理演示实验与现代多媒体技术有机结合，符合学生"具体->半具体->抽象"的认识规律。根据戴尔的"经验之塔"理论，现代多媒体的演示实验大都包含在塔的中间层，传统的演示实验分布在塔底，而理论则分布在塔尖。这说明，使用现代多媒体技术作为学习经验的手段，它具有介于学生认识从"具体"到"抽象"之间桥梁的作用，能大大弥补传统演示实验中过于具体之不足。学生从直观实验到图像替代再到利用抽象符号学习，是逐层发展的过程，恰能顺应学生抽象思维正处发展阶段的认识水平。如在"静电感应"教学中，学生看过教师的实物演示实验后，由于对静电感应、感应起电等现象中电荷的运动及分布情况看不到，因而对其理解仍然觉得困难。此时若利用计算机工具软件PowerPoint制作成"静电感应"课件，实物演示静电感应现象和感应起电的方法后，接着再利用课件动态、逼真、形象地模拟出静电感应、感应起电和静电屏蔽现象中正负电荷的运动及分布情况，学生由于有了具体和半具体的经验，再形成理论就很容易了。所以，物理教学中，传统的演示实验与现代多媒体技术有机结合，既顺应了学生认识的规律，又适应了学生学习的需要。

2.2 演示实验与多媒体技术结合的强化攻关功能。传统物理演示实验与现代多媒体技术有机结合，可突破教学重点和难点，弥补传统演示实验可见度差的缺陷，从而提高实验效果，增强教学效率。如利用气电导轨进行"牛顿第二定律"的演示，整个过程较为复杂，若能采用计算机与气垫导轨联网，直接采数、自动数据处理、自动显示结果的智能化演示方法，并通过投影监视器将运行结果投影在大屏幕上，可增加演示实验的准确度，并激活课堂气氛。另外，传统的演示实验，有时现象和过程可见度小，不易被全班学生观察到，如波的干涉和衍射现象，通电导线周围小磁针的偏转、各种电学实验中的操作过程及电表指针的偏转情况、液体表面张力等。这时，如能结合现代先进的教学设备，采用多媒体电化教学手段，利用投影将其放大让学生观察，可有效地突出重点，易化难点，从而提高教学效率。

可见，当今物理教学中的实物演示实验与多媒体技术有机结合，不仅能将演示实验的功能充分地发挥出来，更能克服单一演示实验的局限，开拓新的教育功能。综上所述，物理教学中的演示实验，既是物理教学的重要内容，又是物理教学的重要手段。有效地利用这一教学手段，不仅能优化教学，培养学生实事求是，严肃认真的科学态度。同时还可以帮助学生了解现代多媒体技术，拓宽学生分析问题和解决问题的能力。因此，深入探索物理教学中现代多媒体技术在演示实验中的综合教育功能，是提高物理教学质量的重要途径。