运用视频技术提高物理实验教学有效性的尝试
2014-12-08俞如东
俞如东
摘 要: 传统实验教学广泛存在现象不明显,重复性、可靠性差等不足,极大地削弱了实验教学的效果。如果在实验教学中能充分应用好视频技术,以它直观形象、可靠真实的优点,就可以弥补传统物理实验教学的不足。
关键词: 视频技术 物理实验教学 教学有效性
在这个科技突飞猛进的时代,多媒体科技产品不断升级换代,以前价格不菲的照相机、摄像机在生活中已经普及。但是在物理实验教学中,许多老师认为视频技术对实验教学的作用不大,还停留在单纯教师演示实验的阶段。传统实验教学广泛存在现象不明显,重复性、可靠性差等不足,极大地削弱了实验教学效果。如果在实验教学中能充分应用好视频技术,以其直观形象、可靠真实的优点,就可以弥补传统物理实验教学的不足。下面结合初中物理实验教学的一些实例,谈谈视频技术的应用。
一、传统实验教学效果不理想,实验教学手段急需改进
物理是以实验为主的自然学科,许多概念、规律都是通过实验获得的。特别在演示实验中,实验现象是验证物理规律的重要事实依据。所以,清楚地观察实验现象是演示实验有效性的重要保证。但是在当今教育环境下,小班教学刚刚起步,绝大部分班级人数比较多,加之教室空间大,教师在讲台上做演示实验,只有前排学生能清楚地看到实验现象,教室后几排学生很难看清,实验的可见度低。例如初二物理演示“水的沸腾”实验,水沸腾前后气泡会发生变化。装水的烧瓶体积大,但是气泡的体积比较小,沸腾前气泡由大到小的变化过程很难让全体学生看清。有的实验受器材本身的局限性,不利于学生清楚地观察到实验过程和实验现象。例如在“探究阻力对物体的运动的影响”这个实验中,由于斜面和平板放在讲台上,整体高度不够,加之前排学生的阻挡,演示实验现象很难让所有学生观察到。诸如此类的情况在物理实验教学中大量存在,造成物理演示实验课有效性普遍不高。学生由于没有在实验现象中获得物理知识的感性认识,从而影响了对实验原理和规律的理解。
二、视频技术极大提高实验可视性,提高实验教学有效性
1.巧妙利用视频技术,让复杂实验变身简单明了。
在初中物理实验教学中,会经常遇到一些操作步骤复杂实验。如果单纯用语言指导学生完成实验过程,则往往学生对实验理解不够深刻,很难掌握实验的一些细节。如果教师用实验器材边演示边指导,组织教学费时费力,学生只要有一个实验环节跟不上老师的演示,就不能完全掌握整个实验。比如在“探究凸透镜成像规律”这个实验中,实验的步骤多且需要学生注意的细节特别多。学生先要在光具座上依次放上蜡烛、凸透镜、光屏,调节三者中心高度,使蠟烛的像呈在光屏中央。紧接着固定蜡烛位置,将凸透镜慢慢远离蜡烛,移动光屏找到三种不同类型的像,并分别测出对应的物距和像距。这一系列的实验步骤,对学生和教师都是一个挑战。如果事先将完整的实验过程拍成视频,并加以解说,在教学时放给学生看,在一些重点环节重复以加深学生的理解,那么学生在观看完实验视频后,很快就能独立完成实验,教学效果非常明显。如果在学生实验过程中,普遍出现某个问题,教师只要将实验的视频定位到该处,加以着重讲解,学生很快就能领悟。采用此种教学方式,整个实验教学效率非常高。以前一堂课只能勉强让学生做完实验,现在采用这种视频教学,不但学生能高质量地完成实验,而且能对实验的数据加以分析处理,得出凸透镜成像规律,让一节课的时间创造了一节半课的容量。
2.巧妙利用视频技术,让实验与学生近在咫尺。
学生对实验的理解程度通常和实验现象的可视度呈正相关性,实验现象越是直观清晰,学生对整个实验理解越深刻。但是在实际教学中,有很多演示实验的现象很难做到清晰可视。如果将这些演示实验拍成视频,再次呈现在学生眼前的,就是一个近距离的放大的实验环境。比如“通电螺线管周围的磁场”的演示教学,通电螺线管固定在塑料外壳里,铁屑撒在塑料平面上,当老师轻敲塑料壳后,铁屑在磁场中形成具体的磁场分布图。由于整个实验只能在平面上完成,学生基本看不到铁屑的运动及磁场的分布情况。如果将此演示实验以教学视频的形式展现出来,学生就能非常清楚地看到整个实验的过程和现象,并能充分理解通电螺线管周围的磁场特点。
3.巧妙利用视频技术,让实验在慢和停中展现真知。
一些物理实验中,实验现象似乎能看清楚,但是由于实验现象发生的速度很快,转瞬即逝,不利于学生观察到实验细节,最终阻碍对物理规律的正确理解。教师如果采用视频教学手段,将整个实验过程用摄像机录制下来,并在教学时以慢镜头播放,则实验现象会非常直观。比如在“变速直线运动”这个实验中,苹果下落过程持续时间很短,学生根本看不到苹果具体的运动细节,只能凭经验判断速度越来越快。如果将实验视频慢镜头播放,并在相同时间节点上暂停,则学生能清楚地看到苹果在单位时间内走的路程是逐渐变大的,从而在事实基础上推断出下落的速度越来越快。
三、合理使用视频技术,防止实验教学全盘视频化
视频技术在实验教学中的突出优点是显而易见的。但是过度使用视频技术,甚至将所有实验都录制成教学视频,则存在很大弊端。
录制教学视频控制的实验过程是非常严密的,可以说是一些完美无缺的实验过程,在平时实验中经常出现的一些“突发事件”,学生是看不到的。学生在看这些视频的时候,很难发现一些实验问题,从而限制了学生的思维发展。同时如果将实验教学全部视频化,就变成了一种填鸭式教学模式,学生没有机会思考和提问,也缺少了教师和学生之间互动过程。这种师生互动不仅是科学知识的单向传授,而且要有学生的课堂反馈,更要有师生之间的情感交流。这种单向的视频教学,以视频完全替代演示实验阻碍了师生间的情感交流。
所以用实验视频完全替代物理演示实验是不可取的,教师应该在传统演示实验处理不好的地方,采用视频教学进行辅助,才能恰到好处地发挥作用。