巧借现代信息技术，演绎精彩实验课堂——信息技术在物理演示实验教学中的具体应用

江苏省张家港市第八中学(215600)

丁云吉●



巧借现代信息技术，演绎精彩实验课堂
——信息技术在物理演示实验教学中的具体应用

江苏省张家港市第八中学(215600)

丁云吉●

本文结合具体实例，从化抽象为直观、化瞬间为定格、化动态为静态，三方面探讨了利用现代信息技术对初中物理课堂演示实验的优化策略，以期能让学生更好的观察物理现象，丰富实验教学内容，培养学生的思维能力，优化物理教学.

初中物理；演示实验；信息技术

实验，是物理课改永恒的主题.在物理教学中，实验教学一直是不容忽视的重要组成，是全面提高学生科学素养、落实物理课程目标的重要途径.而演示实验又是物理实验教学中的重要组成部分，演示实验对培养学生学习物理的兴趣、培养学生的观察能力、得出物理规律有着重要的作用.在新课的教学中，几乎每节课都需要呈现，可以说，演示实验的成败直接关乎着教学质量能否得以提高.但是，传统的物理演示实验因为实验室条件、呈现方式等原因存在着明显的不足，很难满足学生的观察和学习所需.现代信息技术的运用，正好可以突破传统物理实验的条件限制，使教学视听化、形声化，变抽象为具体，起到补充和强化物理实验的效果.下面，笔者就结合具体实例，就初中物理课堂演示实验的优化略谈浅见，以供同行参考.

一、化抽象为直观，丰富实验教学内容

有的演示实验效果不明显，有的实验虽然效果好却可见度低，影响结论的得出.而现代信息技术的运用，可以突破实验器材的限制，或是Flash课件演示，或是实物投影仪的展示，再配以教师的说明，不仅可以将实验过程通过大屏幕展现出来，让学生清晰的观察到更多的物理现象，同时也能将实验效果显著化，化抽象为直观，更好地调动学生的兴趣，丰富教学内容，有效探究物理规律.

例如滑动变阻器的内容是初中物理最为重要的学习内容之一，在中考的主观题、客观题中都占有较重的比例.但在学习这部分内容时，如何通过向左、向右移动滑动变阻器触头，利用电阻丝的变化来改变电阻大小，并且通过在头脑中进行想象出通过滑动变阻器的电流，建立起对应的模型，一直是学生的理解的难点所在.为了突破这一难点，教师可以利用现代信息技术的直观优势来解决这一难点，化原本抽象的物理知识为清晰直观的显现，让学生更为清晰地认识和理解滑动变阻器接入电路的有效电阻.通过Flash脚本里的相关函数和其中的影片、帧等制作相关的模拟动画，将滑动变阻器中流过电流的部分设置成红色显示，一旦滑动变阻器的滑片出现变化，那么之前用红色显示模式显现出的变阻器流过的电流也随之发生相应的改变，这样的呈现方式使得部分想象力不足的学生得到了弥补性的理解，借助信息技术使学生直观、清晰地看到电流流过滑动变阻器的路径，培养学生的分析判断与逻辑推理能力，更好地理解滑动变阻器的工作原理.同时，因为难点的定位突破，也能有激发学生探究的兴趣，激活学生的物理思维，学生会更加积极主动的投入到探究活动中，才能使学生对滑动变阻器各种功能的理解和运用做到了如指掌.

此外，借助现代信息技术，不仅实现了实验可见度的提高和实验效果的显著，同时也能向学生展示平时无法手工演示的实验，如视频播放或模拟宇宙飞船、原子弹爆炸等场面，通过大屏幕展现出来，让学生在直观的观察中得到前所未有的震撼，增长学生的见识，可以起锦上添花的作用.

二、化瞬间为定格，培养思维能力

在物理实验中，有不少实验现象转瞬即逝，如运动物体所处的位置、轨迹、图像等，现象持续时间很短，很难让实验者和观察对象进行及时的测量和记录.利用现代信息技术，可以将有关信息记录下来，在中学物理实验教学中，是最为方便和有效的留迹法，从而让瞬时性的难以观察清楚的物理现象得以动态再现，方便教师分段演示、定格讲解，使学生便于观察，从而让学生感受到物理实验是真实和清晰的，是奇妙和有趣的.

以初中物理“内能”的演示实验为例，教材上的实验过程是：将装上水的试管用酒精灯加热，从而观察到试管内的水由于加热而膨胀，继而将活塞推出，这时发现试管内的气体由于液化的原因而变成了白色，从而得出冲出的气体对外做功内能减少的结论.然而在这个实验过程中，教师通常是在讲台上进行演示，离学生较远，再加上实验器材本身又较小，试管中的气体冲出是在一瞬间完成的，如此短暂的时间很难让学生观察到试管中的气体所发生的颜色变化，因而不能自主得出结论.为此，在课堂进行演示实验的同时，教师可以借助照相机、手机等的录像功能，录下整个实验过程，在实验结束后，借助计算机重新播放刚才的实验画面，有选择性的将气体冲出试管的画面利用播放器进行慢放，截取这一画面进行定格展示，使学生清晰的观察到气体由于液化变成白色、冲出试管的那一瞬间的精彩变化，从而对得出的结论也能够更加信服，更好地理解实验现象的本质，在分析这一瞬间信息的过程中更好的了解并掌握内能的相关概念与改变的表现等相关知识.

可见，多媒体技术对实验过程的动态再现，不仅便于学生清晰的观察，也便于教师方便的定格讲解，增强学生的感性认识，更好的探究物理实验现象的本质.这不仅可以运用于瞬时性的演示实验中，也可以有效运用于现阶段不可能做到的实验以及现象不清晰的实验教学中，让学生亲身观察模拟实验中发生的物理奇妙现象，弥补传统演示实验无法做到的弊端，激起学生探究物理现象的欲望，更加深刻的理解现象背后的本质含义.

三、化动态为静态，完善知识体系

实验的过程是动态变化的过程，有些实验过程太快或太慢，很难让学生察觉到或抓住某一时刻的瞬间变化，造成理解上的偏差，影响正确结论的得出.因此，教师可以通过现代信息技术的的频闪照片来解决这一难题，将运动的实验过程转化成静态的理论分析，便于学生对实验现象进行有效分析，进而得出正确的结论，完善知识体系.

例如在学习机械能的转化这部分内容时，教师以演示实验证明动能与弹性势能间可以相互转化，首先准备好实验器材，在导轨的一端处固定住弹簧，让小球沿着导轨向弹簧方向滚过去，当小球与弹簧发生撞击，并被弹簧弹出而往反方向运动.这时，受到撞击的小球的速度过程是逐渐减小，继而为零.此时，被固定的弹簧也被逐渐压缩直到形变量达到最大.对这一现象进行仔细观察和分析后，可以发现装置中的小球的速度与动能都是呈相应减少之势，相反，弹簧的形变量与弹性势能却呈逐渐变大之势.同理，当小球被弹出时，弹簧的形变减小，相应的弹性势能则自动转化为动能.因此，可以推断出动能与弹性势能是可以相互转化的.然而，这个实验过程相当短暂，即使重复实验，也无法满足每一位学生的观察需要.为此教师可以通过现代信息技术的频闪照片将弹簧的形变过程以照片的形式向学生清晰呈现，化动态过程为静态分析，让学生能够从实验现象中顺利分析并总结出相应结论，深刻理解动能与弹性势能能够相互转化的本质含义.

同样，在机械能转化的教学中，以“单摆”的演示实验验证动能与重力势能的相互转化，在这个过程中，摆球从高处摆到最低点，随着高度的逐渐变小，摆球的速度不断加快，得出结论：重力势能转化成动能.而当摆球从最低点向最高点运动时，摆球的速度则随着高度的逐渐增加而不断减小，得出结论：动能转化成重力势能.而在这一实验过程中，教师同样可以利用单摆的频闪照片帮助学生更有针对性的观察和分析实验现象，进而得出正确的计算、分析与结论.

总之，演示实验是物理学科中不容忽视的重要环节.借助现代信息技术，可以化抽象为直观、化瞬间为定格，更好地实现对学生科学探究与创新精神的培养.在教学中，教师应认识到实验的独特性和不可替代性，积极探索利用信息技术调动学生的各种感觉器官，让学生获得生动的感性知识，提高学生的思维能力与学习效率，借助演示实验，真正让物理课堂回归精彩.

[1]李林林.重视物理课堂中的生成问题[J].科学大众,2010,2:19.

[2]施友桐.浅谈初中物理实验教学与学生创新能力的培养[J]. 黑龙江科技信息,2010,01:186.

[3]周洪池.中学物理实验中的留迹法[J].中学物理,2008,4:29-31.

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