利用信息技术优化物理实验课教学

欧克金

【摘 要】 在实际教学中应该把握的原则：“能做实验”的补充、“难做实验”的模拟。信息技术与课程整合的目的，是补充传统教学的不足，但应该发扬传统教学的优势，通过信息技术与课程整合，使计算机多媒体为中学物理教学更好地发挥作用。

【关 键 词】 信息技术；物理；实验；教学

一、传统物理实验教学与现代信息技术整合的需求

物理是一门以实验为基础的自然科学，绝大多数物理规律都是在实验的基础上，经过抽象思维演绎出来的。物理实验在物理教学中占有相当重要的地位，它是科学探究的重要一环，有助于培养学生科学探究能力和实践能力，帮助学生理解知识点。

物理实验分为教师演示实验和学生探究实验。教师演示实验由于受实验条件、时间、空间等因素的限制，往往存在着可见度小、效果不明显、实验成功率低等问题，影响学生对物理规律的认同。物理新课标将学生实验由验证性实验改为探究性实验，使学生实验的难度加大。不少实验操作复杂，步骤烦琐，应注意事项很多，学生往往出现步骤错乱，甚至操作失误等，影响实验结论的得出。

在传统教学过程中，学生对这一切的把握依赖于直观的实验观察和教师在黑板上的讲解。怎样克服实验教学的不足，提高实验教学的效果和效率，一直是我们物理教师苦苦思索的问题。

随着现代信息技术的推广和普及，班班通已经进入校园。现代化教学手段为实验教学中存在问题的解决提供了可能。现代信息技术的演示功能与物理实验教学整合，辅助教师演示实验和学生探究实验的教学，合理利用现代信息技术，可以优化实验教学过程，提高教学效果。

二、现代信息技术与传统物理实验教学整合的优势

现代信息技术应用于常规教学的一项重要功能是演示。将其演示功能与物理实验教学整合，可以突破实验的时空限制、条件限制，将微观的、静态的、不可见的、不明显的实验现象宏观化、动态化、形象化、显著化，就可以使学生们看到想看而看不到的现象，激发学生兴趣，提高课堂效率。合理利用多媒体教学技术，可以优化实验教学过程，从而更好地理解物理现象的本质，提高学生的实验能力，提高教学效果。

1. 利用信息技术的模拟功能，能够把一些不易观察清楚、难于操作或现实中不可能直接操作的实验内容，通过动画模拟的形式，把微观放大、宏观缩小、瞬间变慢。可以随时定格讲解，可以分段演示，使学生便于观察，从而形成鲜明的感性认识，为进一步形成物理概念，理解物理规律，并上升为理性认识奠定基础。

2. 对现象不清晰的实验，需要用计算机科学动态模拟补充。当然，在“补充”之前还是要先做实验的，如练习使用电流表测电流时，先让学生亲自动手连接电路并测量电路中电流的大小，有的学生可能对电流表的读数存在困难，然后再利用模拟演示可以在大屏幕观看电流表的使用规则及读数方法，学生通过两三次的练习读数，都能基本上掌握了电流表的使用方法和读数方法。

3. 对受时空的限制或现阶段不可能做的实验，可以完全用多媒体来支持实验教学。如证明分子不停地做无规则运动的扩散实验中，清水和硫酸铜溶液的扩散需要大约一个月才能完成，铅和金的扩散需要几年才能有较明显的现象，这在课堂45分钟内是无法实验的，用动画课件，演示由于液体分子在不停地做无规则运动，致使硫酸铜溶液和水的界面由清晰而逐渐模糊、进而整杯水变成淡蓝色的过程；演示由于固体分子在不停地做无规则的运动，致使经过若干年后，金片里面有铅分子，铅片里面有金分子。几分钟内即可完成这些实验，并且现象明显，使学生在短时间内感知很长时间才能观察到的实验现象。

4. 对于一些违犯操作规程，可能给实验或实验器材造成不良后果的操作，也可以完全用多媒体课件模拟这样做的后果。如在传统电学实验课时，通常会告诉学生，电流表的接线柱不能接错，电压表不能超过量程，电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作，这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维，而有些学生自主意识很强，常常会进行一些“地下操作”，最终损坏了仪器。其实，这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下，倡导学生自主探讨性实验，既可保护仪器又能培养学生的创新能力，并能把很多传统实验做不到的效果一一再现出来。

5. 将微观的化为宏观的，将不可见的化为可见的。物理实验中，很多是微观的、看不见的，只能从现象上推测。运用课件，可以把微观的化为宏观的，将不可见的化为可见的，形象直观地呈现给学生，提高教学效率。

三、现代信息技术与传统物理实验教学整合途径

1. 合理利用多媒体和实物投影，提高演示实验的可视度。在物理实验教学中，我们经常需要做一些演示实验，给学生提供观察的对象，要求学生有目的地进行观察，然而有一些演示实验由于其可见度不高，或受环境条件的限制，观察仅是前排学生的专利，而后排学生只能看看热闹而己，利用多媒体可提高演示实验的可见度，培养学生的注意品质，不仅教师可以轻松操作，学生也可以看得更清楚，而且实验中出现故障也少许多。甚至还可以利用实物投影放大实验器材，增强实验效果。

2. 利用录像，让学生观察到不容易观察到的实验现象。物理学是一门以实验为基础的自然科学，直观教学在物理教学过程中占有相当重要的地位。传统的直观教学主要是运用演示实验进行的。但有的演示现象瞬息即逝，有的限于条件，演示效果很差，使学生对许多物理知识的理解不能充分建立在直观感知的基础上。合理运用多媒体辅助教学可以给学生提供从未涉及过的事物，可以模拟微观世界、复杂的物理现象和物理过程等，化抽象为具体、化复杂为简捷，创建直观性和动态性情境，能最大限度地激发学生对物理的学习兴趣。可使课堂生动、活泼，让学生在轻松欢悦的气氛中学习，接收知识快，课堂效率高。

四、现代信息技术与物理实验教学整合的要求

一些课堂上无法完成的演示实验，或实验效果不好的实验，用信息技术手段来模拟和展现，是无可厚非的。但物理学是以实验为基础的学科，做好实验是学好物理的关键。让学生通过观察、探究来获得知识，是培养学生创新思维和实践能力的重要途径。在实际教学中，要把握好多媒体的辅助性，不能课件全盘代替物理实验。多媒体只是一个辅助工具，因此应用要适时恰当、科学合理，以免弄巧成拙。物理学科的特点就是通过对实验的观察并通过讨论总结得出结论。在这个过程中，学生通过观察和动手实验，能逐渐掌握观察、实验、类比、对比、转换等方法，最重要的是学生通过实验活动、动手能力、分析概括能力等各方面的能力都能得到提高。如果用多媒体把一些实验制作成动画课件，上课时教师在荧幕上演示实验过程，实验效果也非常明显。从表面上看教师上课容易了，教师在荧幕上指一指、讲一讲，好像把实验过程讲明白了，结论也非常清楚。但是学生没有动手、动脑的机会，一个很好的探索学习的机会就变成了电子版的填鸭式教学过程。因此在物理教学中，多媒体辅助教学课件不能全盘代替物理实际实验。

教师在将现代信息技术的演示功能与演示实验教学的整合过程中，应该注意处理好二者的关系。一方面，不能用模拟实验代替实物实验。模拟实验只能起到辅助实物实验的作用。另一方面，对于效果好的演示实验，可以不用课件演示。课件制作起来耗时耗力不说，搞不好会手忙脚乱，影响教学效果，也有“画蛇添足”之嫌。当然，对现象清晰的实验，必须要坚持做好实验。物理实验是真实的，是学生最可信赖的事实。计算机模拟物理实验是虚拟的，是以物理实验为基础的，是物理实验的补充。

所以，采用现代信息技术手段不能完全替代传统物理实验教学，只能是一个补充。所以我们在实际教学中，应该把握的原则：“能做实验”的补充、“难做实验”的模拟。信息技术与课程整合的目的，是补充传统教学的不足，但应发扬传统教学的优势，通过信息技术与课程整合，使计算机多媒体为中学物理教学更好地发挥作用。

【参考文献】

[1] 杨文治. 物理化学实验技术[M]. 北京：北京大学出版社，1992.

[2] 谢延珍. 如何利用信息技术优化物理实验教学[J]. 读写算（教研版），2016（2）.

[3] 史汉军. 巧用信息技术 提高物理教学效果[J]. 中小学实验与装备，2016（1）.