现代信息技术在物理实验教学中的应用

彭利华+陈志春

物理学是一门以观察、实验为基础的自然科学。在传统的物理教学中，实验多以演示实验为主，受空间局限性的影响，使离教师远的学生不能更好地观察到实验效果，学习效果也随之下降。21世纪的教育是信息化教育，应用现代信息技术是现代科学技术和社会发展对教育的要求。将现代信息技术应用到物理实验教学中，不仅打破了时间、空间的限制，更可以很好地揭示实验规律，突破学习重、难点。

一、将微小实验现象放大

许多教师在授课时发现，做演示实验时，自我感觉实验现象明显，可学生口述实验现象时表达不清，因为他们没有看清实验现象，往往越是后排座位的学生看得越不清楚，且物理探究实验中很多实验现象难以用肉眼观察。要解决这些问题，需要我们教师怎么做呢？

笔者曾听赣州一位老师讲《变阻器》时被深深震撼到，他拿出了一个由发光二级管制作的变阻器，很清晰地将电流通过的路径表示出来，这是个优秀的创新点。但是，制作一个如此复杂且巨大的器材需要花费很多时间和精力，而有些实验也并不能通过转换法来取得相同的效果。其实我们可以用另外一种方式——现代信息技术。在碰到现象不太明显的情况下，可以利用高清摄像头将演示实验现场直播，让在座的每个学生都能清晰地看到实验现象，进行讨论、总结，强化实验目的。

二、将抽象内容具体化

物理学是一门与生活息息相关的学科，来源于生活，应用于生活。其中不乏一些抽象的理论内容，例如，凸透镜成像原理、物体的浮沉条件等实验，在传统教学中，因教学条件和教学环境的限制，很多教师出现了“讲实验”的现象，而这些难于理解、难于实现的实验自然成为“讲实验”的内容之一。而利用多媒体技术模拟实验或者实验模拟软件，便可以弥补常规实验器材的不足，将一个学生无法理解的实验原理更清晰地呈现在学生眼前，让学生感受到实验中每个细节的变化，对学习的认知也由理性上升到感性，有利于学生对概念的理解和规律的总结。

例如，在讲凸透镜成像规律时，学生是很难理解的。因为光线并不是真实存在的，而是人类构想出来的一个理想模型，学生在实验中虽然能看到蜡烛所成像的大小、距离和虚实，但是当教师讲解为什么会成这样的像（凸透镜成像原理）时，学生往往一头雾水，就算之前详细讲解、反复强调凸透镜成像的三条特殊光线，很多学生也不能理解其成像原理。若借助多媒体，将凸透镜成像的原理以Flash演示给学生时，学生的理解就得到了大大的提高。这个实验只要移动蜡烛的位置，它的光线、成像以及物距、相距都会出现相应的变化，在慢慢移动的过程中，让学生更好地感受到像距和像的大小的变化，实现了在传统教学下无法实现的教学效果。

三、将无法实验的现象模拟直接再现

物理学当中还有一些难于操作或根本无法操作的实验，比如，托里拆利实验中用的汞、在教室里无法实现的失重现象等。对于这些实验，可采用观看视频或者借助模拟软件，将实验模拟重现，并加入声音、色彩，使现象变得更为逼真的方法来实现实验。

在讲“重力”时，通过王亚平的太空授课视频，让学生更好地了解太空中出现的现象。之前学生只能想象在太空中所有的东西都是漂浮的，人可以自由翱翔，但是想象是美好的，学生并不能想象，如果宇航员一旦脱离宇航舱会出现怎样的危险，因此，我给学生布置了一个课外作业，观看《重返地球》。通过王亚平的视频授课，学生更好地了解了“大力神功”“神奇的水”，也重新认识了水的张力。

虽然现代信息技术在物理探究实验中帮助学生更好地认识了实验现象和实验原理，但不可否认，它也存在局限性。现代信息技术只是作为一种辅助教学的工具，并不能真正代替教师的地位和作用，也不可能取代实验探究。在互联网大量普及的当今，很多无益甚至有损青少年健康发展的信息也非常之多，若使用不当，不仅会违背客观事实规律，更会使教学效果适得其反。

同样，多媒体课件的使用大多预先设定好教学流程，对于操作不熟的教师，课堂的生成性会让其乱了分寸。而模拟的实验器材、虚拟实验室等也限制了学生自己动手探究实验，没有经历实验，又怎能培养学生的观察能力、思维能力、科研能力以及小组协作能力。所以在使用现代信息技术的同时，不能一味追求演示效果，更要注重学生的学习成效。对于一些较易操作、较易实现的实验（如探究电灯泡的电流规律等）尽量进行小组实验，让学生多讨论，多观察，多记录，多思考，找到分工协作的重要性，找到解决问题的探究方法，在过程中体会实验的探究精神，通过亲手实验得出实验结论，获得学习过程中带来的成就感。

因此，我们在设计和设施实验教学时，要本着开放学生思维、提高学生技能、培养学生的创新意识和严谨的科学探究精神。合理利用现代信息技术在物理实验教学中的优势，提供给学生探究学习的空间，让学生自主地学习，以提高学习效率。

编辑 韩 晓