论多媒体在物理实验教学中的应用

杨贝

摘 要：多媒体在物理实验教学中，弥补了演示实验教学中的不足，丰富了分组实验教学的教法。本文主要阐述笔者在物理实验教学中，使用多媒体提高课堂有效性的一些做法。

关键词：多媒体；实验教学；演示实验；分组实验；有效性

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）5-0054-4

在物理实验教学中，笔者发现一些老师对多媒体的使用存在两种常见的观点：一是利用多媒体视频播放实验录像或用仿真实验代替在课堂上可操作的演示实验；二是在学生分组实验中，完全不使用多媒体课件。笔者认为这两种观点都是不正确的。下面，笔者结合自己的教学实践，谈谈在这两类物理实验教学中，如何使用多媒体提高课堂的有效性。

1 多媒体在演示实验教学中的应用

演示实验是老师在课堂上做实验给学生看，在操作实验的同时，引导学生观察、思考和分析实验现象，得出實验结论的一种教学方式。它在帮助学生掌握物理概念和物理规律的同时，还能激发学生学习物理的兴趣。多媒体在物理演示实验教学中的应用，主要有以下几种情况。

1.1 实验仪器欠缺的演示实验

有些演示实验，因为学校没有配备相应的实验仪器，老师无法进行实验。这种情况下，老师可以利用仿真实验，辅助学生理解实验仪器、实验原理、实验步骤及实验现象等。例如α粒子散射实验，如图1所示。

1.2 实验装置需要放大的演示实验

在“探究正弦交流电峰值与有效值的关系”实验中需要用到示波器来测量正弦交流电的峰值。老师在讲台上介绍示波器的用法时，先将示波器摆放在讲台上，然后依次介绍各个旋钮的作用及调节时相应图像的变化。示波器的旋钮小，显示屏显示的图像也很小，远一点的学生看不清楚。学生只能听老师介绍的同时，一边抬头看老师的操作及显示屏上的图像，一边低头看自己桌面上的示波器。不停地抬头、低头，造成学生的疲劳感。

老师可借助摄像头（在QQ聊天时普遍使用），将示波器的面板、屏幕及自己的操作同步输入计算机，并在大屏幕上显示出来。学生可以舒服地看到屏幕上大而清晰的即时图像，还能和老师一起从示波器显示的图像中读取交流电的峰值。借助多媒体，减轻了师生的负担。

1.3 实验现象难以观察的演示实验

在讲动量守恒定律时，老师演示两个小铁球相碰的实验。在老师的引导下学生细心观察，始终无法看到小球的形变，更无法判断两个小球从形变开始到恢复形变的时间是否相同。

老师可用Flash软件仿真球的碰撞过程。制作小球碰撞过程的动画时，有意识地使球的形变量放大，同时延长碰撞的时间。老师操作仿真实验，学生在老师的引导下轻松地看到形变过程，观察到两小球形变的时间相同，为后面推导动量守恒定律打好基础，突破了教学难点。仿真实验的几个截图如图2所示。

再如，电荷的定向移动形成电流的演示实验，无论是离子还是负电子我们都无法用肉眼直接观察到。此时，需借助Flash软件模拟，将电子或离子放大，在电压作用下，学生能清楚地看到导体中的电荷定向移动。老师在此基础上再强调物理学的约定：电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。在听觉和视觉的共同刺激下，学生很好地记住了这个约定。

通过仿真实验的方式，将快速发生的现象放慢，将微小的形变放大，将看不到的现象可视化。类似的实验还有通电线圈中磁场的模拟等，目的都是让学生看得清楚，化抽象为形象，更好地辅助学生理解相关的知识。

1.4 受时间等因素影响，在课堂上无法完成的演示实验

老师让学生用塑料尺摩擦自己的头发，然后用尺子去吸小纸片，怎么吸都吸不起来。原本在秋季干燥环境下很容易做的摩擦起电的实验，在夏天潮湿的空气中却无法完成。在夏天讲这个内容的时候，老师可以播放冬天时所拍的摩擦起电的录像给学生看。学生在课堂上虽然没有做实验，但通过看录像，回忆自己的生活体验，也能很好地理解摩擦起电现象。

对一些需要很长时间或很大空间才能完成的实验，可以用仿真实验辅助学生理解。例如固体分子扩散实验，将煤块放到墙角里，煤微粒要很长时间才扩散到墙里。利用仿真实验，几秒钟内就能完成这个过程，辅助学生明白固体分子也会扩散。

1.5 实验操作错误造成仪器损坏的演示实验

一些实验，老师强调某些操作要严格按照规定做，否则会损坏实验仪器。例如，使用直流电压表、电流表时，要严格按照电流从红表笔进、黑表笔出的原则连线。如果接错接线柱，指针将反向运动，可能会使指针损坏。大部分老师是直接告诉学生接错会产生什么后果，让学生记住，避免这种情况发生；个别老师会解释为什么会产生这样的后果；极少数老师会演示实验，用试触法让学生观察到指针反向偏转的情况，最后让学生想象指针会怎么样。笔者的做法是：先让学生想象接线柱接反了，指针会往哪个方向偏转？然后用试触法演示给学生看，验证学生的猜想；接着让学生猜想指针一直向反方向偏转，会产生什么不良的后果。为了让学生印象深刻，但又不能损坏电表，笔者用Flash软件制作了仿真实验并操作给学生看。学生看到电路中直流电流表接线柱接错，电路接通后，电流表的指针反向偏转最后发生了弯曲。实验结果深深印在学生脑海里，在以后使用直流电压表、电流表时，都会有意识地检查正负接线柱是否接错。

借助摄像头、电脑、投影仪等将实验装置或仪器显示的内容转投到大屏幕上，使学生能清晰地观察到，这种方式常常在介绍实验器材及仪器读数时采用；播放实验录像代替真实实验，这种方式常常在因场地或仪器的缺乏，无法在教室完成实验的情况下采用；仿真实验，主要是在需要将微观的变成宏观的，或是需要调节实验时间的长短，又或是将不可视的变可视的情况下采用。

有些老师认为在课堂上做实验费时费力，不如直接将现成的实验录像或仿真实验播放给学生看。这样做虽然省时间，增大了课堂知识容量，但是学生会质疑实验的真假。确实，用仿真实验，其结果往往理想化，与实际操作得到的结果存在一定的差异，例如验证力的平行四边形定则实验。另外，仿真实验不会出现意想不到的情况，而真实实验会出现意外。对这些“意外”以及误差的分析往往能提高学生的分析和解决问题的能力。物理学是一门实验科学，其结果必须由真实实验来检验，因为通过实物演示实验，才能更有效地培养学生严谨的科学态度和提高学生的实验技能。因此，能亲自演示且现象明显的实验就不该用实验录像或仿真实验代替。

2 多媒体在分组实验教学中的應用

多媒体在分组实验教学中的应用，笔者主要从实验前、实验过程和实验后这3个阶段进行。下面以“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验为例。谈谈笔者在分组实验教学中是如何应用多媒体的。

2.1 实验前应用多媒体

实验前利用多媒体课件展示几个思考题让学生思考，如图3所示。

在老师引导下学生以小组讨论、组与组交流的方式，逐个解决课件展示的思考题。在这个过程中，老师及时将各学习小组成员讨论的成果用实物投影仪展示出来，引导学生讨论，得出最好的答案。例如，老师将各小组得出的原理图用实物投影仪投影出来，引导学生比较，讨论出最合理的方案。然后，老师用多媒体课件提供图4所示的原理图及实物图，找一位学生操作鼠标，在课件上进行实物连线。整个连线过程在大屏幕上同步显示出来，老师组织大家一起观看这位同学的连线的顺序及讨论连线结果。在老师引导下统一讨论意见，然后由老师用另一种彩色笔重新连接。如图5所示。

用多媒体课件来展示思考题、实验仪器和实验步骤等，节省了老师在黑板板书的时间；用多媒体创造一个实验的“现场”，学生在“现场”中操作鼠标连实物图，供其他学生观察并总结出连线步骤，规范了实验操作。

2.2 实验过程应用多媒体

学生记录好多组实验数据（U、I）后，立刻到讲台的电脑上将实验数据输入事先设计好的Excel表格中。数据输入的过程中，表格自动生成U-I图像，如图6所示，如果显示的图线不是光滑的曲线，可以即时看到哪组数据异常，利用原电路重做该组数据的实验，并结合原有的电路讨论分析数据异常的原因。

利用一些数据处理软件（如Excel），能迅速反馈学生实验数据的情况，帮助学生快速得出结论，提高了课堂效率。

2.3 实验后应用多媒体

老师播放学生做实验时老师拍到的一些录像，对录像中出现的实验操作进行点评，表扬操作规范的学生，及时纠正存在的一些错误的操作方法；也可以用PowerPoint课件展示一些练习题，检测学生对实验的理解；还可以向学生提供具有交互功能的仿真实验，让学生下课后可以反复训练整个实验操作过程，让那些在课堂没完成实验的学生，能通过反复操作仿真实验得到补救。交互性课件界面的截图如图7所示。

多媒体在物理实验教学中，弥补了演示实验教学中的不足，丰富了分组实验教学的教法。但作为一种辅助教学工具，只有在真实实验无法完成或无法达到实验目的时，才借助多媒体辅助教学，它只是对传统实验的有效补充。因此，课堂演示实验和学生分组实验绝不能不（下转第58页）（上接第56页）加考虑就以录像或仿真实验代替，我们应根据实验内容“适时”“适度”地用好多媒体，才能使实验教学变得形象、直观，而且从视觉、听觉多方面地刺激学生，使学生能够在轻松的环境中获取知识，产生满意的教学效果。

参考文献：

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[4]于海生.浅议多媒体技术在物理实验教学中的应用.中国期刊网，[2011-11-14]. http：//www.chinaqking.com/yc/2011/188082.html