现代信息技术与物理演示实验教学的深度融合

摘 要：实验是物理学的基础。尤其在强调探究式教学、发现式教学、研究性学习的新课程改革的环境下，实验在中学物理教学中更加占据着举足轻重的地位。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器和实验环境本身的限制，实验效果常不尽人意。而通过现代信息技术与物理演示实验教学的深度融合，既可弥补常规实验仪器的不足，又能提高物理演示实验的教学效果，激发学生的学习积极性，促进学生掌握知识、运用知识，还可以培养学生严谨求实的科学探究态度，促进学生综合能力的提高。

关键词：现代信息技术；实验；物理演示实验教学；深度融合

实验是物理学的基础，实验是让学生获得感性认识的基本手段，在物理教学中有着不可替代的重要地位。尤其在强调探究式教学、发现式教学、研究性学习的新课程改革的环境下，实验在中学物理教学中更加占据着举足轻重的地位。在物理教学中，经常要进行演示实验。在实验时，学生的学习兴趣高涨，但实验效果并不是每次都令人满意。有的物理现象微弱，有的物理现象呈现的时间不足，有的实验由于学生人数较多无法使每一个学生都能观察清楚实验现象，微观领域中的现象更是无法演示等等，这样就给物理演示实验教学带来负面效应。而上述的实验问题都可以借助现代信息技术与物理演示实验教学中的深度融合来解决或弥补。

一、 充分利用动画模拟，展现实验过程

由于条件限制，物理教学中有些物理实验在课堂教学中无法演示；有些物理过程或现象发生在微观世界；更有的是虚无的，学生难以观察或无法观察；有的实验过程变化太快昙花一现且抽象难懂；有的实验不准做、不便做、不能做；有的实验短时间内无法完成，这些都是课堂演示实验无法解决的问题。例如汽油机的工作过程、磁场、分子运动论理论等内容，即使老师细致讲解，学生也难以理解掌握。我们可以应用现代信息技术的模拟动画等功能生动形象地展示汽油机工作过程、磁场的特点、分子的结构等等，配上声音和动画效果，让学生从声音、动画、图像等全方位感受，如身临其境，这样能使学生观察清楚、仔细，直观地掌握该部分的内容。从而更好地掌握物理概念和规律，把握重点，突破难点，获得良好的教学效果。

二、 巧妙运用摄像技术，观察实验现象

在物理教学的过程中，有些实验因为仪器太小、可见度差，如温度计、电流表的读数、音叉的振动等就是前排学生也不易观察清楚；有的实验现象只能平放在桌面上观察，不能拿起来让学生观察，如压力小桌下海绵的凹陷程度，磁体周围磁感线的分布等；有些实验是在很短的时间内就全部完成；有的实验耗时较长，课堂上无法完成，如硫酸铜溶液的扩散实验，这些实验现象学生难以观察。可通过摄像技术来辅助观察，利用高拍仪或摄像机镜头将实验现象拍摄并在电子白板上播放。而教师可以根据所提供的画面把部分放大或缩小；同时还可以运用倒放、停格、快速选择等功能，使学生可以放大、重复、快播、慢播，改变时间、停留在某个瞬间观察。把实验现象全方位展现在学生眼前，从而获得充分的感知，有助于加深对知识的理解和记忆，体现了信息技术在实验教学中的优越性，把教材中抽象的知识化为形象的知识、较理性的知识化为较感性的知识，从而提高教学效果。

三、 善于应用视频素材，丰富实验层面

通过模拟动画实验的辅助，可弥补常规实验的不足，提高实验的演示效果。但动画仿真实验没有真实的实验场景给学生影响深刻。有的实验由于种种原因不能在课堂上演示，但网络上有实验效果较好的视频。如著名的托里拆利实验，因为水银有毒，无法在课堂上演示，就可以借助视频资料观看演示实验的全过程，给学生生动直观的认识，帮助学生理解托里拆利实验，更全面地了解大气压的测定过程。

有的实验由于学校设备不足无法完成，教师可在网络上下载实验视频让学生观看，弥补实验教学的不足，让学生更喜欢上物理课。

有的实验由于教材版本不同，同一个实验但实验过程和器材却不同，教师可在网络上下载实验目的相同而实验过程和器材不同的实验视频给学生播放。如流体的压强和流速的关系，让学生在观看实验视频的同时自觉地比较学习，让枯燥的物理理论得以升华，不同的形象而又直观的实验过程激发了学生学习的兴趣，使学生变被动为主动，从而更加崇尚科学，拓宽知识面的同时丰富学生的实验层面。

四、 有效整合实验资源，优化实验效果

在物理演示实验教学中，无论是动手做实验、模拟动画实验、还是视频播放的实验都有其优点和不足之处，我们提倡条件具备时教师尽量动手做演示实验，但在教师动手做演示实验的同时我们还可以同步模拟动画实验，弥补演示实验的不足。如在学习电流和电路时，教师可以悬挂演示电路板，演示通路、断路、短路以及电路的连接，但较小的电路元件、接线柱使后排和两侧学生看不清楚。教师可以在做演示实验都同时，利用物理仿真实验室同步演示实验中的操作。使学生同时观察不同形式下的同一个实验。在课余教师培养优秀学生熟练物理仿真实验的操作，上课时可让一学生辅助操作物理仿真实验室，教师动手做演示實验并讲解有关知识。有些课堂无法完成的演示实验，也可用模拟动画实验和视频播放的实验对比观察学习。这种新的实验教学模式不仅给学生以感官的刺激，打破了沉闷的学习气氛，改变了枯燥单一的学习方式，而且使学生能够更加形象地理解信息，产生学习的兴趣与乐趣，主动、及时地获取信息，同时又调动了学生对物理实验的学习积极性，集中注意力，激发表达欲望，与教师形成互动，优化实验教学效果。

五、 合理应用网络平台，拓展实验交流

在物理实验教学中，利用网络平台，可以将演示实验教学延伸至课外。在学生掌握了一些基本实验技能后，教师可以利用软件、网页、微博、QQ、微信等网络平台有针对性的将演示实验教学内容和知识的拓展、融合到网络平台上，巩固课堂实验教学的成果。积极鼓励学生动手做一些简单的实验，在网络平台上展示他们的实验设计，播放实验过程，讨论实验结果。同时也可以利用网络平台引导学生自制教具、学具。如在学习了气体对外做功的实验后，有个学生设计了用矿泉水瓶做这个实验并录制视频在群里交流，他将矿泉水瓶中留少量的水，拧住瓶盖，然后用力挤压矿泉水瓶（选材质较薄的塑料瓶），同时快速拧开瓶盖，瓶盖跳出去的同时瓶口有白汽冒出。这个视频受到了大家的好评，老师和同学们纷纷为他点赞。通过师生交流、评价，实现物理实验教学互动，一方面巩固了课内实验所学的知识，培养了学生利用物理实验解决实际问题的能力，更重要的是培养了学生的创造能力、信息处理能力、团队合作意识等，获得更高的教学效益和更好的学习效果，这是传统的教学过程无法达到的。

现代信息技术在物理演示实验教学中的深度融合，使物理实验的形式更加丰富，现象更加直观，打破了时间、空间和课堂条件的限制，很好地展示了物理现象，在降低学生理解难度的同时，开阔了学生视野，帮助学生创设物理情景，建立物理知识和生活实际的联系。从而激发学生学习物理兴趣，提高学生综合素质和能力，优化实验教学效果。

作者简介：

张建兰，甘肃省武威市，武威第十中学。

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