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【分享】浅谈基于现代教育技术的物理实验教学

实验室建设



  • 现代教育技术的蓬勃发展和广泛应用,正在改变着人们的工作及生活方式。对教育领域来说,由于现代教育技术具有图、文、声、像并茂的特点,因而能提供最理想的教学环境,将对教育、教学过程产生深刻的影响,甚至导致教育体制的变革。Internet的普及,更为教育、教学提供了新的手段。利用现代教育技术辅助教学,不仅可以增加更多的图片、声音、动画、视频信息,更能使教学更加生动、形象、直观、有趣,有利于提高教学效果。但是计算机模拟实验容易给学生造成一种错觉,认为物理现象就是用电脑模拟出来的;本文旨在试图找到现代教育技术与物理实验教学的结合点与平衡点。

    一、基于现代教育技术之实验方案设计

    《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)(以下简称《标准》)将义务教育阶段的物理课程培养目标定位为:提高全体学生的科学素质。由此,提出了义务教育阶段物理课程的基本理念和课程目标。内容标准由科学探究和科学内容组成。科学探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。学生对问题的提出、猜想与假设等在老师的引导下一般都可以比较轻松地做出,但对猜想和假设要通过实验的论证,学生往往觉得在有限的课堂教学时间里,对如何制订计划、如何设计实验有些困惑和为难。

    比如“电路的连接”。要画电路图,要试连接电路,比较费时间,而且一个学生的方案往往因为用纸幅面的限制,而不能被所有学生看到。我们在实际处理时根据不同的实际情况采用了两种方案:方案一是把学生的设计用实物投影仪投射出来,反馈给所有的学生。这种方案的优点是同时可以把许多学生设计的方案展示出来,不便就是受硬件条件的限制,如果没有实物展台和大屏幕投影机,这种方案就不能实施了,而且学生自己做的图的规范性也较差;方案二是利用《仿真物理实验室》这一软件或类似地教学软件(会Flash的教师可以自己设计一个类似功能的小软件),在电脑上任意组合,快速组装实验装置,并可在网络平台上发布,让其他同学评析。这种方案的优点自然是快捷规范,而且学生稍稍学习便可掌握,不便之处是学校要有可供使用的网络教室。但无论哪种方案,相比传统的实验设计,能够把学生的方案让所有学生共享,无疑是现代教育技术带来的巨大优势。其它如《探究晶体和非晶体的熔化规律》中实验器材的组装设计、《滑轮组》的组装等,运用现代教育手段中的模拟仿真,都可做到简便易行、形象生动。
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  • 青林

    第1楼2010/11/26

    二、基于现代教育技术之实验条件限制的突破

    《义务教育课程标准实验教科书·物理》八年级上册《科学之旅》中明确提出:“物理学是一门以观察和实验为基础的科学,人们的许多物理知识是通过观察和实验,经过认真的思索而总结出来的”。学生如果对需要观察的现象看不清或来不及看清,就会大大影响教学效果。初中物理实验中,有些实验限于实际条件,学生对实验现象地观察往往会打折扣,但通过现代教育技术中的多媒体技术,可以轻松突破这一难点。

    如在教学《托里拆利实验》时,由于实验中所需的实验材料——水银是有毒物质,在教学中有损害学生身心健康的可能性,往往都不可能得到实施,但利用现代远程教育资源或网络资源,我们可以很容易找到比较成熟的这个实验的录像片段,播放给学生观看,既保证了实验的真实有效性,又保证了学生的身心健康不受影响。而事实上即使网络上找不到相关资源,我们也可以事先由教师把这个实验完整地做下来,录制保存好,同样能达到另人满意的效果。

    再如讲授《核能》中的裂变、聚变实验,利用多媒体视频资源自然可以轻松直观地达到预期效果。

    三、基于现代教育技术之实验时间限制的突破

    有些实验,需要的实验过程比较长,特别是演示实验,放在课堂上做的话,可能一整节课都是老师忙忙碌碌,耗费大量时间,学生还不一定有所收获。而现代多媒体技术的应用,就可以大大缩短等待的时间。

    比如《探究晶体和非晶体的熔化规律》实验,对实验器材的组装、调试、加热等,就需要耗费很多时间,再加上一般条件下,用来被加热的海波或萘往往不能够做到很纯净,实验结果往往也不尽人意,教师一节课下来感觉很累,学生却觉得无所得。运用现代教育技术,自己制作或从网络上搜寻到合适的视频资源替代繁复的演示操作,学生看得仔细,教师教得轻松。而且还能做到一遍不行再看一遍,直到学生都看清楚为止。录像的真实性,对温度计示数的放大显示,对熔化过程的特显镜头,很好地解决了传统实验可见度不高的难题。

    再如讲授分子热运动的“铅和金相互渗透的扩散实验”,要再现的话肯定很难,但利用一段事先录制好的视频就可以在较短的时间里,让学生认识这一事实,保证了实验现象的真实性。

    四、基于现代教育技术之实验空间限制的突破

    物理实验教学,不可避免地会遇到有些实验因为空间地限制而实现不了,或即使实现学生却观察不清的情况。每每在这种情况下,教师都会感到特别头痛。教师示范操作作为物理实验教学中一个必不可少的环节,实际做起来总会遇到这样那样的困难。比如电路连接教学中教师对如何连接导线的示范操作,教师可以边讲边做,但由于距离远,实物小,学生能听到声音,具体的操作过程却不一定能看清楚,特别是某些精细的步骤。由于没有掌握实验要点,学生操作出错在所难免,这样既加大了教师个别指导的工作量,实验的效果又差,成功率难以提高。

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  • 青林

    第2楼2010/11/26

    利用视频展示台,可以把教师的示范操作通过投影仪的大屏幕清楚地展示出来,由于教师的操作过程是通过投影仪的大屏幕放大了的,学生能清晰地看到教师的操作方法,掌握实验的操作技巧。

    例如,讲授分子热运动的“布朗运动”实验,“托盘天平的调节与使用”等均可在视频展示台下进行,教师边做边讲,学生边听边观察大屏幕上教师的操作,实验关键点一目了然,学生自己进行操作时也就显得得心应手,教师也可以从繁重的个别指导中解脱出来,实验成功率大为提高。

    如果没有视频展示台,我们也可以将教师的的操作过程录制下来,上课时播放,效果也同样比较好。

    五、基于现代教育技术之实验数据处理

    初中物理新课程标准要求实验教学中要注重对实验的分析与评估,这之间对于实验数据的处理与分析往往成为学生最终获得结论的关键。利用Microsoft Excel 工作表的数据处理功能,可以大大减少师生对复杂数据的处理难度,形象直观地获取实验结论。

    比如《探究晶体和非晶体熔化和凝固的规律》实验中对吸热放热时间与温度变化的关系数据的处理、《探究电流与电压、电阻的关系》中数据的处理、《探究同种物质的质量和体积之间的关系》中数据的处理等等。先在工作表中设计并填好实验数据,再用“插入(I)→图表(H)→图表向导→标准类型→折线图”就可以很轻松地得到一幅形象直观地图象。“晶体吸热时温度保持不变”,“电流与电压成正比”等等一目了然。

    总之,使用现代科学技术辅助物理实验教学,可以培养学生的观察能力,提高学生的兴趣,增强学生实验技能,提高教学效率。但作为物理教师要切记:实验是最直接、最生动的媒体。物理教师不能舍本逐末,放弃垂手可做的实验而去用计算机模拟实验。对学生观察能力、动手能力、实验能力、分析能力的培养方面,实验媒体是任何其他媒体所取代不了的,因此使用现代多媒体技术,模拟物理实验、重放物理实验都只能是对实验教学的有效补充。

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  • 小虾米

    第3楼2010/12/07

    计算机的应用还是越来越大了

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