多媒体在物理实验教学中的应用

随着社会信息化的飞跃，科技水平的不断进步，多样化的教学手段不断涌现，促使教学水平得到了良好的发展。在这当中出现的多媒体教学就是其中典型的一例。多媒体教学包括：幻灯、实物投影、教学课件、录像等，尤其是电脑，以其在课堂教学中的独特优势被广大教师广泛应用。而物理实验教学往往是物理课堂教学的重点、关键，直接影响到课堂教学质量。回看以往的物理实验教学中的情景，我们可以看到有时的演示实验由于实验环境、器材本身的局限性，无法直接让全班学生都观察清楚实验的操作过程及实验现象，甚至有些实验根本无法实现。从中得出结论就是物理实验教学的失败！学生由于没有获得关于这些现象和过程的感性认识，因而对实验原理、现象、结论理解较为困难；有时则因为演示实验本身存在不足，学生难以产生丰富的联想，难以完成从实验现象到物理的抽象。令人欣慰的是这种落后的教学状况得到了改善，利用丰富的多媒体对演示实验加以改进、完善或模拟，完全克服了上述方面的不足。同时充分发挥教师在课堂教学中的主导作用和学生的主体作用，从而使教师教得轻松，学生学得愉快，既达到通过实验突破重难点的目的，又优化了课堂教学结构，提高了实验教学质量，达到课堂教学效果的目的。那么，如何才能充分发挥多媒体在物理实验教学中的作用呢？下面谈谈作者的一些粗浅的看法，希望能得到同行的指 教！ 
一、兴趣，是学生参与物理实验活动、提高物理成绩的催化剂！ 
兴趣，是学生参与物理实验活动、提高物理成绩的催化剂。在物理实验教学中，运用幻灯片、投影、录像片或教学课件，创造与教学内容相吻合的教学情境，使学生有如身临其境之感，这样可以充分地激发学生的学习兴趣和求知欲望，使他们的学习变得轻松愉快，进而收到很好的教学效果。要实现这一点，就对我们的教师提出了一个新的课题，如何在枯燥无味的传统实验中利用丰富的多媒体进行实验教学。比如，在《绪论》教学时，可以播放一些物理知识的科教影视片，如雨后的彩虹、火箭的发射过程、静电现象、磁悬浮列车、潮水涨落等等，这样即可以通过神奇而又非常实际的物理现象提高学生的学习兴趣，又可以使学生在兴趣盎然之中，对这门学科以及它的知识结构、体系有一个比较概括的了解，极大地提高了学生的兴趣和主动性，使学生能被一种不可抵挡的吸引力诱导着学习。 
二、利用多媒体的丰富多样，弥补传统实验的不足，增强实验演示效果 
在我们物理实验教学中，存在着有些实验仪器可见度小，演示实验效果差的情况。如在学习游标卡尺、螺旋测微器、秒表、万用表、安培表、伏特表等的原理、使用方法及读数时，虽然学校能保证每位学生手中都有这些仪器，但由于这些仪器刻度比较小，教师讲解示范起来显得有些吃力。面对这一情况，我们可以利用多媒体来进行教学，教师可以将游标卡尺、螺旋测微器、秒表、万用表、安培表、伏特表等甚至一切方便展示的实验仪器都拿到视频投影仪或投影幻灯机上进行演示、测量、读数、分析，利用实物投影仪或幻灯机等电教媒体的放大作用，投影到大屏幕上，能让全班同学都能比较详细、全面观察到教师的具体操作过程和读数方法，弥补了实验的不足，增强了实验演示效果。还有些实验只能在平面上做，可见度受到极大的限制，不利于学生观察掌握。如演示条形、蹄形磁铁的磁场及磁感线分布时，先左右摇动磁力线演示板并使其中间的铁屑均匀分部，然后在磁力线演示板下放一条形或蹄形磁铁，轻轻地敲击几下磁力线演示板，这时磁力线演示板内铁屑就会有规则地排列成弧形曲线，可以形象地演示磁场的分布，但如果学生不走近讲台根本无法看清这一现象。面对这种情况我们可以将这一实验放在幻灯机上做，并将现象投到屏幕上，就能使全班同学都看清这一现象！所以我们利用实物投影仪或幻灯机等多媒体的放大作用，弥补了以往一些实验的不足，增强了实验的演示效果！ 
三、利用多媒体的虚拟演示实验，展现物体的宏观和微观世界 
物所研究的物体小到微观粒子，如原子、、光子等，大到宏观世界的，用普通的办法无法向学生演示，尽管我们可以用挂图来描述，但从原理上解释总感觉欠细腻清楚，不能反映其动态的变化规律。尤其在一般实验条件下难以实现的实验内容，虽能说清 “其然”，却难以描述其 “其所以然”，常会造成一种教师无法准确表达、学生在模模糊糊的状态中学习的不良现象。在这方面机的辅助教学就可以发挥很大的作用。如要讲万有引力定律时，计算机可以为学生描绘一幅天体运动图像，使学生对天体间的相互作用、相互依存及万有引力定律内容牢牢地铭记在脑海里。在微观领域，可以用计算机来模拟显示带电粒子在电场、磁场中的运动、布朗运动、α粒子散射、U核裂变反应、光电效应、电子能级的跃迁等现象，通过电脑课件动画模拟实验内容，将微观的、不可见的、抽象的、难以描述清楚的实验，展示在学生面前，逐层分析，深入讨论、讲解，使之形象化、直观化。有些实验如LC回路的电磁振荡实验、自感现象实验虽然通过演示实验可以观察其现象，但无法看到这一现象产生的过程，学生难以理解这一现象产生的原因，难以掌握与之相关的物理量（如电场、磁场、电流强度）的变化规律。这时可用计算机教学软件再次模拟演示实验，将微观粒子的运动情景，各物理量的变化情况用图片或动画的形式显现出来，使学生目睹其微观过程，获得感性认识，进而加深对实验现象、结论的理解。 
四、利用多媒体教学，变抽象内容形象化。 
物理学也是研究物质运动和变化的，在某些方面，比如物理学中 “动”和 “变”的特点。在物理教学中还有很多难理解、很抽象的概念，如力学中的功和能的概念，电磁学中的电场、磁场概念，热学中的布朗运动，光学中的干涉、衍射等，用传统的教学手段则难以表现和描述清楚，导致教学效果大打折扣。若我们能够充分利用CAI物理课件辅助教学，就完全可以在屏幕上模拟出相应的内容。交流电的电流、波峰、波谷、周期变化等规律，利用物理课件辅助教学显示出来，就可以轻而易举地达到帮助学生直观而形象地接受知识的目的。 
总之，在物理实验教学中的难点，主要是指由于知识的深度、知识的模糊性造成学生在学习过程中遇到的难问题。因此需要我们的教师必须去想出新办法、新手段来解决这些难点问题，如果在教学过程中不解决这些问题，则会严重影响到教学目标的实现。现在在物理实验教学中，尤其在物理演示实验教学中，我们可以充分应用多媒体这种比较先进的教学手段，来弥补实验器材本身的不足及实验条件的限制，催生学生学习的兴趣，提高学生的求知欲望，促进学生对知识的理解和记忆，拓宽思维，有效地培养学生的各种能力。当然，我们需要强调的是多媒体并不能完全代替演示实验，两者必须有机地结合起来。也只有这样才能真正实现我们物理教学的目的，使我们的学生能够真正地学习并掌握知识！