崔晨

物理是一門基于實驗的學(xué)科，物理實驗在教學(xué)中具有重要的地位。在物理實驗教學(xué)中，信息技術(shù)能夠起到提供教學(xué)資源、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、引導(dǎo)科學(xué)探究、滿足實驗需要、促進(jìn)互動和實施有效評價等重要作用。下面筆者對物理實驗教學(xué)中運用信息技術(shù)的原則、策略和信息化環(huán)境下物理實驗教學(xué)模式的創(chuàng)新進(jìn)行探討。

一、運用信息技術(shù)需要遵循的原則

在物理實驗中適當(dāng)運用信息技術(shù)，應(yīng)遵循以下幾個原則。一是輔助性原則。真實的物理實驗有不可替代的作用，信息技術(shù)手段的使用只能處于輔助地位。只有那些不易操作的實驗、不能做的實驗或效果差的實驗，才要運用信息技術(shù)的手段來輔助教學(xué)。二是科學(xué)性原則。實驗中使用多媒體仿真，要符合事實和規(guī)律。三是必要性原則。實驗中用實踐操作能做到的，一般不要濫用多媒體課體，以避免分散學(xué)生注意力。四是效益性原則。教師要根據(jù)學(xué)生情況、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)境條件，合理選擇信息技術(shù)手段，提高實驗教學(xué)的效益，沒有提高實驗教學(xué)效果的運用是錯誤的運用。

二、信息技術(shù)的運用策略

1.演示實驗中信息技術(shù)運用策略

①可見度低時放大細(xì)節(jié)。例如，在用刻度尺測量長度的實驗中，即使教師用大型的刻度尺進(jìn)行演示，可見度仍然很低，給學(xué)生的觀察造成了一定的困難。如果將刻度尺放在視頻展示臺上，直接進(jìn)行實物投影，由教師直接在視頻展示臺上演示測量過程，學(xué)生就能清楚地看到教師演示操作過程中的每一個細(xì)節(jié)，有效克服了可見度小對學(xué)生觀察造成的障礙。

②控制速度，展示完整過程。耗時長的實驗，可以利用信息技術(shù)手段加快速度，高效展現(xiàn)全過程。例如，在研究固體的擴散現(xiàn)象時，如果加速播放固體分子擴散現(xiàn)象的實驗錄像給學(xué)生看，學(xué)生就能清楚地看到固體擴散的情形。對于物理過程很短的實驗，則可以放慢速度，以便學(xué)生更好地觀察細(xì)節(jié)。

③突破場所和設(shè)備限制，重現(xiàn)情景。對于不能開設(shè)的實驗或受場地及儀器設(shè)備的限制課堂上不能演示的實驗，可以將現(xiàn)場錄像進(jìn)行播放來重現(xiàn)現(xiàn)場。例如，沒有橫波、縱波的形成和傳播的實驗設(shè)備時，可以將這些實驗錄像放給學(xué)生看，從而使學(xué)生感受現(xiàn)場真實情況，加深對現(xiàn)象和規(guī)律的理解。

④突破條件限制，模擬仿真。因條件限制不能做的實驗可以使用仿真軟件模擬物理實驗。發(fā)生在微觀物理學(xué)中的一些現(xiàn)象，諸如α粒子的大角散射、原子核的衰變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等可用動畫進(jìn)行模擬，使它們變得栩栩如生、一目了然。也可以對條件要求很苛刻的，如高溫、強電、強磁實驗，高能粒子實驗，空間實驗等課堂上不能做的物理實驗進(jìn)行仿真。

⑤模擬物理實驗，展現(xiàn)思維過程。在無法演示理想化的實驗條件下的物理現(xiàn)象時，可以借助于實驗?zāi)M軟件模擬各種情況，從而展現(xiàn)思維過程，加深學(xué)生對規(guī)律的理解。如在研究牛頓第一定律時，對于“沒有受到外力”的條件是無法實現(xiàn)的。在做實際的演示實驗后，教師可以利用計算機軟件模擬一個物體在受到從大變小、直至為零的摩擦力作用下的運動情況，將抽象的思維過程生動形象地展現(xiàn)出來，使學(xué)生更容易理解。

2.學(xué)生實驗中運用信息技術(shù)的策略

對于學(xué)生分組實驗，在條件允許時，可以在課前、課中及課后各個環(huán)節(jié)有機地整合信息技術(shù)來優(yōu)化物理實驗教學(xué)。例如，學(xué)生可以在課前使用專題教學(xué)網(wǎng)站進(jìn)行預(yù)習(xí)，對實驗知識進(jìn)行預(yù)習(xí)，通過觀察操作場景的圖片與視頻，了解儀器的使用，根據(jù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，對操作過程進(jìn)行仿真模擬，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。在實驗過程中，教師可通過播放近距離拍攝的操作視頻，使學(xué)生清楚地看到操作過程的每一個細(xì)節(jié)，還可以隨時暫停觀察或重播，使學(xué)生更快、更直觀地了解測量步驟;可用計算機處理實驗數(shù)據(jù)，在線提交實驗報告。課后，學(xué)生可以利用物理實驗專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

三、在信息化環(huán)境下創(chuàng)新物理實驗教學(xué)模式的思路

要對物理實驗資源進(jìn)行整合，建立信息化物理實驗教學(xué)環(huán)境。在現(xiàn)代教育理論指導(dǎo)下，運用教與學(xué)并重的教學(xué)方式，優(yōu)化物理實驗教學(xué)的課堂結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)物理教學(xué)模式的創(chuàng)新。可以通過用建立物理實驗專題網(wǎng)站的形式來整合物理實驗數(shù)字化資源，使其成為學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)及課后練習(xí)的平臺，同時也為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的平臺。

例如，按網(wǎng)站上“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”進(jìn)行物理實驗在線預(yù)習(xí)，用仿真實驗替代了學(xué)生按書本抄寫實驗步驟、實驗原理的過程。實驗課堂中可以選擇網(wǎng)站的相應(yīng)資源，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，進(jìn)行輔助教學(xué)，對學(xué)生實驗還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提交報告。課后進(jìn)行在線測試，包括每次實驗的測試和階段測試，實現(xiàn)物理實驗的考試客觀化和質(zhì)量評估的標(biāo)準(zhǔn)化。學(xué)生可以利用網(wǎng)站進(jìn)行物理實驗課自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)，把教學(xué)活動拓展到課前課后和網(wǎng)絡(luò)上，從而實現(xiàn)教學(xué)方式的改變，優(yōu)化教學(xué)模式。

總之，在物理實驗教學(xué)中，只有在現(xiàn)代教育理論的指導(dǎo)下，遵循輔助性、科學(xué)性、必要性和效益性的原則，選擇正確的策略，重視資源建設(shè)，改變教學(xué)方式，創(chuàng)新物理實驗教學(xué)模式，才能充分發(fā)揮信息技術(shù)的作用，提高物理實驗教學(xué)的質(zhì)量。（責(zé)編 ?王鵬飛）