王艷麗

(濟(jì)南幼兒師范高等?？茖W(xué)?！∩綎| 濟(jì)南　250307)

教育信息化背景下的高專師范物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

王艷麗

(濟(jì)南幼兒師范高等專科學(xué)校山東 濟(jì)南250307)

摘 要：本文探討在教育信息化的背景下，對(duì)于高專師范生而言，物理實(shí)驗(yàn)有哪些作用？高專師范學(xué)校如何有效開(kāi)展傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)？

關(guān)鍵詞：教育信息化高專師范生物理實(shí)驗(yàn)

當(dāng)今，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化為支撐的現(xiàn)代教育技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到課堂教學(xué)中，多媒體、交互式白板、云終端等先進(jìn)的輔助教學(xué)設(shè)備已大量裝備到了各級(jí)各類學(xué)校．以微課程、反轉(zhuǎn)課堂、MOOCs(大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程)、虛擬仿真為代表的新的教學(xué)模式和手段迅速興起，已經(jīng)在影響和改變著我們傳統(tǒng)的教學(xué)模式，大大拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的視界．

然而，物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，物理學(xué)的許多定理、定律是在觀察自然現(xiàn)象的基礎(chǔ)上或在相關(guān)理論的指導(dǎo)下通過(guò)實(shí)驗(yàn)概括總結(jié)出來(lái)的．因此，在教育信息化的大背景下，如何將現(xiàn)代媒體手段與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效地結(jié)合，切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這是一線教育工作者一直探索而未得到很好解決的課題．本文旨在針對(duì)高專師范類學(xué)生培養(yǎng)的特殊性，談?wù)勑畔⒒尘跋氯绾伪３旨把诱箓鹘y(tǒng)的操作性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用．

1物理實(shí)驗(yàn)對(duì)高專師范生的作用

信息時(shí)代多媒體教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)資源的積累和發(fā)展、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和普遍使用，使得許多教師放棄了傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)操作，尤其是那些使用現(xiàn)代媒體嫻熟的年輕教師，他們用模擬實(shí)驗(yàn)代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，盡管課堂上教師執(zhí)教簡(jiǎn)約，現(xiàn)象明顯，但學(xué)生的動(dòng)手操作能力得不到加強(qiáng)，這對(duì)于師范類專業(yè)的學(xué)生尤為不利．

高專師范類學(xué)校是為基礎(chǔ)教育(主要是小學(xué)、幼兒園)培養(yǎng)師資的，師范生的科學(xué)素養(yǎng)，直接關(guān)系到少兒科學(xué)教育的質(zhì)量．因此，給師范生開(kāi)好物理實(shí)驗(yàn)課程，意義非凡．

1.1物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苤庇^形象地為學(xué)生提供感性認(rèn)識(shí)

目前，高專師范類專業(yè)的許多學(xué)生物理基礎(chǔ)薄弱，對(duì)抽象的物理概念、規(guī)律的理解與掌握存在一定的困難．并且高專師范生中的女生占絕大多數(shù)，她們對(duì)具體事物易于記憶，感知和觀察較細(xì)致，善于形象思維，而對(duì)抽象概念的理解較困難．這就必須借助課堂上真實(shí)呈現(xiàn)的物理實(shí)驗(yàn)去補(bǔ)償，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生身臨其境，耳聞目睹，親自獲得具體的直接經(jīng)驗(yàn)，以便在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)分析和推理、歸納和概括，上升到理性認(rèn)識(shí)，形成物理概念，導(dǎo)出物理規(guī)律．如研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，首先嘗試閉合電路的面積變化，線路中是否能產(chǎn)生感應(yīng)電流，然后實(shí)驗(yàn)穿過(guò)閉合電路的磁感強(qiáng)度變化，線路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流；通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師再引導(dǎo)學(xué)生歸納出：“無(wú)論是穿過(guò)閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，或是閉合電路所包圍的面積發(fā)生變化，只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流．”通過(guò)親自實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論學(xué)生容易接受，且印象深刻．

1.2物理實(shí)驗(yàn)?zāi)転閹煼渡鷮W(xué)習(xí)使用儀器進(jìn)行示范

成功規(guī)范的物理實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)驗(yàn)方法以及基本的實(shí)驗(yàn)技能和素養(yǎng)．師范生是未來(lái)的基礎(chǔ)教育工作者，為了能勝任未來(lái)的教學(xué)工作，現(xiàn)在就必須培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣．因此，我們現(xiàn)在的課堂實(shí)驗(yàn)要給師范生做出示范，言傳身教地教給師范生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方法．比如，怎樣正確選擇和使用儀器，如何編制實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，怎樣正確進(jìn)行讀數(shù)和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，怎樣列表和作圖，如何分析和推理得出結(jié)論并進(jìn)行誤差分析等．如直流電部分的演示實(shí)驗(yàn)．要教給學(xué)生怎樣按圖接線，先接什么后接什么，電表怎樣選擇量程，如何讀數(shù)，電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電源等各如何連接．實(shí)驗(yàn)完畢怎樣拆開(kāi)線路將儀器整理好．通過(guò)長(zhǎng)期的潛移默化，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，以滿足將來(lái)從事基礎(chǔ)教育教學(xué)工作的需要．

1.3物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邘煼渡鷮W(xué)習(xí)物理的興趣

目前，在高專師范類專業(yè)的學(xué)生中存在著明顯的“重文輕理”的傾向，因此，對(duì)待他們認(rèn)為是：“副科”的物理學(xué)科，更是缺乏興趣．而生動(dòng)有趣的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軜O大限度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，改變傳統(tǒng)的認(rèn)為物理課枯燥難學(xué)的看法，變被動(dòng)接受為主動(dòng)參與．如在講“流體的流速與壓強(qiáng)”時(shí)，先演示“吹不走的乒乓球”實(shí)驗(yàn)，在講“物體平衡的穩(wěn)定性”時(shí)，先演示“懸崖勒馬”實(shí)驗(yàn)．這樣可引起學(xué)生對(duì)即將研究問(wèn)題的興趣，激發(fā)了求知欲望，他們非智力因素的潛能將得以充分發(fā)揮，確保了課堂教學(xué)的有效進(jìn)行．

1.4物理實(shí)驗(yàn)有助于師范生端正物理學(xué)習(xí)態(tài)度

師范生普遍認(rèn)為在校期間只要學(xué)好語(yǔ)文、數(shù)學(xué)和外語(yǔ)之外，再擅長(zhǎng)點(diǎn)音樂(lè)、美術(shù)、書法就足矣，學(xué)習(xí)物理沒(méi)什么用處．而生動(dòng)有趣的、科學(xué)嚴(yán)密的、與社會(huì)發(fā)展和生活實(shí)際緊密聯(lián)系的物理實(shí)驗(yàn)，能加深學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和理解，引發(fā)師范物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和熱情，進(jìn)而對(duì)未來(lái)從事少兒科學(xué)教育產(chǎn)生使命感和興趣．

2高專師范傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的做法

如上所述，信息時(shí)代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然肩負(fù)著特殊的教學(xué)任務(wù)，具有獨(dú)特的教學(xué)作用和效果，是多媒體手段無(wú)法完全取代的，那么根據(jù)高專師范生的特點(diǎn)怎樣設(shè)計(jì)好傳統(tǒng)物理課堂實(shí)驗(yàn)?zāi)?

2.1聯(lián)系實(shí)際學(xué)有所用

高專師范生開(kāi)設(shè)的物理實(shí)驗(yàn)，要盡可能的聯(lián)系生活中的趣味科學(xué)，使學(xué)生感到學(xué)有所用．如學(xué)習(xí)力學(xué)部分“反沖運(yùn)動(dòng)”時(shí)，可演示小學(xué)科學(xué)材料中用易拉罐和圓珠筆芯設(shè)計(jì)的反沖噴水實(shí)驗(yàn)．學(xué)習(xí)熱學(xué)部分“凝結(jié)”時(shí)，可演示小學(xué)科學(xué)中的凝結(jié)實(shí)驗(yàn)：在兩個(gè)同樣的玻璃杯中，倒入同溫度的水，在兩個(gè)杯口分別蓋上冷玻璃片和熱玻璃片，觀察水蒸氣遇冷的凝結(jié)．在學(xué)習(xí)“靜電”部分時(shí)，可聯(lián)系小學(xué)科學(xué)中“雷電的奧秘”，演示尖端放電現(xiàn)象．在學(xué)習(xí)“直流電”部分，可聯(lián)系小學(xué)科學(xué)中的“電流和電路”，演示串并聯(lián)電路的特點(diǎn)等．這樣增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)勝任將來(lái)的基礎(chǔ)教育教學(xué)工作而學(xué)好物理課的責(zé)任感和使命感．

2.2媒體輔助合理適度

在物理課程與信息技術(shù)整合的過(guò)程中，濫用課件，忽視物理學(xué)科的特點(diǎn)的現(xiàn)象普遍存在，不少教師因技術(shù)崇拜而片面追求效果的最優(yōu)化，不分課型、內(nèi)容，不顧實(shí)際教學(xué)需要，盲目使用各種媒體，熱衷于在計(jì)算機(jī)上模擬實(shí)驗(yàn)操作而忽視學(xué)生的實(shí)際操作，結(jié)果弄巧成拙，使課堂中的信息過(guò)多過(guò)濫，造成無(wú)效信息的泛濫，分散學(xué)生的注意力，不僅不能提高教學(xué)效益，反倒影響了教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)．因此，不是所有的教學(xué)內(nèi)容都必須采用多媒體教學(xué)，如果通過(guò)顯明真實(shí)的實(shí)驗(yàn)演示、激烈的討論爭(zhēng)辯、以及科學(xué)的分析推斷等方式可以獲得理想的教學(xué)效果，就不必非得使用課件，造成畫蛇添足之嫌．因此，教師對(duì)現(xiàn)代教育技術(shù)的使用應(yīng)充分考慮它的實(shí)用與必要性．只有那些教師不能用語(yǔ)言詳盡描述、圖片不能充分顯示、實(shí)驗(yàn)不能或不易操作的內(nèi)容，現(xiàn)代技術(shù)手段才能盡顯獨(dú)樹(shù)一幟的風(fēng)采．

2.3因陋就簡(jiǎn)一物多用

目前仍有一些師范學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件欠缺，因陋就簡(jiǎn)地自制教學(xué)用具能解決缺少儀器的矛盾．如電學(xué)部分可以自己動(dòng)手自制一塊多功能電路示教板；靜電部分電場(chǎng)線演示可用細(xì)毛線自制驗(yàn)電羽演示．此外，可采用一物多用的辦法，增加儀器的利用率．如利用彈簧測(cè)力計(jì)，可稱量物體的重量、研究牛頓第三定律作用力與反作用力的關(guān)系、研究合力與分力的關(guān)系、研究影響向心力大小的因素、研究靜摩擦與滑動(dòng)摩擦力以及決定滑動(dòng)摩擦力大小的因素等．

因陋就簡(jiǎn)、一物多用地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件不足的矛盾，同時(shí)也是科學(xué)家的優(yōu)良傳統(tǒng)．我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中要注重實(shí)驗(yàn)效果，不要貪大求洋，實(shí)驗(yàn)儀器能簡(jiǎn)單進(jìn)行的就不要復(fù)雜化．此外，一些簡(jiǎn)易的儀器，也可讓學(xué)生參與制作，使學(xué)生通過(guò)這些活動(dòng)培養(yǎng)自己的實(shí)踐能力，這對(duì)于師范生未來(lái)從事青少年科學(xué)教育是非常有幫助的．

2.4做好準(zhǔn)備確保成功

成功的演示能給人以深刻的印象，確保教學(xué)順利進(jìn)行，失敗的演示將轉(zhuǎn)移學(xué)生的注意力，增加教學(xué)阻力．那么怎樣確保課堂實(shí)驗(yàn)成功呢?首先要切實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)原理，恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)儀器．其次要做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，熟悉各種儀器的特點(diǎn)，掌握實(shí)驗(yàn)技巧．如靜電實(shí)驗(yàn)效果經(jīng)常不理想，因?yàn)殪o電實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是“電壓高、電量少、易泄漏”，因此做好靜電實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵要保持環(huán)境干燥，并保證絕緣導(dǎo)體良好的絕緣性能，防止壓高量少的電荷流失．為確保演示成功，上課前教師應(yīng)多練習(xí)幾遍，做到心中有數(shù)．但萬(wàn)一實(shí)驗(yàn)失敗，也要保持清醒的頭腦，迅速找到失敗的原因，采取應(yīng)急措施，消除學(xué)生的疑慮與失望，確保課堂教學(xué)的順利進(jìn)行．

2.5生動(dòng)形象“講演”結(jié)合

對(duì)高專師范生設(shè)計(jì)和選擇演示實(shí)驗(yàn)要盡量做到生動(dòng)有趣，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮學(xué)生非智力因素的潛能，以“趣”、“疑”、“難”為誘因，趣中涉疑，發(fā)掘問(wèn)題，疑中涉難，引導(dǎo)思維，造成一個(gè)向未知境界不斷探索的環(huán)境，同時(shí)也對(duì)他們未來(lái)的教學(xué)工作起到了很好的示范作用．如用雞蛋和水杯演示物體的慣性．此外，演示實(shí)驗(yàn)不是變魔術(shù)，也不是為演示而演示，演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)也有其獨(dú)特的藝術(shù)性，生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)要配合巧妙的講述，將學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)很自然地引導(dǎo)上升為理性認(rèn)識(shí)．只有“講、 演”有機(jī)巧妙的結(jié)合，才能真正體現(xiàn)課堂演示實(shí)驗(yàn)的作用．

3現(xiàn)代教育技術(shù)與師范物理實(shí)驗(yàn)的融合

物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要手段之一，然而部分實(shí)驗(yàn)，由于受時(shí)間和空間等客觀條件以及儀器本身因素的限制，往往存在著可見(jiàn)度小、效果不明顯、實(shí)驗(yàn)成功率低及實(shí)驗(yàn)器材局限等諸多問(wèn)題，影響學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的認(rèn)同．這時(shí)，如果用多媒體輔助演示，則會(huì)將物理課堂引入到新的境界．如水波的干涉實(shí)驗(yàn)，振動(dòng)加強(qiáng)與振動(dòng)減弱區(qū)域?qū)Τ鯇W(xué)者來(lái)說(shuō)不易確定，若采用動(dòng)畫模擬輔助實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)放慢振動(dòng)頻率，干涉現(xiàn)象將一目了然；再如在平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，由于運(yùn)動(dòng)速度較快，學(xué)生很難觀察清楚運(yùn)動(dòng)過(guò)程，但若采用課件輔助演示，將運(yùn)動(dòng)過(guò)程放慢，同時(shí)與自由落體運(yùn)動(dòng)比較，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)平拋運(yùn)動(dòng)水平與豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；同樣在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，觀察彈簧振子的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難同時(shí)觀察到回復(fù)力、加速度、速度和位移4個(gè)物理量在4個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程及5個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻的大小和方向，這是教學(xué)的難點(diǎn)．而采用課件模擬，調(diào)節(jié)放慢振動(dòng)頻率或者使其暫停，分析4個(gè)矢量大小方向的變化，不但直觀形象，同時(shí)避免了教師用大量口舌進(jìn)行描述；還有像光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，金屬表面逸出電子的模擬；交流電的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)勢(shì)和電流隨時(shí)間變化的模擬；楞次定律實(shí)驗(yàn)中，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)變化的動(dòng)態(tài)模擬；兩球碰撞時(shí)先壓縮，后恢復(fù)過(guò)程中兩球速度、加速度的變化；電容器充、放電的過(guò)程；光學(xué)中的光路、透鏡成像規(guī)律；微觀結(jié)構(gòu)展示，如α粒子散射，晶體結(jié)構(gòu)等，都向?qū)W生展示了形象的物理畫面．另外對(duì)于分組實(shí)驗(yàn)，以往教師需要先向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材、步驟以及注意事項(xiàng)，而學(xué)生往往被眼前各種儀器所吸引，注意力難于集中聽(tīng)不進(jìn)去教師的要求．若利用多媒體手段將儀器的使用方法及要求動(dòng)態(tài)地展示出來(lái)，既可激發(fā)學(xué)生興趣，又節(jié)省了課堂時(shí)間，提高了課堂教

學(xué)效率．

布魯納的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論指出：學(xué)習(xí)是一個(gè)認(rèn)知過(guò)程，是學(xué)習(xí)者主動(dòng)地形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程．因此，在學(xué)生親自操作傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)從而具有動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再借助于計(jì)算機(jī)軟件的幫助做成圖線、圖表，并直觀顯示其過(guò)程，有利于學(xué)生形成表象、建立模型；進(jìn)而在教師語(yǔ)言的幫助或同伴互助下，建構(gòu)物理概念和規(guī)律．因此，我們?cè)谑褂枚嗝襟w教學(xué)時(shí)還要盡可能地讓學(xué)生進(jìn)行操作性實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)，在幫助學(xué)生理解物理概念和規(guī)律、激發(fā)物理學(xué)習(xí)興趣、以及鞏固師范生的專業(yè)思想、培養(yǎng)師范生的教師素養(yǎng)等方面，起著不可取代的作用．不能把所有的物理實(shí)驗(yàn)都做成課件搬到屏幕上讓學(xué)生看，要把操作性實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)有機(jī)的融合．

參 考 文 獻(xiàn)

1倪燕茹. 地方本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程融合“慕課”教學(xué)模式必要性的思考. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2014(6):118～120

2李潮銳，等.開(kāi)放式物理實(shí)驗(yàn)交流平臺(tái)及教學(xué)輻射作用.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2010(11):15～20

3鐘永江,等. 用信息技術(shù)“點(diǎn)亮”物理實(shí)驗(yàn)——信息技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)課程整合的方法研究. 課程整合， 2009(1):45～48

收稿日期：(2015-03-27)

作者簡(jiǎn)介:王艷麗，(1963-)，女，副教授,主要從事物理與科技教育教學(xué)研究．