多媒體技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探研

張宏貴

摘 要：多媒體技術(shù)可把抽象的理論知識(shí)形象化，讓物理教學(xué)具有活力和生命力。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可結(jié)合多媒體技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，擺脫物理實(shí)驗(yàn)的條件限制，充分展示實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)和過(guò)程，避免進(jìn)行對(duì)儀器和設(shè)備損耗較大的實(shí)驗(yàn)以及需要消耗大量時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。文章探討多媒體技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù);物理實(shí)驗(yàn);應(yīng)用;興趣;能力

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2021）05-0136-02

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分教師強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的傳授，而沒(méi)有充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，如實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性、操作的獨(dú)立性、參與的廣泛性、過(guò)程的體驗(yàn)性、結(jié)果的差異性等，這就導(dǎo)致學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性不高。另外，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在設(shè)備缺少等問(wèn)題，從而無(wú)法進(jìn)行正常的物理實(shí)驗(yàn)。多媒體技術(shù)可以突破時(shí)空的限制，化抽象為具體，動(dòng)靜結(jié)合，真實(shí)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又可以降低學(xué)習(xí)難度，并培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐探討多媒體技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略。

一、擺脫物理實(shí)驗(yàn)的條件限制

部分物理實(shí)驗(yàn)需要滿足一定的條件才能進(jìn)行，還有部分物理實(shí)驗(yàn)要求通過(guò)改變各種條件觀察實(shí)驗(yàn)變化。例如，α粒子的散射實(shí)驗(yàn)是研究α粒子在各種條件下的散射角度，但是如果沒(méi)有發(fā)射源、特殊的光學(xué)儀器，這個(gè)實(shí)驗(yàn)根本沒(méi)辦法正常進(jìn)行，而這些實(shí)驗(yàn)儀器卻不容易配齊。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)條件是要求在真空環(huán)境中測(cè)試，而一般的學(xué)校實(shí)驗(yàn)室都不能滿足這個(gè)要求。這些條件限制了實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。又如測(cè)量玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)是通過(guò)記錄光在空氣中通過(guò)玻璃折射之后的結(jié)果大致評(píng)估出玻璃對(duì)光的折射率。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的限制條件也很多，比如要采用厚度較大的玻璃磚（一般要求在5 cm以上），以減少確定光路方向時(shí)出現(xiàn)誤差，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不能移動(dòng)玻璃磚，手拿玻璃磚時(shí)，不要用手觸摸玻璃磚的光滑光學(xué)面，只能接觸毛面或棱，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線，以免損壞玻璃磚的光學(xué)表面。玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變，大頭針應(yīng)垂直地插在白紙上，同側(cè)兩針之間的距離要稍大些。入射角應(yīng)在30°至75°范圍內(nèi)取值，入射角過(guò)小，折射角更小，測(cè)量相對(duì)誤差增大，入射角過(guò)大，導(dǎo)致射光太強(qiáng)，折射光太弱，像不清楚，不易觀察，很難確定P3、P4的位置。正是因?yàn)橄拗茥l件太多，學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中不太可能面面俱到，一旦有一項(xiàng)或者多項(xiàng)出現(xiàn)差錯(cuò)，實(shí)驗(yàn)就會(huì)有較大誤差。多媒體技術(shù)可以完美地滿足這些不易滿足的實(shí)驗(yàn)條件，因?yàn)樗翘摂M的。教師可提前制作實(shí)驗(yàn)過(guò)程視頻拿到物理實(shí)驗(yàn)課堂上播放，對(duì)需要特別講解的地方可暫停進(jìn)行詳細(xì)的解釋，從而讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象理解得更加透徹，不帶一絲疑惑，由此提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。而且可以循環(huán)播放，讓學(xué)生重復(fù)觀看不理解的內(nèi)容，從而突破學(xué)習(xí)上的難點(diǎn)。從這點(diǎn)來(lái)看，多媒體技術(shù)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的輔助作用非常大，可以突破物理實(shí)驗(yàn)的多種條件限制，順利完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到教學(xué)目的。

二、展示實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和過(guò)程

部分物理實(shí)驗(yàn)對(duì)操作的精確度有非常嚴(yán)格的要求，同時(shí)，代表實(shí)驗(yàn)成功的物理現(xiàn)象持續(xù)的時(shí)間也非常短，可能只在一瞬間。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中任何一點(diǎn)紕漏或操作不當(dāng)都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，即使實(shí)驗(yàn)成功了也有可能因?yàn)闀r(shí)間太短而沒(méi)有仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如果實(shí)驗(yàn)不容易成功，多次的失敗會(huì)打擊學(xué)生的積極性，而觀察不到實(shí)驗(yàn)成功的現(xiàn)象也會(huì)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理解得不通透，不能達(dá)到物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的，這些因素都會(huì)降低學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣。例如，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是讓同一個(gè)小球從同一豎直高度以不同初速度下落，學(xué)生記錄小球落地的時(shí)間以驗(yàn)證動(dòng)量是否守恒。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，小球下落的距離很短，而且還具有初速度，這就意味落地的時(shí)間更短，只有幾秒甚至零點(diǎn)幾秒。因此，學(xué)生極易出現(xiàn)記錄誤差，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果自然也就不準(zhǔn)確。而多媒體技術(shù)可以滿足所有的操作要求，從而留給學(xué)生更多的時(shí)間思考：“接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么？”“如果改變條件會(huì)發(fā)生什么？”“還可以通過(guò)什么辦法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?？”?duì)于轉(zhuǎn)瞬即逝的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，多媒體技術(shù)也可以解決。教師可以利用多媒體技術(shù)把實(shí)驗(yàn)的局部放大，讓學(xué)生觀察得更清楚，還可以在現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)候把影像暫停，這樣就不用擔(dān)心學(xué)生看不到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難以觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也不會(huì)破壞實(shí)驗(yàn)的完整性。因此，在物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用多媒體技術(shù)可讓學(xué)生獲得對(duì)實(shí)驗(yàn)最直觀的體驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思考能力。

三、減少對(duì)儀器和設(shè)備的損耗

部分物理實(shí)驗(yàn)需要消耗很多資源，并對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器有一定的損耗，甚至在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還伴隨不同程度的危險(xiǎn)。例如，測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是通過(guò)記錄不同電流下同一金屬的電壓值，從而估算它的電阻。這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要用到電線、金屬、測(cè)量電流的電流表和測(cè)量電壓的電壓表等實(shí)驗(yàn)器材。其中，每個(gè)學(xué)生需要10根左右的電線、1根金屬絲、1個(gè)電流表、1個(gè)電壓表，按每個(gè)班級(jí)60個(gè)學(xué)生計(jì)算，很顯然這是一個(gè)有些龐大的數(shù)字，而且某些實(shí)驗(yàn)材料的回收率低，浪費(fèi)是不可避免的。另外，由于學(xué)生不太專業(yè)，很容易損壞實(shí)驗(yàn)器材。最重要的是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)在操作過(guò)程中還有觸電的危險(xiǎn)，雖然幾率不大，但是在學(xué)生基數(shù)龐大的情況下，也有可能出現(xiàn)事故。而多媒體技術(shù)可以避開(kāi)這些難以解決的問(wèn)題，因?yàn)樗翘摂M的，不會(huì)對(duì)設(shè)備儀器有損耗，也不會(huì)消耗任何資源，更不會(huì)出現(xiàn)任何危險(xiǎn)。因此，當(dāng)進(jìn)行對(duì)設(shè)備損耗較大、所使用的資源比較稀有昂貴以及存在危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師都可以應(yīng)用多媒體演示代替實(shí)際操作，它非但不會(huì)降低教學(xué)的效果反而會(huì)降低教學(xué)的難度，不失為一種完美的教學(xué)輔助方式。

四、運(yùn)用多媒體技術(shù)做消耗大量時(shí)間的實(shí)驗(yàn)

部分物理實(shí)驗(yàn)，不危險(xiǎn)、不復(fù)雜，條件限制也不嚴(yán)格，但是它需要非常多的時(shí)間才能完成，有時(shí)一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)需要花費(fèi)好幾個(gè)課時(shí)。例如，描繪小電珠的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是在不同測(cè)量方式、不同的時(shí)間段，對(duì)小燈泡的電流和電壓進(jìn)行記錄，借此研究燈泡的伏安特性。這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)時(shí)間的要求體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，線路的連接。實(shí)驗(yàn)中的電路很多，所以需要大量的時(shí)間連接，在切換測(cè)量方法時(shí)也需要一定的時(shí)間才能完成。第二，記錄的數(shù)據(jù)非常多，并需要計(jì)算。第三，這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要記錄燈泡的溫度變化。如果應(yīng)用多媒體技術(shù)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程會(huì)縮短很多。學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)給的電路圖在計(jì)算機(jī)上連接電路，然后輸入幾組數(shù)據(jù)，如需要多少電流，需要多少溫度，計(jì)算也可以由計(jì)算機(jī)完成。學(xué)生可以利用節(jié)省的課堂時(shí)間分析自己得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確，這既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也減輕了教師的教學(xué)壓力。

五、結(jié)語(yǔ)

多媒體技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以滿足各種嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件讓實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并帶給學(xué)生更豐富的學(xué)習(xí)資源。可以放大實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的局部細(xì)節(jié)讓學(xué)生觀察得更仔細(xì)，可以讓影像暫停在關(guān)鍵處，不讓學(xué)生錯(cuò)過(guò)每一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度?？梢员苊庠O(shè)備和儀器的大幅度損耗，避免實(shí)驗(yàn)資源的大量消耗，避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各種各樣的、各種程度的危險(xiǎn)。還可以節(jié)省學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和教師的教學(xué)時(shí)間，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)變得輕松有效率，也讓教師的教學(xué)變得嚴(yán)謹(jǐn)而充滿趣味?？梢?jiàn)，多媒體技術(shù)是物理實(shí)驗(yàn)的重要輔助工具，可以突破常規(guī)環(huán)境、條件等因素的限制，充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用，為學(xué)生的物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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Research on the Application of Multimedia

Technology in Physics Experiment Teaching

Zhang Honggui

（Zhenyuan Middle School， Zhenyuan County， Gansu Province， Zhenyuan 744500， China）

Abstract： Multimedia technology can visualize abstract theoretical knowledge and make physics teaching full of vitality. In physics experiment teaching， teachers can combine the characteristics and advantages of multimedia technology， get rid of the limitations of physical experiment conditions， fully show the details and process of the experiment， and avoid the experiments that consume a lot of time and equipment. This paper discusses the application strategy of multimedia technology in physics experiment teaching.

Key words： multimedia technology; physical experiment; application; interest; ability