多媒体技术在物理实验教学中的科学运用

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  物理学是一门以观察和实验为基础的学科,其包涵的概念、规律、定理、定律等,都是在实验的基础上建立起来的。可以说,实验教学是物理教学的重点和提高物理教学质量的重要环节之一。物理教学中设置了许多实验,它对学生分析、研究物理现象,学习探索未知世界起着积极的作用。但由于客观条件的限制,许多实验运用传统的方法无法在课堂中完成,从而使现有的物理实验在物理教学中具有一定的局限性。计算机多媒体技术的运用正好可以弥补这些不足,从而达到预期的实验和教学效果。
  一、多媒体技术运用于物理实验教学的必要性
  “多媒体技术”是指将数字、文字、声音、图形、图像和动画等各种媒体有机结合,并与先进的计算机通讯和广播电视技术相结合,形成一个可组织、存储、操纵和控制多媒体的集成环境和交互系统技术。它相对于传统的实验教学具有极强的可视性、模拟性、交互性、重组性以及高度的智能化。中学物理实验教学中,由于时间、空间、资源等的限制,实验中常常出现实验过程不全面、现象不清楚等问题。而运用多媒体技术, 能够把一些抽象的、不易观察清楚、难于操作的或现实中不可能直接操作的实验内容采用动画形式,通过在显示屏上进行微观放大、宏观缩小、或者瞬间变慢等方式,让学生获取动态图像、可感信息,从而形成鲜明感性的认识,为进一步形成物理概念、理解物理规律、上升为理性认识奠定基础。
  二、多媒体技术在物理实验教学中的运用形式
  1.利用多媒体技术提高演示实验可见度
  实验教学能生动地吸引学生,使学生处于一种积极的思维状态,如果所做实验效果不好,现象不明显,能见度低,不但起不到应有的作用,还会给学生造成错觉,给教学带来不必要的麻烦。如在物理实验教学中正确应用多媒体技术则可以大大提高演示实验的质量。利用多媒体视频展台将实验仪器、实物、模型、标本和实验操作过程等直接投影放大,提高现象、过程、方法示范的可见程度,让全体学生直观准确地了解细节的同时获得过程与方法的直观体验,更好地增强实验教学效果。
  2.利用多媒体技术优化演示实验教学
  应用多媒体技术可以演示课堂实验常用仪器、教具无法完成的物理过程,展示相关实验和知识的背景,展示宏观的、无法搬入课堂的自然现象,展示瞬间快速发生的物理过程或现象,并通过快录慢放或者慢录快放和暂停定格技术,突破实验的时空束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将物理过程生动形象地展现于学生眼前,从而让他们充分详细地了解相关物理过程或现象的细节,加强认识,帮助理解,给学生创造学习必需的情景氛围。如水波叠加、电容器充放电、“自由落体”现象、带点粒子在磁场的运动演示等。
  3.利用多媒体技术模拟演示物理现象
  有些物理现象和物理过程是传统课堂实验演示根本无法实现的,这就需要运用多媒体强大的动画仿真功能来支持传统实验教学,为理解、接受和记忆有关抽象物理知识创设生动形象的物理情景。利用多媒体模拟技术既可以演示因条件要求苛刻、危险性大等原因不可能完成的教学实验,又可以使学生有一种身临其境的感觉,化抽象为形象,提高教学效果。
  4.利用多媒体技术提高实验复习效果
  传统的实验复习教学以教师讲解为主,学生只能死记硬背实验现象及过程,复习缺乏直观性、生动性,不能激发学生的学习兴趣和积极性,实验复习效率低。在实验复习课中,引入多媒体技术,利用多媒体光盘,讲解实验内容,可以达到图文并茂、声形并存的特点,形象、生动、直观地再现实验操作过程。这样不仅可以有效地克服常规实验复习的弊病,增加学生个体学习的机会,扩充实验复习课的容量,而且还可以实现人机交互,提高复习效率。
  三、多媒体技术运用的局限性和应注意的问题
  多媒体技术局限性表现在:一是实践教学运用中,教师的操作点过多的集中在电脑键盘、鼠标上,而学生的注目点在屏幕上,这种注意对象在空间位置上的分离阻碍了师生情感的交流。二是有些课件的制作过于注重形式,容易把学生的注意力引向课件外。三是课件的预设性也或多或少地扼杀了学生的创新思维,弱化学生的实际操作能力。四是课件过分追求时间和效率,容易忽略学生思维所需要的时间停顿。五是课件制作的科学性和教师操作的熟练程度等诸多细节也对实验教学构成一定影响。
  虽然,运用多媒体技术开展物理实验教学存有一定的弊端,但总的来说还是利大于弊,是现代教学的发展趋势与方向。多媒体技术作为实验教学一种辅助工具,它既不能完全代替教师的指导作用,也不能取代学生的动手操作和感性思维,更不能取代传统实验的真实体验。只有将多媒体计算机技术与传统的教学手段有机的结合,科学运用,才能弥补常规实验的不足,提升物理实验的教学效果,服务新时期的教育教学。
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