摘要：随着多媒体技术的普及，教师制作课件的能力逐渐加强，多媒体课件在物理实验教学中越来越广泛，但也出现了有教师过于依赖课件,完全用课件代替书中的实验问题，使学生没有经历物理实验的真实体验，不利于学生发现问题和创新能力的培养。另一方面，有些教师认为课件是虚拟的，实验是真实的，所以完全排斥使用物理课件。这两者都有片面性。本文谈谈如何在物理实验教学中优化整合物理课件与物理实验，合理把握两者关系充分发挥各自的优势特点，从而提高物理实验教学质量。
论文关键词：多媒体课件,真实实验,物理实验教学,优化整合
随着现代教育技术的迅猛发展，利用多媒体计算机辅助课堂教学在各学校的教育、教学领域中已被广泛地应用。毫不例外，在物理学科的教学尤其是物理实验教学过程中，利用计算机制作的多媒体课件（虚拟实验）来模拟代替传统的物理实验（真实实验）也被许多物理教师所接受，仿佛做实验必须用课件完成才算是现代化教学；同时也不乏教师一直坚持传统的物理实验，完全排斥使用物理课件，他们认为课件中的虚拟实验是假的，不利于物理教学。这两种做法谁优谁劣？笔者认为它们只是两种教学手段，要为具体的课堂教学服务，要与具体的教学问题结合，做到优化整合，充分发挥各自的优点和功能，来打造高效课堂、提高学生物理综合能力才是关键。要做到优化整合，必须要正确认识两者的关系。
一、物理真实实验和物理课件课件（虚拟实验）的关系
一方面我们要认识到多媒体课件它并不能完全代替物理实验。这是由物理学科的特性决定的，因为物理学是一门自然科学，同时也是一门实验科学，它与自然、生活、技术进步和社会发展有着最广泛的联系。实验是促进科学技术发展的重要手段,也是教学中不可缺少的重要环节｡多年来,传统的实验(即真实实验)在帮助学生学习基本理论､基本知识和基本技能及培养学生分析问题和解决问题的能力方面发挥了重要的作用，因此物理课本中设置的演示实验和学生实验就显得尤为重要。学生在实验过程中不可避免的会经历一些困难和问题，而且是非常真实的，是探索自然规律所必需具备的。课件代替课本中的实验，真实的环境离学生越来越远，他们是不可能发现真实实验中的问题。
另一方面，不得不承认课件能模拟物理实验过程。而物理的一个重要目标是培养学生的思维能力，课件有强大的直观表达能力，它使抽象难懂的知识直观化、简单化，课件的模拟功能的确对学生理解物理知识、物理过程、物理规律有一定的帮助。比如近年来,随着虚拟技术的飞速发展，虚拟实验作为一种新兴的实验技术得到了迅速发展｡真实实验和虚拟实验共同走入教学中,都对教学起到了举足轻重的作用。
二、如何将多媒体课件与物理实验优化整合呢？
笔者在多年的物理教学中很注重实验的演示和使用，现在也制作和使用过课件，觉得只有将二者优化整合，才能真正提高物理实验教学的质量，提高学生的实验能力。优化组合就是要在实验教学中做到以下几点：
1、必要的、课堂可操作的宏观实验一定要做，通过课件展示人眼不易观察到的现象。
比如高中物理必修1第二章第5节《自由落体运动》一节教学，有教师这样处理本节中的演示实验的：首先通过纸团和纸片的下落引出自由落体的课题，通过课件模拟自由落体运动，介绍自由落体运动的定义及其条件。然后通过课件上的幻灯片展示实验中某条纸带。并引导学生分析，并得出自由落体的规律……。利用课件这样上仅是完成了基本教学目标，学生对自由落体运动的特点及规律也只是硬性的接受了。实际上这节课的一个演示和一个实验是教师必须要做的。演示通过牛顿管能够让学生非常直观的看到金属片和小羽毛在真空管中下落的一样快，让学生看到真正的自由落体运动，加深对自由落体的认识，同时还激发了学生的学习兴趣。课本中的实验通过学生运用前面所学的匀变速直线运动的规律和对纸带的分析方法自己去探究自由落体运动的规律。能够培养学生的动手能力和分析处理数据的能力。应该讲这两项课件都不能替代，但是我们也可以利用课件把某个小球自由下落的频闪照片一张一张的放映，然后引导学生去分析。这样可以使学生更深刻的理解自由落体运动及其规律。
2、通过多媒体课件模拟抽象的、微观的实验。将微观的世界的一些结构和规律通过课件形象的模拟来帮助学生理解。
对于一些作用过程可见度小或作用时间很短不易观察的物理实验，还有受实验条件限制，有危险性的实验、在学校实验室无法进行实验的微观或宇观物体运动现象等等。也只有借助计算机多媒体课件才能最好地展示给学生，让学生能够形象、生动的观察到这类物理现象。选修3-1电场和磁场中的许多实验，没有许多电学实验仪器的情况下，此时可以通过多媒体课件模拟一些实验。例如选修3-1中《磁场对运动电荷的作用力》一节中洛伦兹力方向的教学可以借助课件这样设计。首先介绍阴极射线管的结构，再演示—观察阴极射线在磁场中的偏转，在演示过程中引导学生观察未加磁场时和加磁场时射线管内径迹的特点，以及在磁场方向改变时径迹的偏转方向。然后通过课件模拟出刚刚实验演示中看到的现象，并将几种现象集中在一张幻灯片上，引导学生观察粒子的偏转是否与磁场的方向、粒子的运动方向、粒子的带电属性有关。实际教学中发现这样设计学生能很好的掌握洛伦兹力方向的判断。
在选修3-5中一些粒子的微观结构以及原子核的一些核反应，还有原子弹以及氢弹的结构及其爆炸的威力，我们都可以通过多媒体课件展示，这样充分发挥互联网的优势。同时也让学生直观的了解到原子物理学的一些微观结构和规律，并对一些抽象的物理模型加深了印象。
3、让多媒体课件走进实验室，通过多媒体课件引导学生进行实验。
通常学生物理实验总是老师先在教室对实验目的、实验原理、实验过程和数据处理作出介绍，然后带领学生进实验室，由学生自己操作完成。这种方法对于程度好的学生有一定的效果，但对于程度中等或偏差的学生效果不是很好。其次，对于一些操作过程复杂的实验，许多学生总是做到某一步，后面的操作又忘了，很难达到预定的效果，基本是在实验室里浪费了时间。为了能形象的、直观的、有效的指导全体学生很好的完成实验，笔者觉得应该让多媒体课件走进实验室。具体操作可如下：事先由教师在教室里，借助虚拟实验软件展示整个实验过程，在软件中将实验器材按要求摆放整齐，正确的、有顺序的、规范的完成实验；也可以在学生做实验时通过投影仪放给学生看，当学生忘记步骤时或是对一些步骤理解错了，此时课件可以提醒学生。这样做可能会比原来效果要好些。
当然还可以利用视频手段来进行，通过摄像机事先将教师在实验室里整个操作过程录下来，然后做成课件，在学生做实验时通过投影仪放给学生看。例如选修3-1《测定电池的电动势和内阻》这一学生实验，如果教师仅仅用一节课把实验原理介绍一下而不实际操作，对于中等程度以下的学生而言在他自己做实验的时候是很难达到理想的结果的；特别是水果电池的制作以及对I-U曲线的绘制，中等程度的学生很难操作。这时就需要教师事先把整个实验从头到尾做一次，把过程录下来，在一些复杂的、难理解的地方重点对待并做出解释和说明。这样在学生做实验时，不会做的可以参考教师的操作及处理数据的方法完成实验。
总之，应根据教学需要来选择用课件、实验还是二者结合，同时要具有一定的灵活性,充分发挥各自的优点。在选用课件的时候，应该选择那些既有课件的技术优势，又经过教学设计的整合程度较高的课件。技术上要界面美观、导航清晰、操作方便、交互性好，内容上要抓住重点、难点，能解决教学问题。在制作课件的时候，课件设计应符合学生实际，应体现“以教师为主导，学生为主体，面向全体学生”，要能让学生主动参与学习过程，要考虑学生已有的知识基础和承受能力，有的放矢地在展现过程中设计一些问题，让学生思考，引导学生借助课件，在理解上突破障碍点，真正起到引进课件辅助弥补真实实验的作用。只有把课件和实验优化整合，融入教学中，才能充分发挥课件的作用，取得很好的教学效果。
参考文献：
[1]吴桂萍.利用物理演示实验激发学生的学习兴趣[J].湖南第一师范学报，2003(4).
[2]冯颖，李涵．物理演示实验的探索与实践［A］．第八届全国高等学校物理演示教学研讨会论文集［C］，2007．
[3]张慧琨，张俊玲.加强物理教学实验培养学生学习兴趣[J].教学与管理，2007(9).
[4]张志刚．试论在物理教学中进行演示实验改革［Ｊ］．希望月报，2007．
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