运用控制变量法的物理实验【论多媒体在物理实验教学中的运用】
时间：2020-03-02 07:31:07 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：多媒体合理运用于演示实验、学生实验和实验复习中，可以弥补实验仪器短缺、演示实验效果不明显或不易观察、实验复习不便等实验教学的不足，并能达到预期的实验教学和学习效果，让实验教学变得更灵活、更丰富。
关键词：多媒体；课件；实验教学；实验复习
当今世界作为高科技的多媒体技术已被作为新型的教育手段、教育方法引入到教育领域。实验本来是以仪器为主要对象而进行的动手操作过程和实践过程，但在某些情况下，运用多媒体来代替实际实验，也是一种很好的方法。如何在实验教学中恰到好处地运用多媒体，下面是自己的一些做法和想法。
一、利用多媒体的互动性强、仿真度高特点，模拟完成实验
由于部分农村学校实验仪器落后，学生操作起来很不方便，面对一些分组实验和演示实验，教师只能对照课本“纸上谈兵”，这就无法培养学生对实验的设计、操作和分析能力，从而失去了实验预期的教学目的和意义。为了弥补农村中学实验教学中的不足，笔者从网上或利用Flash丰富的语言编程功能，下载或制作了互动性强、仿真度高的课件。上课时，让学生在电脑上分组或单独通过对课件的操作，模拟完成了一些不易实际操作或仪器短缺的实验，达到了和实际操作的实验一样的学习效果。
例如：在进行“探究物体运动快慢”的实验教学之前，笔者考虑到实验室中没有电动小车，改为其他形式的实验又不好组织。于是我利用Flash制作了互动性、仿真性比较高，可以方便地进行模拟操作的“探究物体运动快慢”实验课件。课件的内容设计从情景问题提出、实验方案的设计和选择、小车运动的路程、时间的模拟测定、实验数据记录、分析和结论的得出等几方面，逐步引导推进实验进程。在实验教学时，我让学生在电脑上单独或分组利用课件对实验进行模拟操作。学生用课件模拟操作实验就如同玩电脑游戏一样，在既轻松又动脑思考的情况下，圆满地完成了这次实验探究教学任务，达到了事半功倍的效果。
二、利用多媒体重现和重作实验，为实验的综合复习打下坚实基础
中考复习中，实验的复习是整体复习中非常重要的一部分。由于从初二到初三相隔时间比较长，一些演示实验的现象和分组实验的过程、情景学生都已淡忘。尤其是学习能力较差的学生，对前面学习过的实验内容和操作技能，或全部遗忘，或将有些类似的实验内容和过程互相混淆。学生如果就这样进入全面的实验复习，学生对实验内容的掌握也只能是生吞活剥，模棱两可。因此，中考实验的复习，单纯通过教师的讲授和学生作业练习，很难达到预期的复习效果。所以复习过程中，对演示实验现象的重现和分组实验的重作就有一定的必要性。但由于复习时间紧张，对演示实验现象的重现和分组实验的重作，实际上又不可能。这时，运用前面提到的互动性强、仿真性高的模拟分组实验课件和演示实验资源库课件，就可以由教师或学生在课堂内外，利用课件集中讲解、自学或模拟操作实验，这就使学生能既快速又方便地熟悉和掌握以前学过的演示实验的现象及分组实验的过程和方法，对进一步的深层次、高难度的实验复习和分析提供了扎实的基础，为教师的实验复习教学和学生自主的实验复习，提供了极大的方便。
例如：为了巩固和复习从初二到初三的演示实验，笔者将主要的演示实验实录或动画资料，通过整理、组合，并根据中考实验题型的形式和要求，针对每个演示实验都从实验现象描述、实验现象分析、实验结果和结论的得出等几个方面设计相关的问题，然后利用FrontPage制成演示实验浏览网页课件。利用这一课件组织学生通过课堂教学和课外上机自学两种方式，让学生一边观察或操作实验，一边完成实验问题解答，进而巩固和掌握了这些演示实验。
三、利用多媒体技术，将抽象的、不易理解的知识转化为学生熟悉的、形象的知识
在电压、电流这一部分，电压、电流是一种看不见摸不着的东西，电压、电流之间有什么样的关系，单从课本中的介绍，同学们没有感官的认识，理解起来还是比较困难。在这节课里，笔者利用多媒体分别制作了水路，电路模型。在水路模型中，当我打开阀门后，同学们会发现水轮机先转动，过了一会水轮机又会慢慢停下来。我就提出问题：水轮机为什么会转动呢？过一会为什么又会停下来呢？同学们会说出原来水管两边的水面高度不一样，水管中有水流，所以水轮机会转动，后来两边水面高度又变为一样，水管中没有水流，所以水轮机会停下来。我接着又提了个问题：那我们怎样才能使水轮机持续转动呢？同学们一定很容易得出结论。
我在水路上方加一个水泵，当水泵工作时，我们可以看到水泵两边的水面始终不在同一高度，水轮机也就持续转动。此时，我们就可以看到水泵产生水压的过程及功能。
这时我就在水路模型旁边显示一个电路，电路中有开关，导线，电源，灯泡。然后我就提问：与水路类似，为什么合上开关，小灯泡会持续发光呢？同学们就很容易得出：灯泡能持续发光，是因为电路中有电源，灯泡中有电流通过。在这里电源相当于水泵，开关相当于阀门，导线相当于水管，灯泡相当于水轮机。
通过两个简单的模型比较，我们就把“看不见，摸不着”的电压、电流与实际生活中的水压、水流结合在一起，学生也就很容易掌握电压、电流之间的关系了。
四、利用多媒体，增强实验的可操作性
以往教师在做测量大气压值的托里拆利实验时，教师一般是在前面做演示实验，在做的过程中讲解实验注意事项、操作步骤，最后得出结论。但是老师在做演示实验时，只有坐在前面的少数同学能看清老师的操作过程，老师在做玻璃管的提升、倾斜等步骤时，部分学生只是在听老师讲：我把玻璃管提升、倾斜，可以看出水银柱的竖直高度不变，学生实际上并没有看到实验现象。有的老师只是用一根玻璃管做实验，很少有换用粗细不同的玻璃管再做实验，有关玻璃管粗细对水银柱竖直高度的影响只是在课堂上强调，那同学们的学习效果也就可想而知了。
鉴于该实验有毒，并不易观察，我们可以用多媒体把整个实验搬到屏幕上去，我们可以利用Flash动画，从向玻璃管注入水银，到放入水银槽，提升玻璃管，倾斜玻璃管，向水银槽内添加水银，每一个步骤都可以清楚的投放在屏幕上，并且可以利用多媒体的可控性，让同学们看清楚每一次操作后的水银柱的高度变化，从而掌握这些因素对水银柱竖直高度的影响。我们利用多媒体还可以很方便地换用粗细不同的玻璃管来做玻璃管粗细对水银柱竖直高度影响的实验。
五、创建虚拟实验室进行实验模拟，突破教学重点和难点
在物理课堂中，用实验来演示是一种很好的教学方法，但由于实验受到时间、空间等因素影响，因而总有许多力不从心之处。利用多媒体技术的强大开发功能可弥补其中不足，例如：利用物理规律作为游戏规则来开发各种物理电子游戏：①进入一座繁华城市，政府给一位孤寡老人分配了一套二居室新房，希望你能够帮助这位老人策划全部家用电器的布置和线路安装。②按照题目设置的要求，将开关、导线、小灯泡等进行连接，然后利用网上提供的电流表和电压表进行测量和计算，并写出探究报告。③某高山上探险队队员抱怨用普通锅烧的开水不烫，请你通过模拟实验，测量该地开水的温度是多少，并应用所学的知识解释这个现象的原因，请向该探险队提出解决这个问题的报告。④这里有5个不同焦距的透镜以及“探究凸透镜成像规律”的全部仪器，请你通过模拟实验探究，确定这些透镜是否是凸透镜。如果是凸透镜，其焦距各是多少？如果不是凸透镜，请猜想它是什么镜？有什么依据？⑤请进入眼镜店，里面有人在等待着你为他们选配眼镜呢！当然别忘了先要利用你掌握的光学知识对他们的眼睛进行检测。⑥在一次未来的城市巷战中，你可以利用城市玻璃幕墙的反射，用激光去打击躲在城市角落的敌人。⑦你知道光为什么要遵循反射和折射规律吗？因为它太聪明了，请按照题目设置的要求去探究后，一切自然明白。⑧在某一生活社区，居民抱怨该社区的公路噪音太大。请你为他们设计一个解决问题的方案。要应用已学的有关噪音等级、环境声强级标准以及控制噪音的措施等知识，完成题目设置的任务。⑨请你驾驶一艘装载有“声纳”的船，按照题目设置的要求，完成一次十分有意义的科学探究活动。⑩在“美丽的大自然”的动画中，按照题目设置的要求和引导输入关键词，独立完成地球上水的循环过程……等。
六、多媒体演示实验替代物理实物演示
物理学是一门以实验和观察为基础的学科，教学中的实物演示，不但真实、直观、形象、生动，而且在实验中能够发现新现象，提出新问题，它不但使学生对物理原理的认识和理解能起到帮助作用，而且还还原了物理学的真实面目。虽然多媒体展示操作方便、可见度高，但它毕竟是人工化、科技化和理想化的产物，有别于现实中的客观事物，所以课堂教学中有必要做的物理实验，要尽量让学生动手操作、观察，让学生获取第一手资料，养成科学的研究方法。当然对于一些限于条件、不能进行的实验，合理的用多媒体模拟也是可取的。
多媒体虽然不可能完全代替物理实验，但在实验教学中，却能弥补由于实验仪器短缺、实验有毒、演示实验效果不明显、实验复习中的不便等实验教学的不足。只要恰当合理灵活运用多媒体实验课件，可以代替完成部分实验教学和学习任务，并能达到很好的教学和学习效果，让实验教学变得更灵活、更丰富，效率更高。
总之，在实验教学中，我们只要灵活、恰当地运用多媒体这一高科技手段，发挥其优势，借助传统教学的长处，就一定会收到良好的效果。
（责任编辑：张华伟）
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