运用多媒体技术模拟中学物理实验,是新课程教育、教学改革中的一大产物。其优点:1)充分发挥传统实验与现代多媒体技术各自的优势,优化物理实验教学过程,促进学生学习并应用多媒体技术解决实际问题的能力;2)突出学生的主体地位,有效培养学生的学习能力和综合素质。
　　笔者在多年的中学物理课堂教学中,对多媒体技术与物理实验的整合进行有效尝试,现简单阐述,供同行参考。
　　1 多媒体技术模拟实验教学的独特优势
　　1.1 变微观现象可视化,变抽象知识形象化
　　实验课不仅要让学生记住实验步骤和相关结论,更为重要的是使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。由于受到常规实验仪器本身的限制,传统演示实验效果常不尽如人意。信息技术作为演示的工具,可使微观现象可视化、抽象知识形象化。
　　物理光学微观实验在实践教学中是无法实现或较难实现的,不做实验就会对学生掌握知识以及教学效果带来不利的影响,利用多媒体技术可以将传统实验无法涉及的、条件要求很苛刻的实验,诸如高温、α粒子的散射、原子核的衰变、链式反应等变得可视、可做。利用Flash动画,模拟光子的吸收,并加入声音,动态地解析光与物质相互作用时的单光子吸收、双(多)光子吸收物理过程,既可非常清楚地把要说明的问题反映出来,帮助学生深刻理解较抽象和较复杂的教材内容,又能使学生在轻松愉快的教学氛围中学习,收到很好的效果。
　　教学活动中,通过多媒体技术搜集、处理数据,拓宽交流渠道与信息量,把物理实验、数据处理和探究学习结合起来。如通过数字化实验系统,不仅可以进行数据采集、测量,而且可以通过多模显示、组合显示、视图放大、图线分析、自定义变量和表达式等有效手段,使实验数据的处理、显示更加便捷。
　　1.2 变静态情景为动态特写,变瞬时观察为放大观测
　　在传统的实验教学中,由于条件的限制,学生的探究欲望往往不能得到很好的满足。多媒体技术环境能为学生提供探究的有利条件。借助于多媒体技术和工具软件创设的虚拟仿真环境,学生能在动态情景空间中观察现象,读取数据,探索和发现研究对象之间的数量关系和变化规律。
　　2 多媒体技术与传统实验教学整合必须处理好的
　　两个问题
　　2.1 模拟实验与传统实验的矛盾
　　从教学效果上看,多媒体技术可以对那些难以观察到的、复杂的、困难的实验进行模拟和再现,成为常规实验的补充。特别是有些物理定律只是一种理想的模型,在正常条件下不能实现,应用多媒体技术则可弥补学生感性认识的不足,使之变得容易理解。把模拟实验与传统实验结合起来,教学会收到事半功倍的效果。
　　从危险程度上看,为防止发生意外伤害、实验仪器损失,或由于实验条件的限制,有一些实验像电流表反接、短路、用小量程测大电流、人体导电等,一般是不能做或不允许做的,这势必影响学生对知识的构建。虚拟实验环境则可解决这一难题。
　　培养学生的实践能力和严谨的、以事实为依据的科学态度,是物理实验教学的基本目的之一。模拟是被理想化的模型,对一些操作方便、效果明显的实验,无论从真实性还是从效果来看,都不宜用计算机模拟。若不加区别,一味用虚拟的过程替代真实实验,将会弱化学生的实际操作能力和科学意识,背离实验教学的初衷。
　　2.2 数字化实验与传统实验的矛盾
　　从教学效果方面看,数字化的实验环境和资源是现实环境和资源在空间、时间上的延伸,它与现实的环境和资源并没有本质差异。但是,由于数字化实验涉及综合性、技术性的知识较多,学生对许多内容都比较生疏,实验时注意力容易转移。同时,数字化实验自动化程度高,易使学生单纯关注实验数据的采集、处理,忽视实验的物理意义,使实验失去作用。
　　从效果和存在的问题方面来看,传统物理实验与数字化实验有明显的差异:前者侧重于培养细致、认真、耐心的观察习惯,后者则侧重于培养在观察中思考探究的能力;前者重视培养正确选择和使用仪器的能力,后者则相对欠缺;前者一般比较重视实际操作技能的训练,后者则有利于掌握利用多媒体技术学习、拓展知识的能力;在数据处理过程中,前者可以充分培养通过计算、作图以及利用数学知识解决物理问题的能力,后者则有助于培养分析数学图形的能力和对复杂物理现象进行分析判断的能力;在对学生自主探究和创新能力的培养方面,前者学生设计实验的局限性比较大,限制了探究的深度和广度,后者则多数实验可以由学生自行设计、动手完成。
　　当然,计算机多媒体作为一种新兴的现代教学工具和手段,其优点是不言而喻的,其功用是不可抹杀的,关键是如何扬长避短,恰当运用。这也是摆在广大教育工作者面前必须解决好的问题,否则乱用不如不用,滥用不如少用。
　　(作者单位:山东省荣成市第五中学)