正确处理好演示实验与计算机多媒体的关系

正确处理好演示实验与计算机多媒体的关系

马新文

随着计算机多媒体技术的迅猛发展，计算机辅助教学（CAI）也逐渐成为最具吸引力的现代化手段，CAI的介入，无疑将改变传统物理课堂教学基本上靠教师口授、板书、演示的局面。但物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理学的基础，是检验物理理论的标准。在学生建立完整的物理概念和导出正确物理规律的课堂教学中，实验是最活跃最具生命力的部分。演示实验是指为配合教学内容由教师操作表演示范的实验。是深受学生欢迎的实验形式，是教师施展教学艺术的独特方法。它能化抽象为具体，化枯燥为生动，把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前。能引导学生观察，并进行思考，配合讲授使学生认识物理概念和规律，达到“事半功倍”的效果。

如何处理好演示实验与计算机模拟、传统信息展示与计算机信息展示的关系，是改变传统物理课堂教学中不容回避的问题。要处理好二者的关系，必须做到以下几点：

1.要目的明确，忌随心所欲

物理教学中，演示实验和计算机多媒体技术都是新课导入的重要方法。实验具有生动、直观、新奇的特点，容易激发学生的直觉兴趣。如能充分发挥实验的趣味性、奇异性、多变性，就能创造出生动的情景，使学生思维活跃。多媒体利用计算机的声音、图像、文字等多种信息，使教学内容更加丰富多彩，生动、活泼的视听画面，使学习者注意力集中，使学习者在模拟环境下取得身临其境的学习效果。教学图文并茂，形象直观，化小为大，化静为动，化难为易，从而使教学形式变得生动活泼，激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，极大地调动学生学习的积极性和创造性，能让学生更加深刻地认识客观事物的本质。教学中应根据不同教学内容和要求，选用合适的方式，合理地进行设计，以便让学生清楚地认知和理解物理概念和规律。

例如，讲授“平抛运动”一节的内容时，可选择的演示实验比较多。如抛出的粉笔头、桌上滚落的玻璃球、水流的喷射、平抛运动演示仪、闪光照相等。其目的就是让学生认识“平抛运动”可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成这一规律。利用演示实验就可以清楚地显示出演示内容的本质特征。如果用CAI课件替代演示实验就得不偿失。而在应用规律解释飞机投弹、枪打小松鼠等现象时使用CAI课件，则可以使教学图文并茂，形象直观，化静为动，化难为易，从而使教学形式变得生动活泼，激发学生的学习兴趣，变被动学习为主动学习，极大地调动学生学习的积极性。

演示实验和计算机多媒体应用切忌毫无目的，随心所欲。因为它们最终目的是为教学服务的，为的是在学习中发现规律，理解规律，从而掌握规律。为实验而实验，为多媒体而多媒体，没有目的性，只会使学生浮于实验过程与表面现象，浮于多媒体的生动、活泼的视听画面和热闹场景，不知道老师为什么做实验，为什么用多媒体，更谈不上自己去发现与探讨规律了。对老师而言，这样的做法是“吃力不讨好”的事。

2.要明显直观，忌模糊不清

演示实验的一切功能都不能离开观察，观察者只能在演示者所给现象的基础上进行观察。因此，演示实验的直观是最起码的要求，教师在设计演示实验时应注意以下几点：

首先，物理过程的变化要显著。为了使现象明显，仪器的尺寸要比较大，尤其是观察部分的尺寸要大、刻度线条要粗，要使教室内最远的同学也能看清。这样做演示的精密度就会有所降低。例如在“使用游标卡尺”的教学中，如果借助CAI课件进行教学就会使得刻度一目了然，提高学习效率。其次，仪器简单，过程明了。演示之所以要直观，就是为了能从实验中直接观察到物理过程，认识物理现象的本质，而不需要过多地拐弯抹角，受其他无关因素的干扰。特别是一些为建立、巩固物理概念的定性演示，没有必要选择多媒体课件。如用椭圆墨水瓶演示微小形变现象，弹簧秤演示作用力和反作用力的大小等，不用多媒体课件比用多媒体课件更能突出物理原理。当然，这样的实验若能借助展台投影对实验现象进行放大处理，也是一种好方法。但是，一些用语言不易描述清楚的事物或现象，如布朗运动、α粒子的散射等，多媒体的生动、形象、直观，化静为动，化难为易，能让学生更加深刻地认识客观事物的本质，清楚地认清物理概念和规律。其次要多种感官并用。有资料表明“在接受知识方面，单靠听觉一般只能记住15％左右；单靠视觉，从图像获得知识，只能记住45％左右；如果两者结合起来，可记住65％”。因此，调动学生各部分感官的协调并用，比单一渠道要好。我们应该考虑学生的各种感官对信息的分辨能力，以强化有效刺激，促进学生对新知识、新规律的理解。例如，讲加速度时，学生视觉感受到加速度影响速度的变化可能不很明显，可以用多媒体课件来演示。演示时，速度的变化可以用音高变化来表示。使学生听觉、视觉共同作用可能比单纯用视觉更直接。因而对变化率的概念比较容易建立。

演示实验切忌模糊不清。学生看不到清晰的实验过程和明显的实验结果，搞不清实验所演示的规律、原理，无助于物理教学。与其浪费时间，不如不做。

3.要有启发性，忌难易不分

演示实验和多媒体都能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象。但它们的最终目的是要通过观察启发思维，使学生更好地认识客观规律，发展能力，培养兴趣。因此，在设计和编制演示和多媒体程序时，必须在启发性上下功夫。

演示中的启发性，首先在于以趣激疑。当生动的演示现象出乎学生的意料之外时，认知的矛盾将上升为思维的动力。例如，静电植绒实验中，当启动手摇感应起电机时，下极板上的小纸屑不断地飞舞，粘附在涂有胶水的上极板上，形成了美丽的图案。而对这一美妙神气的现象，学生的问题必将油然而生。

运用演示引发问题，只是启发思维的起点，虽然它是学生开展积极思维的突破口，但要推进思维的展开，仍需有教师不断的引导。例如，为什么会有这种现象？怎样才能产生？怎样才能做得更好？在学生不断的探讨、思索中，逐步掌握物理知识，了解物理规律，这样的实验就成为了推进思维的向导。

演示实验和多媒体的使用一般情况可采用这样的几步：提出问题，通过实验或多媒体建立初步表象；再做实验，又提出问题进行探讨，找出规律；应用规律来说明问题，并用实验来验证。这一过程体现了实践—理论—实践的认知规律。例如，在讲解作用力和反作用力及牛顿第三定律在反冲运动中的应用时，可以让学生拍手感受力的大小，可以释放充了气的气球，让学生观察气球的反冲运动，进而提出：怎样才会使反冲运动具有较好的方向性呢？学生讨论后，接着用多媒体演示古代火箭升空过程。又问学生：我们几岁学会拍手的？从学会拍手到学习牛顿第三定律用了多长时间？我们不学牛顿第三定律也会拍手，不学牛顿第三定律火箭也上了天，那么，我们为什么还要学习牛顿第三定律呢？学生讨论后，再用多媒体演示现阶段我国研制的火箭升空过程，并指出：当人们的实践活动上升为理论后，理论指导下的再实践活动，会使人类的认识和行为产生飞跃式的发展。正如这腾飞的火箭！这样的设计即使学生在课堂学习中受到了启发，又使学生通过观察气球的飞行较容易的理解了反冲运动。

演示实验和多媒体的使用切忌难易不分，草草了事。如果只以能显示实验现象和动画场景为满足，急急表演，匆匆收场。这样的做法必不能给学生留下深刻的印象，而且忽视了学生由感性到理性的上升过程，忽视了学生能力的培养，不可能达到培养科学素质的目的。

总之，演示实验和计算机多媒体技术在物理教学中各有其用，不可相互替代。教师只有明确了演示实验的重要性，将多媒体恰如其分的应用在适当的内容上，让演示实验和计算机多媒体技术在物理教学中各就各位，既不可越位，也不可缺位，才能使学生的观察和思维活动紧密地结合起来，用观察促进思维活动的展开，又用思维指导观察活动的进行，逐步掌握物理概念和规律，发展观察和思维能力，才能使我们的物理教学达到“事半功倍”的效果。使演示实验真正达到演示目的，利用多媒体让较难的知识深入浅出，课堂教学生动活泼，使物理课堂走出沉闷的困境。

此外，教师对待演示实验和多媒体使用的严谨作风和科学态度也会对学生的科学素养起到潜移默化的作用。