谈谈触控一体机对中学物理演示实验教学的优化作用

谈谈触控一体机对中学物理演示实验教学的优化作用

刘杰夫 

陕西省榆林市教育技术中心719000

摘要: 在教师用实物仪器做演示实验时，演示实验效果不理想，很多学生不能真正观察到科学现象，从而导致对科学规律的理解困难，挫伤学习科学学科的积极性。学校的硬件条件越来越好，教室内配置交互式触控一体黑板已趋常规，教师对现代教育技术的运用日趋熟练，触控一体机在中学物理演示实验中发挥的作用越来越明显。

关键词: 触控一体机  中学物理  演示实验

　　中学物理概念、物理过程和物理原理需要直观性的教学媒体来突出和体现，在传统教学时代，需要开展大量的课堂实物演示实验，有些不具备实验条件的物理教学点，教师只能通过黑板图画和语言说明来讲解，结果费时费力仍然不能获得良好的教学效果，而进入现代媒体阶段，特别是交互触控一体机阶段，此类教学问题迎刃而解，与触控一体机配合的一些仿真实验系统可以随时在课堂上开展物理实验。经过交互式触控一体机在中学学科教学中的应用实践，发现交互触控一体机在中学物理教学中具有很多优势，这些优势与交互触控一体机的先进教学功能相结合，可以让中学物理教学变得轻松和快乐，教学效果得到优化，既有利于学生学习物理知识和技能，又有利于培养学生收集信息、处理信息、传递信息的能力。

　　一、触控一体机在中学物理演示实验中的优势主要有以下几点：

　　1. 有利于创设物理实验的教学情境

　　学生一旦对所学知识产生兴趣，就会产生愉悦的情绪，从而集中注意力并积极思考。为了激发学生的兴趣，可适时引入图、文、声、像并茂的多媒体课件，给枯燥的内容创设新颖有趣的情境，激发学生学习物理的兴趣，提高学习效率。如：在讲授光学现象里“日食月食形成”这一物理现象时，生活中日食月食现象是百年难得一遇，几乎没有机会看得见，学生只能凭感觉想象日食月食形成的原因。传统的教学只是在黑板上挂图枯燥地解释日食月食形成的过程与原因。如果采用交互动画演示，使太阳、地球、月亮三者模拟实际情况运转起来，这样，在什么地方形成怎么样的现象就很明显直观了。栩栩如生的天体运动过程活跃在屏幕上展现给学生看，学生就很容易理解日食月食形成的原因与过程。

　　2. 可以突破实验演示操作的困难并掌握重点

　　由于受到常规实验仪器、实验材料等影响，物理实验效果有时候不尽人意。例如原子物理中α粒子散射、核裂变、核聚变等实验，以往由于受实验条件的限制，学生只能从理论上了解，看不到实验现象，只能凭空想象，对现象和规律理解不深刻。例如我们现在应用多媒体课件模拟氘氦核聚变，在视觉和听觉上可刺激学生，教学会收到事半功倍的效果，使学生更容易理解教学内容。

　　3. 可以使抽象物理实验变为形象物理实验

　　中学物理课程中涉及较多抽象的实验，如摩擦起电、电流的形成、分子热运动、磁场电场、磁感线、电场线的分布等。可以借助于触控一体机把这些抽象的物理现象通过动画把难以演示的实验形象化。如对电场的认识是中学生学习的难点，教师一般先做演示实验模拟电场线的形状，把奎宁的针状结晶或者头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，微屑就按照场强方向排列起来，显示出电场线的分布情况。但由于受仪器、天气、环境等影响，实际演示效果并不明显。但可以用多媒体课件全真模拟演示正电荷、负电荷、正负电荷周围电场线的分布情况，演示其周围的电场线是从正电荷出发回归到负电荷的画面，给学生留下深刻的印象，帮助学生认识抽象的电场及电场线分布情况。

　　4. 可以提高演示实验的清晰度

　　由于受到实验器材和环境以及人为操作的影响，有些物理实验现象即使看得到，但数据不够准确，实际测量起来误差很大。比如凸透镜成像的规律在实验室虽然可以看到蜡烛在光屏上形成的影像会随着物距的变化而呈现大小不同，但是具体是多大的距离物体成像缩小？多大的距离成像等大？多大的距离物体成像放大？现有的仪器精确度不够高，实际测量出来的这些数据有很大的实验误差，学生容易产生疑惑。采用多媒体技术模拟凸透镜成像的规律，运用多媒体课件动态演示，可以随意改变物距的大小，多少厘米之处成像是缩小，是等大，是放大效果很明显。这样使学生对凸透镜成像规律有了清晰完整的动态认识过程，化难为易，学生能一目了然地并且精确地掌握成像的规律。

　　5. 危险实验变安全

　　很多现象和实验都有一定的危害性，严重的还会出现意外事故，因此，不可能在课堂上进行演示。另外，有些错误的危险实验操作又不能通过演示实验给大家讲解，这样就使得同学们不能在头脑里形成一个直观的画面，而只能通过死记来达到学习的目的，效果自然不理想。因此，利用触控一体机演示相关的场景，这样，既培养严谨求实的作风，又对学生的理解和记忆有很大的帮助，还可以避免出现意外事故。比如讲安全用电时，利用触控一体机演示单线、双线触电和高压触电的情形，又安全效果又非常好。讲核裂变、核聚变时，可以利用触控一体机演示原子弹、氢弹爆炸的视频。

　　如此种种，不再一一详述，触控一体机在物理演示实验中的优势总结：

　　a.复杂变简单；b.抽象变直观；c.费时变省时；d.费事变省事；e.微观变宏大；f.静态变动态；g.乏味变有趣；h.危险变安全；i.昂贵变廉价；j.瞬间变永久；k.快速变缓慢；l.细微变显眼。

　　二、要注意的问题

　　1. 严格设计，确保科学准确性。

    在理科演示实验教学中，应该确保使用的虚拟演示实验内容无科学性错误，这是最基本的要求，以免误导学生。

　　2. 恰当使用，不要代替实验课。

    信息技术模拟实验教学虽然具有诸多的优点，但它只能是实验教学的一部分，是对实验的有力补充。它可以为实验教学构建一个平台，提供实验所需的任何虚拟仪器，但它不能替代实验，任何模拟都不如操作实验器材来得真实。

参考文献：

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[4]周星利. 希沃与虚拟仿真实验在农村初中化学教学中的实践研究[D].湖南师范大学,2021.DOI:10.27137/d.cnki.ghusu.2021.001573.