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  中学物理实验教学是中学物理教学中的重要内容之一,是提高学生实践能力,探索物理规律的重要途径。在中学物理教育中,独立设计和完成实验的能力,是学生必须具备的能力之一。当前很多教师还停留在一支粉笔、一块黑板、一张嘴巴的传统教学模式上,中学物理实验教学中仍普遍存在教师教实验,学生记实验的形式。再加上实验条件的限制,实验仪器的不足,设备的欠缺,许多实验教学还得不到很好的完成。一堂实验课,教师感到乏味,学生觉得枯燥。要在实验教学中取得效益,笔者认为合理利用网络技术,将网络技术融入物理实验教学课程中对于优化实验教学,提高实验效果,培养学生的能力有不可忽视的作用。

 

  一、基于网络环境的中学物理实验教学的意义

 

  应用网络技术优化物理实验教学,可以为新型教学模式创建提供最理想的教学环境。1.使物理教学手段更加丰富、生动、有效。网络多媒体技术使教学图文并茂,知识以丰富多彩的形式表现出来,能够克服传统物理教学中语言描述具有不确定性、文字说明比较抽象乏味、实验演示只能给学生以结论的缺陷,有利于激发学生的学习兴趣。2.突出了学生的主体性。网络技术能够突破教育环境的时空限制,使学生在特定的接近现实的情景中,主动地获取知识,学生从被动的接受者,转变为学习的主体。3.有助于探究情境的创设。超文本特性与网络特性的结合,提供了极丰富的信息资源,构成进行自由探索和自主学习的开放环境,能有效地培养学生自主发现、探索学习的能力,有利于调动学生思维的主动性,实现培养创新精神和促进信息能力发展的探究式学习。4.能真正落实学生分组实验的教学。借助计算机网络技术,建立虚拟的实验环境,能对实验信息及时收集与反馈,使表现方式和节奏更符合学生的学习进程,从而为实现实验教学过程的个别指导提供技术保障。5.使物理实验教学更具开放性。网络技术既可以构建个别化学习环境,也可以营造协作式学习氛围。计算机网络网络使教学过程从局限在课堂中的封闭走向开放,不同地区的学生可以围绕同一课题组成小组进行网上自主与合作探究。

 

  二、基于网络环境的中学物理实验教学的实践

 

  1.充分利用网上虚拟实验室

 

  在物理实验室,一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失,有许多实验室规章制度,对学生提出较多的限制;另一方面由于实验环境和实验条件的限制,实验结果往往和物理理论不一致,甚至出现相反的数据,这一切暴露出了传统实验室的许多弊端。让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作,以自主模拟实验为基础进行多媒体教学,则可以解决这一难题。如我们在上电学实验课时,通常会告诉学生,电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程、电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作,这些规定无形中扼杀了学生的思维,而有些学生自主意识很强,常常会进行一些地下操作,最终损坏了仪器。在网络环境下,倡导学生自主探讨性实验,既可保护仪器又能培养学生的创新能力,并能把很多传统实验做不到的效果再现。如本人曾在网络环境下采用仿真物理实验室虚拟电学实验,学生可以根据自己的需要随意组合实验器材,如果组装的过程出现错误,实验现象会告诉学生实验的结果,从而加深学生对物理实验的探索兴趣,培养学生的实践精神,实现网络与物理学科教学的整合。学生在网络技术环境进行多媒体实验操作,通过网上人机对话,学生可以一边操作一边在网上畅游,获取新知识,或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题,就可以通过网络从其他同学那里获取相关信息,进行讨论,让学生自主学习,并自主观察模拟实验,从而掌握学习成果和学习方法。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境,使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。

 

  2.利用网络技术还原学生实验过程

 

  将学生做实验的全过程录下,经过录像整编,分析。在网络的环境下,通过多媒体技术形式,让学生自主操作计算机回放实验过程,在回放的过程中,从自身的角度,应用自己的眼睛去辨析自己在实验中的错误,分析实验误差产生的原因,对个别自学能力强的学生,他们也会找到自主发展的空间,通过网络跟教师交流分析一些特殊情况,从而达到师生共进,因材施教的目的。教师还可以通过一些调查表,收集学生学习情况,通过学生上传的资料,进行统计分析,掌握大部分学生薄弱环节,针对这些情况,可以在课堂上重点突破学生不易掌握的难点。对于学生上传资料不断归类整理,教师可以构建一个完整学生实验误区资料库,这有利实验教学的开展并最终取得较好效果。在这种教学模式下,学生是教学活动的主体,而我们教师的角色,是通过对实验录象进行精心的汇编,引导学生去辨析实验的错误,并在这个过程中提升学生的能力。

 

  3.网络技术使得数据处理高速化和智能化

 

  数字信息系统实验室(DIS)进入了中学物理实验室,运用传感器采集实验数据,通过接口与计算机连接,完成数据的采集,分析,绘画出数据分析表和曲线,可更方便,快捷地测出物理实验中要求的物理量及物理量之间的关系.如测定电源电动势和内阻,牛顿第二定律等实验,用记录表中的数据创建Excel数据表,可以方便地生成点线图。对于非线性关系的物理量研究,可以利用数据处理软件进行曲线拟合,有助于学生发现相关物理量之间的关系和运动规律。如音叉的振动可用计算机绘振动图象,用数据处理软件拟合,发现是振动图象符合正弦函数关系。牛顿第二定律探究实验中在变速运动状态也能得出结论。DIS不但能替代打点计时器,弹簧秤,温度计,压强计等许多传统仪表,而且能测量传统仪表无法测量的物理量,如直接测量瞬时速度(光电门),微电流(微电流传感器)等。即使替代也不是简单的功能重复,而是大大提高了测量范围,精度,速度。

 

  4.利用网络资源指导学生进行设计型实验

 

  网上资源为物理实验探究提供了丰富的材料,学生不但可以看到、听到各种信息,而且可以进入学习内容中去。课程教学中,可不定期在校园网上公布一些探索研究的课题,以激励学生试着去设计实验、解决特定的问题。学生可以围绕选题,通过网络资源,查找有关资料,整理自己的成果,写成小论文在网上发布;也可利用电子邮件、BBS等,围绕探究的主题进行讨论交流,各自形成自己的判断,表达自己对问题的理解以及解决问题的不同思路,相互解疑、争辩和评价,相互合作解决各种问题。在网络上提出和设计研究课题,指导学生在现实生活和文字资料中进行探究性学习,然后利用网络进行跨时空交流,综合各方面的信息,能大大提高学生在信息时代的学习与研究能力。

 

  5.利用网络的交互优势进行实验复习,提高复习效率

 

  在实验复习课中,引入多媒体加强人机交互性,增加学生个体学习机会。使学生真正参与到课堂活动中。充分发挥学生的主体作用,这样不仅可以扩充实验复习课容量,而且可以提高复习效率,例如:将《电磁振荡和电磁波》一章的全部演示实验录制成教学片,在复习教学中结合放映相关实验,顺序讲述电磁波的产生、调制发射以及传播、接收等一系列过程,收效甚佳。又例如:各种实验装置的装配,电路的连接复习,可以利用CAI课件,让学生在计算机上自行组装连接,当出现错误时给出提示信息。另外,还可以将各种分组实验的重点、难点剪辑成录像,播放同学们观看,并适当提出问题让同学们回答,这样利用电脑进行教学增加课堂容量,克服了利用黑板迟缓不连续的弊病,使学生在轻松愉快的气氛中学会了应掌握的知识,大大提高了复习效率。

 

  6.充分利用网络,深化实验教学反馈检测

 

  快反馈、强矫正是提高学生学习质量的重要途径。利用计算机贮量大、速度快、交互性能好的特点,对学生进行有针对性的训练和检测,这样可把学生对问题的思维过程、方式、结果的正确与否给以立即判断,以矫正思维过程。教师可以根据学生已有的认识基础,构建问题情境,指导学生独立地上机学习,并辅之以必要的反馈练习,及时肯定或解答,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。网上资源具有信息量大、更新快等特点,网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库。教师应指导学生访问相关的教育网站。

 

  总之,随着网络技术和物理实验教学整合的发展,将网络技术的方方面面引进教育领域将给学生、教师带来一个新的实验教学模式和新的契机,但同时也应看到,网络技术和物理实验教学整合是一个新兴事物,还有许多问题需要我们去研究、探索。但我们确信网络技术在和实验教学整合中将大有作为。

 

 

    
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