整合:传统实验教学的扬弃

吴宇春

摘要：现代信息技术与传统实验教学相整合，极大地推动了实验教学的发展，也极大地提高了实验教学的质量。在进行学科教学时，要扬长弃短。

关键词：实验；信息技术；扬弃；整合；创新

一、问题的缘起

随着课程改革的深化。信息技术与课程整合成了我国教育改革的一个热点。现在课堂教学更是形成了“无多媒体不成公开课”的局面。某节物理公开课上，教师几乎用课件笼罩了整节课。课堂的形式就是不断点击鼠标，教师精心制作了一幅幅精美的画面，教师的语言仅仅是读出投影的内容，教师被鼠标牵制着一直站在讲台上，无法走近学生。所有的实验是在电脑上“做”的，理由是实验费时且容易失败，几乎所有的实验在网上都有。可顺手拈来。下课时，几位学生感慨：“像看电影似的，真累!”，这不禁引起人们的思考：课堂上用了信息技术就是实现整合了吗?进入网络教室就是实现了高层次的整合了吗?信息技术的引入，使实验在教学中的地位削弱了吗?信息技术能否代替传统实验教学?

二、教育技术与实验教学整合问题的应对

现代教育技术与学科整合的目的就是为了有效地改变传统教学结构中四个要素(教师、学生、教材、教学媒体)的地位和作用。因此评判是否实现信息技术与学科课程整合的标准，不是看课堂教学中是否用了电脑、多媒体、网络。而是要审视在使用了信息技术后教学结构中四要素的地位和作用与传统教学的教学结构相比，发生了哪些改变。是否向着以学生为中心改变?

1、整合应扬传统学科特色之长

物理是一门以实验为基础的自然科学。实验是物理教学的重要组成部分，也是学生获得知识的一个重要环节。当前，我校每个学科都在进行整合教学的探索与实践，为培养“全面兼具特长”的人才，学校历来都很重视实验室的建设。我校无论教学硬件配制还是软件支持都达到一流水平，这为实验教学的开展提供了有力的保证。我们学校每年物理实验的开出率都是lOO％，而且还增加了一些课本中没有，但对学生理解教材有一定启发作用的实验。例如：“超重和失重”这节课引入时，我们给学生每人一把弹簧秤，一个钩码，一段细绳。让学生设计实验。并在实验中观察、体会超重和失重现象。我们把部分演示实验改成了分组实验，例如：“研究闭合电路欧姆定律实验”：有些实验要高成本且难操作，但为了学生能有更多的操作机会。培养学生更强的动手能力，我们仍坚持“一人一组”，例如：“光的双缝干涉实验”、“观察使用示波器”、“传感器的简单应用”等。所以说，实验教学的功能不但没有改变，实验在物理中的地位还大大加强了。在高度关注信息技术进入的同时，也应充分发挥实验的优势，将这些优势整合到物理教学中。

2、整合应扬科技手段之长

虽然我们拥有良好的实验条件，但是还有个别实验因为各种客观因素的限制，影响了实验的开设和实验效果。信息技术顺应了时代的潮流，具有人机交互的优越性。可为学生搭建一个探究的教学环境，开阔学生的视野。拓展学生的思维。信息技术与物理实验教学相结合。不仅可以克服实验条件的限制。提高实验的可见度，还可以激发学生学习的兴趣，培养学生养成良好的学习方法和学习习惯。例如：光电效应虚拟实验是利用FLASH编制的。在虚拟装置中，改变滑动变阻器调节加在AK两极板间的电压，拖动黄色条上的控制滑块可调节入射光的光强，拖动彩色光谱上的控制滑块可调节入射光的频率。图中“最大初动能”上有一红色条块，其高低定性地描述最大初动能的大小，当人射光的频率小于极限频率时，此红色条的高度为零。图中的伏特表、微安表均能按照实际情况给出指示。“光电效应”课堂教学中，教师可以让学生在观看演示实验的基础上，独自或分组通过这一虚拟实验，定性地探究光电效应的规律。

3、整合应弃落后的教学观念

技术本身是中性的，关键是使用技术的人持什么样的观念。教师素质是能否发挥信息技术效益、实现“信息技术与课程整合”的灵魂。教师教学理念的转变，要比学习信息技术复杂得多。

教师只有通过学习总结和发现自身的不足，摒弃自身已有的落后观念，有意识地尝试和实践科学的先进的观念，才能避免形式上的整合，避免低效甚至无效地使用信息技术，由重视学习方式形式上的改变转为重视学习方式的改变。

4、整合应弃低质的教学设计

在设计教学方案时，除考虑教材、教参外，要考虑还有哪些可供教学利用的且有价值的资源?对这些资源如何进行整合?此外还要考虑学生的心理特点、认知特点、具体目标等因素。例如一位教师在上“分力与合力”时，在课前先到实验室做好演示实验。并用数码相机拍下实验过程。再制成课件放给学生看。这种方法虽然可以省时。有放大作用，但这种设计与真实操作哪个能给学生留下最深刻的印象呢?高质量的课堂教学取决于高质量的教学设计。只有正确地定位出教学目标，并确立教学策略后，才能确定是否需要媒体的介入，需介人的媒体在学科教学达标中应起什么作用。

三、实践与体会

现代信息技术在物理实验教学中的应用既不是简单的替代关系也不是排斥关系，若能有效地把它们整合到一起。信息技术对物理教学能起到事半功倍的效果。怎样把信息技术整合到物理实验教学中，作为构建自主、探究学习环境的重要因素来支持学习还有大量的工作需要我们去实践。通过日常的实践与思考，本人有一些粗浅认识、体会与大家一起探讨。

1、创设情景、激发兴趣，导入新课

以“其他机械”和“功和能”为例。用FLASH动画“胖子和瘦子拉重物”形象展现人们利用定滑轮的情景。用视频展现自然界中具有动能的例子——“浪”的片段，作为引入的情景，在课堂上能激发学生对现象强烈的兴趣，在情感目标上，有利于促进学生积极参与和主动探究的欲望。

2、对课堂现象不够清晰，演示教学中只能演而不能示，可见度小的实验以及高速(瞬态)的物理过程和物理现象可利用投影、摄影、摄像技术。

例如静电演示，由于静电电压高，使通常的绝缘体在高压下成了导体；或因静电量少，电荷很快会“漏掉”；验电器的可见度低，学生不易观察清楚。这时用透明度高的有机玻璃制成的投影验电器，放在实物投影机上，可取得灵敏度高，可见度大的效果，放大的图像也便于教师讲解。秒表、游标卡尺、螺旋测微器及点电荷、电场线、磁感线的模拟等都可用实物投影。

摄影、摄像技术在实验中的应用主要有：应用数码相机进行闪光照相的实验研究，光色彩的实验；应用摄像机摄制视频图像。进行分析研究，应用摄像头显微摄像，播放微小现象，如布朗运动、密立根油滴实验、泊松亮斑等。

3、将实验无法演示的宏观或微观现象及其变化用网络下载资料或动画模拟，用以充实学习资源，加深对物理规律的理解。或用以作为探究的情景。

“粒子散射”实验，用多媒体动画模拟实验过程，学生可以逼真地是看到放射源中射出的粒子射到金箔的原子上，这个情景比以前教师不给出中心原子核，让学生直接根据汤姆逊模型及其假设的可能性，在否定假设的基础上，猜测原子可能的结构，感悟物理模型建立的过程更为直观。在“^造卫星宇宙速度”、“火箭”教学中，教师可引导学生网上下载有关天体运动的图片和动画，还可视频观看我国“神舟五号”、“神舟六号”发射升空的情景。学生在学习知识的同时，增强了中华民族的自豪感。

4、利用数字化信息实验系统

DISLAB系统是传感技术、计算机技术与真实实验的结合。它有利于使学生了解现代实验技术的思想方法，有利于学生进行某些实验设计和探究技能的训练。例如，学生在学习了牛顿第三定律后，教师提出：两生在互相推拉时，甲把乙拉向自己一边，人们常说“甲的力气大”，那么是否意昧着的甲的力大于乙的力呢?因为学生对这一问题认识较模糊。而且用常规测力计看不清楚实验现象，所以在学生猜测后，我们就用两个力传感器与计算机系统相连，显示出这两个力的动态变化特征。进而来分析这两个力之间的关系。又如阻尼振荡的过程，一般情况下时间很短。普通电流计对电路影响较大，难以显示电流变化过程。在这些情况下应用数字物理实验系统，就能达到常规实验手段达不到的效果。

总之，利用现代信息技术与传统实验相整合，极大地推动了实验的发展，也极大地提高了实验的质量。在进行学科教学时，一方面要加强传统实验教学，另一方面要充分发挥现代信息技术的优势。传统孕育着创新，创新是对传统的扬弃。在信息技术与物理学科整合的过程中。把信息技术当成语言来看待，达到表达、交流、理解和思维的水平；当成环境来看待，像使用黑板、粉笔一样自然、平和，当成资源来看待，随机地无痕地渗透进实验教学中，更有效地服务于实验教学。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部普通高中物理课程标准[s]，北京：人民教育出版社，2003。

[2]陈国清，选择信息还是传统教育[J]，实验教学与仪器，2006，(2)：19。

[3]刘儒德，对信息技术与课程整合的思考[J]，教育研究，2004，(2)：70。

(责任编辑：陈光明)