中学物理实验视频辅助教学论文

　　摘要：结合中学物理教学实例，阐述在中学物理教学中运用物理实验视频的作用，指出在中学物理教学中运用物理实验视频的不足，提出在中学物理教学中运用物理实验视频需要注意的问题和解决这些问题的最好方式，使物理实验视频与物理教学很好契合，以达到提高课堂教学质量和效率的目的．
　　关键词：中学物理教学；实验视频；辅助教学
　　物理是以实验为支撑的学科，实验在物理教学中起着非常重要的作用．现行中学物理教学中主要涉及的实验有演示实验、学生实验和课外实验等．随着科技的发展，社会的进步，传统的演示实验并不能满足教学需要，甚至某些实验在课堂教学中无法演示，或演示时间太长、实验现象瞬间即逝等而影响教学进度、教学效率和教学效果［１］．教学信息化是现代教育的发展趋势．视频辅助教学已经逐步进入高校相关技术教学［２－３］、生物解剖［４］和高分子化学［５］教学中，也有在中学课堂教学［６－８］中应用的，但是从研究文献看，高中物理教学中运用视频来辅助教学还不够普遍，所以，本文主要就高中物理教学中运用视频辅助教学进行研究，以期对应用中要注意什么问题和运用的策略进行探讨．所谓视频辅助教学，是指将教师要传授给学生的知识、技能等内容制作成视频形式，以现代化多媒体辅助教学［９］．其功能是能够更直观、动态地在课堂上展现实验装置或实验过程等以方便学生观察结构、了解实验操作程序，而且能够为学生提供重复学习的资料，是现代化教学中必不可少的重要辅助工具．通过在课前做实验，并把在特殊环境下才能完成的实验过程录制下来，把一些不易观察到的实验过程进行特写，把一些瞬间即逝的实验现象进行慢放，把一些非常缓慢的实验过程进行快放等，以弥补传统物理课堂教学中演示实验无法达到的实验教学效果［１０］．
　　１物理实验视频辅助中学物理教学的重要作用
　　１．１物理实验视频内涵
　　物理实验视频是把一些在物理课堂教学中不易满足实验条件或实验过程不易观察、实验现象瞬间即逝、实验进程非常缓慢等的课内演示实验改在课前完成，用摄像机或手机等设备把实验过程全程录制下来，运用３Ｄ动画或视频处理技术，制作模拟整个实验过程和实验现象，并能在计算机多媒体上播放的视频［８］．
　　１．２物理实验视频在物理教学中的作用
　　１．２．１物理实验视频能解决传统演示实验无法解决的问题
　　在物理教学中，某些演示实验需要特定的环境，或实验过程需要持续很长的时间，或实验现象不易观察．以＂超重与失重＂课题的教学为例，一般教师的教学方式：首先介绍教材上实例———人乘电梯时，基于所观察到的一些物理现象来认识超重与失重；其次，面向全班学生做演示实验———用手提着挂有重物的弹簧测力计向上加速、减速运动和向下加速、减速运动，通过观察弹簧测力计的示数变化来进一步认识超重与失重现象．然而这个实验过程很短暂，且不易观察到运动着的弹簧测力计的示数变化．但利用超重与失重的物理实验视频辅助教学可以较好地解决这一难题．基于超重与失重的物理实验视频制作过程简介：首先，把该实验装置搬入电梯（最好是观光电梯）中；其次，让学生分批次进入电梯中；第三，教师提示学生各自选定电梯外面某一参照物，目的是让学生准确判断电梯是上升还是下降，是加速还是减速；第四，教师用摄像机拍摄电梯的整个上下运动过程以及弹簧测力计示数的变化；第五，教师利用慢镜头播放技术进行处理获得超重与失重的物理实验视频．在超重与失重的实际课堂教学面向学生演示超重与失重实验的基础上，再播放超重与失重的物理实验视频，能让学生对超重与失重现象有一个较为全面的感性认识，也有助于学生对超重与失重知识的进一步理解．
　　１．２．２物理实验视频能丰富课堂教学内容提高课堂教学效率
　　在物理新课教学中，运用一些物理实验视频，可以丰富课堂教学内容，增加抽象知识的形象感和直观感，以激发学生求知欲望，调动学生的积极性和主动性，让学生带着好奇、疑问、期待主动去学习知识、理解知识和应用知识，从而提高课堂教学质量和效率［９］．例如，讲＂静电屏蔽实验＂时，可以面向学生播放这样一个物理实验视频，一个人身处法拉第铁笼之中，铁笼外达万伏的高压打在铁笼上，铁笼内的人却安然无恙．在物理习题课教学中，某些物理题中所涉及到的物理情景，学生从未观察过和体验过，使得原本很简单的物理现象及物理过程，在学生心目中却变得异常复杂而难以理解．例如，一个涉及＂多普勒效应＂知识的习题，＂人站在铁路边上，当火车驶向此人和离开此人时，听到的汽笛声有什么变化？＂具体做法：首先，引导学生利用多普勒效应知识进行数学推演获取结论；其次，面向学生播放＂火车驶向此人和离开此人时，汽笛声有明显变化＂的物理实验视频．这样可以增加学生对多普勒效应的直观认识，使学生能更好地理解多普勒效应．
　　１．２．３物理实验视频能解决教育资源不均衡问题
　　在物理实验教学中，某些实验需要特殊设备，而且设备价格高，操作程序复杂，即使在一些教学条件相对较好的学校，也难以在课堂上面向学生演示实验；某些实验因实验器材、场地、天气等受到一定限制，在课堂上面向学生演示实验的效果很差．在物理实验教学中，凡是出现这些情况，都可以考虑利用物理实验视频替代真实的物理演示实验，效果很好，因为物理实验视频可以清晰地将实验过程和实验现象重现［１１］．以＂平抛运动＂课题为例，其教学设计思路为：第一，通过例举水平抛出粉笔头等生活实例认识平抛运动；第二，通过演示平抛运动定性实验结合课本上频闪照片的定量分析能得到平抛运动的特点．可想而知，通过这种教学方式得出的实验结论是难以让学生信服的，因为学生没有亲身体验实验过程及观察实验现象．事实证明，在课堂上要成功演示平抛运动实验并引导学生进行定量研究从而得到平抛运动特点是很难的，原因在于频闪照相机价格昂贵，冲洗照片很费时也很费钱等；况且，这种做法也很难在中学物理课堂教学中推广．但是利用平抛运动实验视频辅助物理教学可以解决这一问题．平抛运动实验视频制作方法：第一，录制平抛运动实验全过程；第二，编辑平抛运动实验视频；第三，在物理课堂教学讲授平抛运动特点时，面向学生播放平抛运动实验视频，引导学生定量分析平抛运动中的实验过程并归纳总结出平抛运动的特点．事实证明，平抛运动实验视频生动、直观、形象，得出的实验结论也很有说服力，而且能解决教学条件相对较差的学校在这个方面的教学资源不足的问题．
　　２物理实验视频辅助教学存在问题及分析
　　２．１不能以视频代替学生的具体操作
　　视频辅助教学信息量大，集图、文、解说于一体，能吸引学生的注意，把需要实物实验装置变成视频，节约了大量的时间．但在物理课堂实验教学环节中，不应该让学生只看教师做及观看物理实验视频，而应该在教学条件、实验条件等许可的情况下，在教师启发引导下，让学生以小组的形式提出问题、猜想假设、设计实验方案、动手实验、获取实验证据、分析实验证据、归纳概括出实验结论，且在整过探究过程中都必须有讨论交流活动［１２］．事实证明，在实验教学环节，若用播放物理实验视频代替课内演示实验或探究实验，会缺失提出问题、推理想象、设计方案、动手操作、讨论交流、语言表达、归纳总结等方面的能力．
　　２．２注意培养学生的学习兴趣
　　物理实验教学是激发学生求知欲望、培养学生学习兴趣及调动学生主动性和积极性的有效途径之一．只有学生亲自通过实验探究获取的知识，才具有一定的稳定性和持久性［１３］．兴趣是学生持续学习、克服学习困难的动力．在物理课堂教学中，用物理实验视频代替课内探究实验，就等同于把学生做实验变成了学生观实验，这种教学方式是很难激发学生求知欲望、培养学习兴趣及调动其主动性和积极性的．
　　２．３要有利于培养学生的创造思维能力
　　在实验教学环节，学生做实验的过程常常不是一帆风顺，往往会遇到很多问题．学生在不断改进实验方法、纠正实验错误和分析实验误差的过程中，可以获得很多物理知识和研究方法，同时还能训练学生思维，培养学生创造性思维能力．而课堂教学中播放的物理实验视频是通过实验视频制作团队精心准备、录制、剪切及编辑而获得的，其过程是很清楚的．对学生在实验操作过程中可能会出现的一些问题一般不会出现，因而学生在观看物理实验视频过程中没有思考、解决问题的土壤，学生的创造性思维能力也得不到很好的培养．
　　３实验视频辅助中学物理教学的策略
　　人类在长期的科学实践中形成了丰富多样的方法，而学生学习的时间是有限的，不可能事事都要独立探索［１４］．＂物理实验视频＂辅助教学能解决很多传统教学中无法解决的问题，对提高课堂教学效率和教学效果有重要作用．物理演示实验与物理实验视频在课堂教学中的作用各有长短，物理演示实验比物理实验视频更真实，而物理实验视频比物理演示实验更可控［１５］．只有认真探索物理实验视频与物理演示实验及物理课堂教学之间的最好配合方式，趋利避害，才能更好地服务于中学物理教学．
　　３．１物理实验视频和探究实验并用
　　物理探究本身就是一个操作过程［１６］．在物理实验教学中，对无法演示或演示时间太长、实验现象瞬间即逝等影响教学进度、教学效率和教学效果的实验，建议物理实验视频和探究实验并用．首先播放物理实验视频，其次有实验条件的学校必须合理安排课内探究实验，无实验条件的学校要创造实验条件合理安排课内探究实验，让学生经历科学家进行科学探究过程中的`曲折，体验科学探究中的喜悦，培养学生的探索精神和操作动手能力．如：＂研究决定平行板电容器电容大小的因素＂实验．先向学生播放该实验视频，让学生通过视频充分了解该实验的全过程，再让学生分小组进行该实验探究，然后引导学生讨论交流、对话性讲解、评价纠错以及反思提升．这有助于激发学生学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，训练学生思维，培养学生创新意识和创新精神，提升学生能力，达成教学目标．
　　３．２物理实验视频不能有任何虚假痕迹
　　演示实验应注意实验的直观性和可信性［１７］．在自制的物理实验视频中，实验背景、实验仪器设备等应是学生熟悉的，实验过程和实验现象应是真实的，在条件允许的情况下，物理实验视频中除了老师本人亲自操控实验和解说外，尽量有部分学生参与实验视频制作，这样可以增加物理实验视频的真实性．另外，为了节约物理实验视频的播放时间、提高其播放效率和质量，还需要对物理实验视频进行编辑、剪切和慢放、快放技术处理，并对慢放镜头和快放镜头用文字加以说明或语音提示．如：慢放镜头出现时，要标明以正常速度的几分之一慢放；快放镜头出现时，要标明以正常速度的几倍快进．
　　３．３物理实验视频中应保留实验过程中出现的一些问题
　　物理实验视频要完整地展现整个实验过程，包括实验过程中出现的一些问题．在教师向学生播放实验视频的过程中，当出现问题时，教师应立即暂停，并引导学生去思考问题，去思考形成问题的原因和问题对实验结果的影响，然后再继续播放物理实验视频．这样的物理实验视频对学生养成事实求是的科学态度有积极作用，对训练学生思维、培养学生创新意识以及提升学生能力有很大帮助．
　　４结论
　　物理实验视频在中学物理教学中有重要的作用，它能解决某些传统物理实验教学中无法解决的一些问题，能展示某些传统物理实验教学中无法展示的实验过程及实验现象，效率高，效果好．但物理实验视频不能代替传统物理实验教学，只能辅助传统物理实验教学．在实际的物理教学过程中，应把物理实验视频和传统物理实验科学结合起来并加以灵活运用，才能产生意想不到的物理实验教学效果；才能激发学生的求知欲望，培养学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性；才能在向学生传授知识的同时，训练学生思维、培养学生创新意识以及提升学生能力．