中學(xué)物理實驗視頻輔助教學(xué)論文
摘要：結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)實例，闡述在中學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用物理實驗視頻的作用，指出在中學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用物理實驗視頻的不足，提出在中學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用物理實驗視頻需要注意的問題和解決這些問題的最好方式，使物理實驗視頻與物理教學(xué)很好契合，以達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率的目的．
關(guān)鍵詞：中學(xué)物理教學(xué)；實驗視頻；輔助教學(xué)
物理是以實驗為支撐的學(xué)科，實驗在物理教學(xué)中起著非常重要的作用．現(xiàn)行中學(xué)物理教學(xué)中主要涉及的實驗有演示實驗、學(xué)生實驗和課外實驗等．隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步，傳統(tǒng)的演示實驗并不能滿足教學(xué)需要，甚至某些實驗在課堂教學(xué)中無法演示，或演示時間太長、實驗現(xiàn)象瞬間即逝等而影響教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)效率和教學(xué)效果［１］．教學(xué)信息化是現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢．視頻輔助教學(xué)已經(jīng)逐步進(jìn)入高校相關(guān)技術(shù)教學(xué)［２－３］、生物解剖［４］和高分子化學(xué)［５］教學(xué)中，也有在中學(xué)課堂教學(xué)［６－８］中應(yīng)用的，但是從研究文獻(xiàn)看，高中物理教學(xué)中運(yùn)用視頻來輔助教學(xué)還不夠普遍，所以，本文主要就高中物理教學(xué)中運(yùn)用視頻輔助教學(xué)進(jìn)行研究，以期對應(yīng)用中要注意什么問題和運(yùn)用的策略進(jìn)行探討．所謂視頻輔助教學(xué)，是指將教師要傳授給學(xué)生的知識、技能等內(nèi)容制作成視頻形式，以現(xiàn)代化多媒體輔助教學(xué)［９］．其功能是能夠更直觀、動態(tài)地在課堂上展現(xiàn)實驗裝置或?qū)嶒炦^程等以方便學(xué)生觀察結(jié)構(gòu)、了解實驗操作程序，而且能夠為學(xué)生提供重復(fù)學(xué)習(xí)的資料，是現(xiàn)代化教學(xué)中必不可少的重要輔助工具．通過在課前做實驗，并把在特殊環(huán)境下才能完成的實驗過程錄制下來，把一些不易觀察到的實驗過程進(jìn)行特寫，把一些瞬間即逝的實驗現(xiàn)象進(jìn)行慢放，把一些非常緩慢的實驗過程進(jìn)行快放等，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)中演示實驗無法達(dá)到的實驗教學(xué)效果［１０］．
１物理實驗視頻輔助中學(xué)物理教學(xué)的重要作用
１．１物理實驗視頻內(nèi)涵
物理實驗視頻是把一些在物理課堂教學(xué)中不易滿足實驗條件或?qū)嶒炦^程不易觀察、實驗現(xiàn)象瞬間即逝、實驗進(jìn)程非常緩慢等的課內(nèi)演示實驗改在課前完成，用攝像機(jī)或手機(jī)等設(shè)備把實驗過程全程錄制下來，運(yùn)用３Ｄ動畫或視頻處理技術(shù)，制作模擬整個實驗過程和實驗現(xiàn)象，并能在計算機(jī)多媒體上播放的視頻［８］．
�。保参锢韺嶒炓曨l在物理教學(xué)中的作用
�。保玻蔽锢韺嶒炓曨l能解決傳統(tǒng)演示實驗無法解決的問題
在物理教學(xué)中，某些演示實驗需要特定的環(huán)境，或?qū)嶒炦^程需要持續(xù)很長的時間，或?qū)嶒灛F(xiàn)象不易觀察．以“超重與失重”課題的教學(xué)為例，一般教師的教學(xué)方式：首先介紹教材上實例———人乘電梯時，基于所觀察到的一些物理現(xiàn)象來認(rèn)識超重與失重；其次，面向全班學(xué)生做演示實驗———用手提著掛有重物的彈簧測力計向上加速、減速運(yùn)動和向下加速、減速運(yùn)動，通過觀察彈簧測力計的示數(shù)變化來進(jìn)一步認(rèn)識超重與失重現(xiàn)象．然而這個實驗過程很短暫，且不易觀察到運(yùn)動著的彈簧測力計的示數(shù)變化．但利用超重與失重的物理實驗視頻輔助教學(xué)可以較好地解決這一難題．基于超重與失重的物理實驗視頻制作過程簡介：首先，把該實驗裝置搬入電梯（最好是觀光電梯）中；其次，讓學(xué)生分批次進(jìn)入電梯中；第三，教師提示學(xué)生各自選定電梯外面某一參照物，目的是讓學(xué)生準(zhǔn)確判斷電梯是上升還是下降，是加速還是減速；第四，教師用攝像機(jī)拍攝電梯的整個上下運(yùn)動過程以及彈簧測力計示數(shù)的變化；第五，教師利用慢鏡頭播放技術(shù)進(jìn)行處理獲得超重與失重的物理實驗視頻．在超重與失重的實際課堂教學(xué)面向?qū)W生演示超重與失重實驗的基礎(chǔ)上，再播放超重與失重的物理實驗視頻，能讓學(xué)生對超重與失重現(xiàn)象有一個較為全面的感性認(rèn)識，也有助于學(xué)生對超重與失重知識的`進(jìn)一步理解．
�。保玻参锢韺嶒炓曨l能豐富課堂教學(xué)內(nèi)容提高課堂教學(xué)效率
在物理新課教學(xué)中，運(yùn)用一些物理實驗視頻，可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，增加抽象知識的形象感和直觀感，以激發(fā)學(xué)生求知欲望，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，讓學(xué)生帶著好奇、疑問、期待主動去學(xué)習(xí)知識、理解知識和應(yīng)用知識，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率［９］．例如，講“靜電屏蔽實驗”時，可以面向?qū)W生播放這樣一個物理實驗視頻，一個人身處法拉第鐵籠之中，鐵籠外達(dá)萬伏的高壓打在鐵籠上，鐵籠內(nèi)的人卻安然無恙．在物理習(xí)題課教學(xué)中，某些物理題中所涉及到的物理情景，學(xué)生從未觀察過和體驗過，使得原本很簡單的物理現(xiàn)象及物理過程，在學(xué)生心目中卻變得異常復(fù)雜而難以理解．例如，一個涉及“多普勒效應(yīng)”知識的習(xí)題，“人站在鐵路邊上，當(dāng)火車駛向此人和離開此人時，聽到的汽笛聲有什么變化？”具體做法：首先，引導(dǎo)學(xué)生利用多普勒效應(yīng)知識進(jìn)行數(shù)學(xué)推演獲取結(jié)論；其次，面向?qū)W生播放“火車駛向此人和離開此人時，汽笛聲有明顯變化”的物理實驗視頻．這樣可以增加學(xué)生對多普勒效應(yīng)的直觀認(rèn)識，使學(xué)生能更好地理解多普勒效應(yīng)．
�。保玻澄锢韺嶒炓曨l能解決教育資源不均衡問題
在物理實驗教學(xué)中，某些實驗需要特殊設(shè)備，而且設(shè)備價格高，操作程序復(fù)雜，即使在一些教學(xué)條件相對較好的學(xué)校，也難以在課堂上面向?qū)W生演示實驗；某些實驗因?qū)嶒炂鞑摹龅�、天氣等受到一定限制，在課堂上面向?qū)W生演示實驗的效果很差．在物理實驗教學(xué)中，凡是出現(xiàn)這些情況，都可以考慮利用物理實驗視頻替代真實的物理演示實驗，效果很好，因為物理實驗視頻可以清晰地將實驗過程和實驗現(xiàn)象重現(xiàn)［１１］．以“平拋運(yùn)動”課題為例，其教學(xué)設(shè)計思路為：第一，通過例舉水平拋出粉筆頭等生活實例認(rèn)識平拋運(yùn)動；第二，通過演示平拋運(yùn)動定性實驗結(jié)合課本上頻閃照片的定量分析能得到平拋運(yùn)動的特點．可想而知，通過這種教學(xué)方式得出的實驗結(jié)論是難以讓學(xué)生信服的，因為學(xué)生沒有親身體驗實驗過程及觀察實驗現(xiàn)象．事實證明，在課堂上要成功演示平拋運(yùn)動實驗并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行定量研究從而得到平拋運(yùn)動特點是很難的，原因在于頻閃照相機(jī)價格昂貴，沖洗照片很費時也很費錢等；況且，這種做法也很難在中學(xué)物理課堂教學(xué)中推廣．但是利用平拋運(yùn)動實驗視頻輔助物理教學(xué)可以解決這一問題．平拋運(yùn)動實驗視頻制作方法：第一，錄制平拋運(yùn)動實驗全過程；第二，編輯平拋運(yùn)動實驗視頻；第三，在物理課堂教學(xué)講授平拋運(yùn)動特點時，面向?qū)W生播放平拋運(yùn)動實驗視頻，引導(dǎo)學(xué)生定量分析平拋運(yùn)動中的實驗過程并歸納總結(jié)出平拋運(yùn)動的特點．事實證明，平拋運(yùn)動實驗視頻生動、直觀、形象，得出的實驗結(jié)論也很有說服力，而且能解決教學(xué)條件相對較差的學(xué)校在這個方面的教學(xué)資源不足的問題．
２物理實驗視頻輔助教學(xué)存在問題及分析
�。玻辈荒芤砸曨l代替學(xué)生的具體操作
視頻輔助教學(xué)信息量大，集圖、文、解說于一體，能吸引學(xué)生的注意，把需要實物實驗裝置變成視頻，節(jié)約了大量的時間．但在物理課堂實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，不應(yīng)該讓學(xué)生只看教師做及觀看物理實驗視頻，而應(yīng)該在教學(xué)條件、實驗條件等許可的情況下，在教師啟發(fā)引導(dǎo)下，讓學(xué)生以小組的形式提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗方案、動手實驗、獲取實驗證據(jù)、分析實驗證據(jù)、歸納概括出實驗結(jié)論，且在整過探究過程中都必須有討論交流活動［１２］．事實證明，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，若用播放物理實驗視頻代替課內(nèi)演示實驗或探究實驗，會缺失提出問題、推理想象、設(shè)計方案、動手操作、討論交流、語言表達(dá)、歸納總結(jié)等方面的能力．
�。玻沧⒁馀囵B(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
物理實驗教學(xué)是激發(fā)學(xué)生求知欲望、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及調(diào)動學(xué)生主動性和積極性的有效途徑之一．只有學(xué)生親自通過實驗探究獲取的知識，才具有一定的穩(wěn)定性和持久性［１３］．興趣是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)、克服學(xué)習(xí)困難的動力．在物理課堂教學(xué)中，用物理實驗視頻代替課內(nèi)探究實驗，就等同于把學(xué)生做實驗變成了學(xué)生觀實驗，這種教學(xué)方式是很難激發(fā)學(xué)生求知欲望、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣及調(diào)動其主動性和積極性的．
�。玻骋欣谂囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力
在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生做實驗的過程常常不是一帆風(fēng)順，往往會遇到很多問題．學(xué)生在不斷改進(jìn)實驗方法、糾正實驗錯誤和分析實驗誤差的過程中，可以獲得很多物理知識和研究方法，同時還能訓(xùn)練學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力．而課堂教學(xué)中播放的物理實驗視頻是通過實驗視頻制作團(tuán)隊精心準(zhǔn)備、錄制、剪切及編輯而獲得的，其過程是很清楚的．對學(xué)生在實驗操作過程中可能會出現(xiàn)的一些問題一般不會出現(xiàn)，因而學(xué)生在觀看物理實驗視頻過程中沒有思考、解決問題的土壤，學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力也得不到很好的培養(yǎng)．
３實驗視頻輔助中學(xué)物理教學(xué)的策略
人類在長期的科學(xué)實踐中形成了豐富多樣的方法，而學(xué)生學(xué)習(xí)的時間是有限的，不可能事事都要獨立探索［１４］．“物理實驗視頻”輔助教學(xué)能解決很多傳統(tǒng)教學(xué)中無法解決的問題，對提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)效果有重要作用．物理演示實驗與物理實驗視頻在課堂教學(xué)中的作用各有長短，物理演示實驗比物理實驗視頻更真實，而物理實驗視頻比物理演示實驗更可控［１５］．只有認(rèn)真探索物理實驗視頻與物理演示實驗及物理課堂教學(xué)之間的最好配合方式，趨利避害，才能更好地服務(wù)于中學(xué)物理教學(xué)．
３．１物理實驗視頻和探究實驗并用
物理探究本身就是一個操作過程［１６］．在物理實驗教學(xué)中，對無法演示或演示時間太長、實驗現(xiàn)象瞬間即逝等影響教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)效率和教學(xué)效果的實驗，建議物理實驗視頻和探究實驗并用．首先播放物理實驗視頻，其次有實驗條件的學(xué)校必須合理安排課內(nèi)探究實驗，無實驗條件的學(xué)校要創(chuàng)造實驗條件合理安排課內(nèi)探究實驗，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究過程中的曲折，體驗科學(xué)探究中的喜悅，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和操作動手能力．如：“研究決定平行板電容器電容大小的因素”實驗．先向?qū)W生播放該實驗視頻，讓學(xué)生通過視頻充分了解該實驗的全過程，再讓學(xué)生分小組進(jìn)行該實驗探究，然后引導(dǎo)學(xué)生討論交流、對話性講解、評價糾錯以及反思提升．這有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，訓(xùn)練學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，提升學(xué)生能力，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)．
�。常参锢韺嶒炓曨l不能有任何虛假痕跡
演示實驗應(yīng)注意實驗的直觀性和可信性［１７］．在自制的物理實驗視頻中，實驗背景、實驗儀器設(shè)備等應(yīng)是學(xué)生熟悉的，實驗過程和實驗現(xiàn)象應(yīng)是真實的，在條件允許的情況下，物理實驗視頻中除了老師本人親自操控實驗和解說外，盡量有部分學(xué)生參與實驗視頻制作，這樣可以增加物理實驗視頻的真實性．另外，為了節(jié)約物理實驗視頻的播放時間、提高其播放效率和質(zhì)量，還需要對物理實驗視頻進(jìn)行編輯、剪切和慢放、快放技術(shù)處理，并對慢放鏡頭和快放鏡頭用文字加以說明或語音提示．如：慢放鏡頭出現(xiàn)時，要標(biāo)明以正常速度的幾分之一慢放；快放鏡頭出現(xiàn)時，要標(biāo)明以正常速度的幾倍快進(jìn)．
�。常澄锢韺嶒炓曨l中應(yīng)保留實驗過程中出現(xiàn)的一些問題
物理實驗視頻要完整地展現(xiàn)整個實驗過程，包括實驗過程中出現(xiàn)的一些問題．在教師向?qū)W生播放實驗視頻的過程中，當(dāng)出現(xiàn)問題時，教師應(yīng)立即暫停，并引導(dǎo)學(xué)生去思考問題，去思考形成問題的原因和問題對實驗結(jié)果的影響，然后再繼續(xù)播放物理實驗視頻．這樣的物理實驗視頻對學(xué)生養(yǎng)成事實求是的科學(xué)態(tài)度有積極作用，對訓(xùn)練學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識以及提升學(xué)生能力有很大幫助．
４結(jié)論
物理實驗視頻在中學(xué)物理教學(xué)中有重要的作用，它能解決某些傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)中無法解決的一些問題，能展示某些傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)中無法展示的實驗過程及實驗現(xiàn)象，效率高，效果好．但物理實驗視頻不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)物理實驗教學(xué)，只能輔助傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)．在實際的物理教學(xué)過程中，應(yīng)把物理實驗視頻和傳統(tǒng)物理實驗科學(xué)結(jié)合起來并加以靈活運(yùn)用，才能產(chǎn)生意想不到的物理實驗教學(xué)效果；才能激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性；才能在向?qū)W生傳授知識的同時，訓(xùn)練學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識以及提升學(xué)生能力．
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