中學物理實驗視頻輔助教學論文
摘要：結合中學物理教學實例，闡述在中學物理教學中運用物理實驗視頻的作用，指出在中學物理教學中運用物理實驗視頻的不足，提出在中學物理教學中運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很好契合，以達到提高課堂教學質量和效率的目的．
關鍵詞：中學物理教學；實驗視頻；輔助教學
物理是以實驗為支撐的學科，實驗在物理教學中起著非常重要的作用．現行中學物理教學中主要涉及的實驗有演示實驗、學生實驗和課外實驗等．隨著科技的發展，社會的進步，傳統的演示實驗并不能滿足教學需要，甚至某些實驗在課堂教學中無法演示，或演示時間太長、實驗現象瞬間即逝等而影響教學進度、教學效率和教學效果［１］．教學信息化是現代教育的發展趨勢．視頻輔助教學已經逐步進入高校相關技術教學［２－３］、生物解剖［４］和高分子化學［５］教學中，也有在中學課堂教學［６－８］中應用的，但是從研究文獻看，高中物理教學中運用視頻來輔助教學還不夠普遍，所以，本文主要就高中物理教學中運用視頻輔助教學進行研究，以期對應用中要注意什么問題和運用的策略進行探討．所謂視頻輔助教學，是指將教師要傳授給學生的知識、技能等內容制作成視頻形式，以現代化多媒體輔助教學［９］．其功能是能夠更直觀、動態地在課堂上展現實驗裝置或實驗過程等以方便學生觀察結構、了解實驗操作程序，而且能夠為學生提供重復學習的資料，是現代化教學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行特寫，把一些瞬間即逝的實驗現象進行慢放，把一些非常緩慢的實驗過程進行快放等，以彌補傳統物理課堂教學中演示實驗無法達到的實驗教學效果［１０］．
１物理實驗視頻輔助中學物理教學的重要作用
１．１物理實驗視頻內涵
物理實驗視頻是把一些在物理課堂教學中不易滿足實驗條件或實驗過程不易觀察、實驗現象瞬間即逝、實驗進程非常緩慢等的課內演示實驗改在課前完成，用攝像機或手機等設備把實驗過程全程錄制下來，運用３Ｄ動畫或視頻處理技術，制作模擬整個實驗過程和實驗現象，并能在計算機多媒體上播放的視頻［８］．
１．２物理實驗視頻在物理教學中的作用
１．２．１物理實驗視頻能解決傳統演示實驗無法解決的問題
在物理教學中，某些演示實驗需要特定的環境，或實驗過程需要持續很長的時間，或實驗現象不易觀察．以“超重與失重”課題的教學為例，一般教師的教學方式：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象來認識超重與失重；其次，面向全班學生做演示實驗———用手提著掛有重物的彈簧測力計向上加速、減速運動和向下加速、減速運動，通過觀察彈簧測力計的示數變化來進一步認識超重與失重現象．然而這個實驗過程很短暫，且不易觀察到運動著的彈簧測力計的示數變化．但利用超重與失重的物理實驗視頻輔助教學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，讓學生分批次進入電梯中；第三，教師提示學生各自選定電梯外面某一參照物，目的是讓學生準確判斷電梯是上升還是下降，是加速還是減速；第四，教師用攝像機拍攝電梯的整個上下運動過程以及彈簧測力計示數的變化；第五，教師利用慢鏡頭播放技術進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面向學生演示超重與失重實驗的基礎上，再播放超重與失重的物理實驗視頻，能讓學生對超重與失重現象有一個較為全面的感性認識，也有助于學生對超重與失重知識的`進一步理解．
１．２．２物理實驗視頻能豐富課堂教學內容提高課堂教學效率
在物理新課教學中，運用一些物理實驗視頻，可以豐富課堂教學內容，增加抽象知識的形象感和直觀感，以激發學生求知欲望，調動學生的積極性和主動性，讓學生帶著好奇、疑問、期待主動去學習知識、理解知識和應用知識，從而提高課堂教學質量和效率［９］．例如，講“靜電屏蔽實驗”時，可以面向學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，鐵籠外達萬伏的高壓打在鐵籠上，鐵籠內的人卻安然無恙．在物理習題課教學中，某些物理題中所涉及到的物理情景，學生從未觀察過和體驗過，使得原本很簡單的物理現象及物理過程，在學生心目中卻變得異常復雜而難以理解．例如，一個涉及“多普勒效應”知識的習題，“人站在鐵路邊上，當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，引導學生利用多普勒效應知識進行數學推演獲取結論；其次，面向學生播放“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．這樣可以增加學生對多普勒效應的直觀認識，使學生能更好地理解多普勒效應．
１．２．３物理實驗視頻能解決教育資源不均衡問題
在物理實驗教學中，某些實驗需要特殊設備，而且設備價格高，操作程序復雜，即使在一些教學條件相對較好的學校，也難以在課堂上面向學生演示實驗；某些實驗因實驗器材、場地、天氣等受到一定限制，在課堂上面向學生演示實驗的效果很差．在物理實驗教學中，凡是出現這些情況，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象重現［１１］．以“平拋運動”課題為例，其教學設計思路為：第一，通過例舉水平拋出粉筆頭等生活實例認識平拋運動；第二，通過演示平拋運動定性實驗結合課本上頻閃照片的定量分析能得到平拋運動的特點．可想而知，通過這種教學方式得出的實驗結論是難以讓學生信服的，因為學生沒有親身體驗實驗過程及觀察實驗現象．事實證明，在課堂上要成功演示平拋運動實驗并引導學生進行定量研究從而得到平拋運動特點是很難的，原因在于頻閃照相機價格昂貴，沖洗照片很費時也很費錢等；況且，這種做法也很難在中學物理課堂教學中推廣．但是利用平拋運動實驗視頻輔助物理教學可以解決這一問題．平拋運動實驗視頻制作方法：第一，錄制平拋運動實驗全過程；第二，編輯平拋運動實驗視頻；第三，在物理課堂教學講授平拋運動特點時，面向學生播放平拋運動實驗視頻，引導學生定量分析平拋運動中的實驗過程并歸納總結出平拋運動的特點．事實證明，平拋運動實驗視頻生動、直觀、形象，得出的實驗結論也很有說服力，而且能解決教學條件相對較差的學校在這個方面的教學資源不足的問題．
２物理實驗視頻輔助教學存在問題及分析
２．１不能以視頻代替學生的具體操作
視頻輔助教學信息量大，集圖、文、解說于一體，能吸引學生的注意，把需要實物實驗裝置變成視頻，節約了大量的時間．但在物理課堂實驗教學環節中，不應該讓學生只看教師做及觀看物理實驗視頻，而應該在教學條件、實驗條件等許可的情況下，在教師啟發引導下，讓學生以小組的形式提出問題、猜想假設、設計實驗方案、動手實驗、獲取實驗證據、分析實驗證據、歸納概括出實驗結論，且在整過探究過程中都必須有討論交流活動［１２］．事實證明，在實驗教學環節，若用播放物理實驗視頻代替課內演示實驗或探究實驗，會缺失提出問題、推理想象、設計方案、動手操作、討論交流、語言表達、歸納總結等方面的能力．
２．２注意培養學生的學習興趣
物理實驗教學是激發學生求知欲望、培養學生學習興趣及調動學生主動性和積極性的有效途徑之一．只有學生親自通過實驗探究獲取的知識，才具有一定的穩定性和持久性［１３］．興趣是學生持續學習、克服學習困難的動力．在物理課堂教學中，用物理實驗視頻代替課內探究實驗，就等同于把學生做實驗變成了學生觀實驗，這種教學方式是很難激發學生求知欲望、培養學習興趣及調動其主動性和積極性的．
２．３要有利于培養學生的創造思維能力
在實驗教學環節，學生做實驗的過程常常不是一帆風順，往往會遇到很多問題．學生在不斷改進實驗方法、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，同時還能訓練學生思維，培養學生創造性思維能力．而課堂教學中播放的物理實驗視頻是通過實驗視頻制作團隊精心準備、錄制、剪切及編輯而獲得的，其過程是很清楚的．對學生在實驗操作過程中可能會出現的一些問題一般不會出現，因而學生在觀看物理實驗視頻過程中沒有思考、解決問題的土壤，學生的創造性思維能力也得不到很好的培養．
３實驗視頻輔助中學物理教學的策略
人類在長期的科學實踐中形成了豐富多樣的方法，而學生學習的時間是有限的，不可能事事都要獨立探索［１４］．“物理實驗視頻”輔助教學能解決很多傳統教學中無法解決的問題，對提高課堂教學效率和教學效果有重要作用．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］．只有認真探索物理實驗視頻與物理演示實驗及物理課堂教學之間的最好配合方式，趨利避害，才能更好地服務于中學物理教學．
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］．在物理實驗教學中，對無法演示或演示時間太長、實驗現象瞬間即逝等影響教學進度、教學效率和教學效果的實驗，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校必須合理安排課內探究實驗，無實驗條件的學校要創造實驗條件合理安排課內探究實驗，讓學生經歷科學家進行科學探究過程中的曲折，體驗科學探究中的喜悅，培養學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．先向學生播放該實驗視頻，讓學生通過視頻充分了解該實驗的全過程，再讓學生分小組進行該實驗探究，然后引導學生討論交流、對話性講解、評價糾錯以及反思提升．這有助于激發學生學習興趣，調動學生學習的主動性和積極性，訓練學生思維，培養學生創新意識和創新精神，提升學生能力，達成教學目標．
３．２物理實驗視頻不能有任何虛假痕跡
演示實驗應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、實驗儀器設備等應是學生熟悉的，實驗過程和實驗現象應是真實的，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，為了節約物理實驗視頻的播放時間、提高其播放效率和質量，還需要對物理實驗視頻進行編輯、剪切和慢放、快放技術處理，并對慢放鏡頭和快放鏡頭用文字加以說明或語音提示．如：慢放鏡頭出現時，要標明以正常速度的幾分之一慢放；快放鏡頭出現時，要標明以正常速度的幾倍快進．
３．３物理實驗視頻中應保留實驗過程中出現的一些問題
物理實驗視頻要完整地展現整個實驗過程，包括實驗過程中出現的一些問題．在教師向學生播放實驗視頻的過程中，當出現問題時，教師應立即暫停，并引導學生去思考問題，去思考形成問題的原因和問題對實驗結果的影響，然后再繼續播放物理實驗視頻．這樣的物理實驗視頻對學生養成事實求是的科學態度有積極作用，對訓練學生思維、培養學生創新意識以及提升學生能力有很大幫助．
４結論
物理實驗視頻在中學物理教學中有重要的作用，它能解決某些傳統物理實驗教學中無法解決的一些問題，能展示某些傳統物理實驗教學中無法展示的實驗過程及實驗現象，效率高，效果好．但物理實驗視頻不能代替傳統物理實驗教學，只能輔助傳統物理實驗教學．在實際的物理教學過程中，應把物理實驗視頻和傳統物理實驗科學結合起來并加以靈活運用，才能產生意想不到的物理實驗教學效果；才能激發學生的求知欲望，培養學生的學習興趣，調動學生學習的主動性和積極性；才能在向學生傳授知識的同時，訓練學生思維、培養學生創新意識以及提升學生能力．
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