浅谈现代教育技术与中学物理实验的整合

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　　现代教育技术就是以现代教育思想、理论和方法为基础，以系统论的观点为指导，以现代信息技术为手段的教育技术。它是现代教学设计，现代教学媒体和现代媒体教学法的综合体现。是以实现教学资源、教学过程、教学效果最优化为目的的理论和实践。
　　一、现代教育技术的优势
　　从教学规律看，现代教育技术克服了传统教学知识结构线性缺陷，具有信息呈现多形式，非线性网络结构的特点，符合现代教育认知规律。
　　从教学模式看，现代教育技术教学系统既是一个可进行个别化自主学习的教学环境与系统，同时又能够形成相互协作的教学环境与系统，不论是传统的电化教育手段，还是现代教育技术，输入与输出手段的多样化，使其具有很强的交互能力。多种学习形式交替使用，可最大限度地发挥学生学习的主动性，从而完成自主学习。与网络技术相结合的多媒体现代教育技术，还可使学生与学生之间，学生与教师之间跨越的空间限制进行相互交流，实现自由讨论式的协同学习。这显然是传统教学模式无法与之相提并论的。
　　从教学内容看，现代教育技术可以集声、文、图像于一体，使知识信息来源丰富、且容量大，内容充实形象生动，而更具吸引力，为学生创造了一个宽阔的时域空间，既可超越现实时间，生动地展示历史或未来的认识对象，又能拓宽活动范围，将宏观大空间与微观小世界的事物展示在学生面前加以认知。
　　从教学手段看，现代教育技术的教学系统主要是指多媒体教学系统，它强调以计算机为中心多媒体群的作用。从根本上改变了传统教学中的教师、教材、学生三点一线的格局，学生面对的不再是单一枯燥无味的文字教材和一成不变的粉笔和黑板的课堂，呈现在学生面前的是图文并茂的音像教材，视听组合的多媒体和网络双向传输的教学系统，学生在整个学习过程中，充分利用视觉和听觉功能，对大脑产生多重刺激作用，快乐学习，从而使效果最优化。
　　二、中学物理实验教学的现状。
　　中学物理是一门以实验为基础的学科，中学物理实验，对培养学生掌握中学物理知识，提高操作技能，培养观察能力、创新能力、掌握科学地思维方法，形成正确的情感态度、价值观等综合科学素质有无可替代的教育功能。
　　中学物理实验我们一般将它分成两大类：演示实验和学生分组实验，前者定位于培养观察能力，后者定位于培养创新探究能力、操作技能和验证物理原理。长期以来 ，在演示实验中都是老师做，学生看；老师讲，学生听，体现了以老师为中心的传统教学模式。往往会遇到直观性不强，可见度不高的困惑。分组试验，虽然是学生动手，但实验目的、仪器准备、操作步骤、实验报告等，全由老师事先设计好，学生仅仅是熟悉仪器，进行连接，然后按步骤操作观察，记录和分析实验数据，得到结果。在这种实验中学生完全按老师设计好的方案进行，与工人在车间“照图施工”相似，缺乏学生自由、独立思考和创造性活动，同样也会遇到实效性不强，趣味性不够，形式单一等方面的困惑。因此学生印象不深，兴趣不大，效果不好。
　　那么怎样改变这种现状呢？这就要敢于突破传统模式，在中学物理实验中注入新的元素，在继承传统物理实验教学优秀成果上，利用现代教育技术提供的全新的技术手段和教学平台构建中学物理实验教学的新模式。
　　三、新课标理论下的中学物理实验。
　　新课标最基本的理念是提倡“以学生为本”，面向全体学生提高科学素质，旨在培养全体学生终生发展的兴趣和能力，因此怎样改变实验教学、培养学生自主学习能力，培养科学探究的兴趣和能力成为课改的重点。这样的理念下，自然要求人们全面、深刻研究揭露中学物理学科的特征和教育功能，新课标理念深刻地改变了中学物理实验教学的目标、性质和模式，从单纯为了学习知识，验证理论，学习操作技能转变为以全面培养科学素质为目标，因此演示实验不仅要重视观察能力，还要更加重视老师和学生的参与、学生学习兴趣的培养，要多听学生说，多让学生想，要变以老师为中心为以学生为中心。分组实验尽量用探究式，改变一切由老师准备设计好的程式化实验模式，可先用虚拟现实技术等现代化教育技术手段模拟实验，给学生一定启发和引导，包括让学生自主设计方案，选择仪器，制定步骤，设计表格，收集信息，处理数据，得出结论，评价分析。然后学生动手进行实验，让学生主动参与，让学生真正进入科学学习的状态和角色，这些都为现代教育技术提供了很大的应用空间，通过两者的整合可以扩大中学物理实验教学的内涵，扩展中学物理实验教学的教育功能。
　　四、整合模式的设想。
　　1）、演示实验，设想模式：教师提出问题→学生猜想→教师演示→学生观察→数据信息采集→数据信息分析→得出结论。整合点：观察环节，数据采集环节，数据分析环节。
　　在观察环节，用现代教育技术可极大扩展实验的可视性，可重复性，以往用肉眼观察非常困难的物理现象，现在可借助现代教育技术在时间和空间上的扩展，可清楚地采集下来，反复观察。
　　在数据采集环节，计算机传感器（如：电流、电压、压力传感器等）等现代技术的介入，可更快、更准地得到实验数据，从而节省宝贵教学时间，把更多的时间用于讨论物理问题之中。
　　在数据分析环节，利用计算机、多媒体等现代技术的强大处理能力，可将学生从简单、机械、繁琐的数据处理过程中解脱出来，让他们能有时间和精力用在更有创造力的方面。
　　2）、分组实验，设想模式：模拟实验→教师提出问题→学生回答问题→学生设计→选择器材→制定步骤→实验观察→数据信息采集→数据信息分析→得出结论。整合点：模拟实验环节、设计环节、数据信息采集、分析环节。
　　在模拟实验环节，通过虚拟现实技术，模拟仿真试验仪器，试验环境，试验环节，即可仿真传统实验，也可仿真传统实验无法涉及的条件要求很苛刻的实验，如高温、强电强磁，高能粒子，空间实验等，回放让学生比较、体验，找到实验设计的灵感。
　　在设计环节，根据实验的性质（如，检查性实验，验证性实验，探究性实验等）先选择合适的方法：⑴ 转换法，如弹簧秤把力的大小转换成其伸长量，电流（电压）表测电流(电压)转换成指针偏转的角度。⑵ 对比法，如伏安法测电阻，内接、外接对比，同性异性磁极间磁感线的对比。⑶ 放大法，如游标卡尺，千分尺，可将其放大若干倍之后观察。⑷ 平衡法，如天平测质量，托里拆利实验测大气压强。⑸ 等效法，如电场中平面上的等势线的描绘，用稳恒电流场来模拟等效静电场等。然后让学生先提出设计的方案，再借用现代教育技术进行处理优化找出最优的设计方案。
　　总之，现代教育技术在中学物理教学中具有能生动创设物理情景，能逼真假设物理模型，能把微观的物理世界放大，宏观的物理世界缩小，能实现物理实验的效果理想化，能深入浅出地揭示物理知识形成过程等方面的优势。现代教育技术与中学物理实验的教学的整合，可增强中学物理实验的直观性、实效性、时空性、趣味性、可视性和规范性。能很好地把现代教育技术的优势转化为中学物理实验教学的优势。这将对中学物理实验教育教学产生积极深远的影响。

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