1 緒論

在一線的教學(xué)實(shí)踐中，高中各類物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)都有一些難點(diǎn)存在，主要包括：1）傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)的局限性。傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)由教師在講臺上操作, 學(xué)生在座位上觀察, 這種演示方法具有很大的局限性，如實(shí)驗(yàn)的可見度比較差, 有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甚至只有坐在講臺周圍的幾名同學(xué)能觀察得到，大部分同學(xué)卻看不清晰，尤其是一些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。這樣在實(shí)驗(yàn)時(shí)如果讓每個(gè)學(xué)生到講桌前輪流觀察, 就會耗用太長的時(shí)間,也可能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)生了變化，最終導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)很難完成；同時(shí)由于受各種實(shí)驗(yàn)條件的限制，在教學(xué)中很難通過實(shí)物實(shí)驗(yàn)向?qū)W生直觀的演示一些宏大的（例如火箭發(fā)射、天體的運(yùn)動）、微觀的（例如電子的躍遷、布朗運(yùn)動等）、以及一些太快的、太慢的物理過程。2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)瓶頸。由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)的規(guī)模受到空間的限制不能過大，，受到學(xué)生知識和技能水平的限制實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)的不能太過復(fù)雜、操作技術(shù)要求不能太高，受到課時(shí)和教學(xué)任務(wù)的限制實(shí)驗(yàn)時(shí)間不能太長，同時(shí)還要保證實(shí)驗(yàn)的安全性和實(shí)驗(yàn)的成功率，這些限制使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究過程不容易控制甚至是難以完成任務(wù)。

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2 多媒體技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

2.1 多媒體技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀

我國對信息技術(shù)與課程的整合也非常重視，在 2001 年 7 月頒布的《國家基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》中對信息技術(shù)與課程整合進(jìn)一步做出了明確的要求，提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，推動信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，不斷實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具”。②從此以后各級教育部門有規(guī)劃地通過各種方式系統(tǒng)的推進(jìn)信息技術(shù)與課程整合，信息技術(shù)在各級各類學(xué)校各學(xué)科開始得到廣泛推廣；但是，盡管國際上自 80 年代中期以后信息技術(shù)應(yīng)用的主要模式逐漸由 CAI 轉(zhuǎn)向 CAL，但是在我國似乎并沒有感受到這種變化——不僅從 80 年代初期到 90 年代中期是如此，甚至到了今天，我國絕大多數(shù)學(xué)校的信息技術(shù)教育應(yīng)用模式仍然主要是 CAI。③因此多媒體技術(shù)作為輔助教學(xué)和學(xué)習(xí)手段的研究，仍然有著十分重要的意義。

2.2 多媒體技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用中存在的問題

這么多的理論和實(shí)踐研究作指導(dǎo)，多媒體信息技術(shù)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是否已廣泛的應(yīng)用并且解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困難。通過與身邊的同事以及通過電話和網(wǎng)絡(luò)與同行交流，筆者發(fā)現(xiàn)：目前許多信息技術(shù)工具在物理教學(xué)中使用并不十分廣泛，尤其是一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)。那么多媒體信息技術(shù)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效整合的困難在哪里？為了了解計(jì)算機(jī)軟件在高中物理實(shí)驗(yàn)中使用情況，弄清應(yīng)用中的難點(diǎn)以及造成使用難點(diǎn)的原因，同時(shí)了解不同類型的實(shí)驗(yàn)課正在運(yùn)用的教學(xué)模式，筆者對我校的部分教師進(jìn)行了訪談(見附錄 A 訪談提綱)。本次訪談對象為我校 8 位高中物理教師，其中兩位是從教近 25 年的中學(xué)高級物理教師，兩位是從教 15 年左右的高級教師，還有兩位從教 8—10 年的中級教師及 2 位從教不滿 5 年的年輕教師。訪談目的是了解高中各類物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一般方法及多媒體輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況。以下是訪談總結(jié)：在談及各類實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)時(shí)各位老師觀點(diǎn)一致，均認(rèn)為演示實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，也有些演示實(shí)驗(yàn)是為了引入課題引起學(xué)生的興趣；學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)更注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力以及操作動手的能力，而實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)時(shí)更注重學(xué)生用物理知識解決實(shí)際問題的能力。

3 幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的適切性 ............................. 10

3.1 物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)................. 10
3.2 幾何畫板的特點(diǎn)......... 11
3.3 幾何畫板在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀............................ 12
3.4 幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論基礎(chǔ)............................ 13
3.5 幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則................................ 16
4 幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建 ........................... 17
4.1 教學(xué)模式................... 17
4.2 高中物理實(shí)驗(yàn)分類.................... 18
4.3 幾何畫板輔助不同類型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式構(gòu)建............................ 19
5 利用幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐研究............................ 33
5.1 研究目的........... 33
5.2 研究設(shè)計(jì)........... 33
5.3 實(shí)踐過程.................. 33
5.4 實(shí)踐結(jié)果.......................... 34

5利用幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐研究

5.1 研究目的

在構(gòu)建了利用幾何畫板輔助高中物理各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式后，如何將其實(shí)施應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，是該研究主要思考的問題。本研究的目的在于檢驗(yàn)所構(gòu)建的利用幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的基本功能及應(yīng)用價(jià)值，以利于后續(xù)的改進(jìn)和完善。

5.2 研究設(shè)計(jì)
采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法，選擇兩個(gè)班級作為對照，選取相同教材，同一教師任教，在高二學(xué)年的上學(xué)期，對適宜的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)班盡可能采用幾何畫板輔助模式進(jìn)行教學(xué)，而對照班采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，通過測試分析教學(xué)效果，對比幾何畫板輔助模式和傳統(tǒng)教學(xué)方法在教學(xué)效果上的差異。選取我校高二（17）、高二（8）兩個(gè)理科班為研究對象，其中高二（17）為實(shí)驗(yàn)班，高二（8）為對照班；兩個(gè)班級是在高二開學(xué)理科分科時(shí)根據(jù)高一年級的成績及高二入學(xué)考試成績劃分的平行班，兩班基本情況接近（入學(xué)成績、男女比例、年齡等）。兩班按入學(xué)學(xué)籍號排列取 50 名。使用的實(shí)驗(yàn)教材為人教版高中物理選修 3-1 的部分和 3-2 部分，由于這部分內(nèi)容是恒定電流、磁場、電磁感應(yīng)以及交變電流，實(shí)驗(yàn)非常多（參照附錄A），幾乎每個(gè)知識點(diǎn)都有相關(guān)實(shí)驗(yàn)，因此測試成績與實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有相關(guān)性。測試材料為階段性考試（月考和周練），并在實(shí)驗(yàn)中注意觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)行為態(tài)度等實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)情況。

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6 研究結(jié)論與不足

6.1 研究結(jié)論

（1）幾何畫板功能強(qiáng)大，幾何畫板能直觀地再現(xiàn)物理過程；能定量的分析物理量的變化規(guī)律；能打破物理實(shí)驗(yàn)演示在時(shí)間和空間的限制，動態(tài)的演示或快或慢或大或小的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；將幾何畫板用于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠解決高中物理各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中遇到的困難。（2）從幾何畫板輔助高中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式的構(gòu)建及在實(shí)踐中的應(yīng)用來看，這些模式的應(yīng)用能夠改善高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中 “試題實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健焙汀罢f明書實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健睆V泛存在的現(xiàn)狀。由于幾何畫板簡單經(jīng)濟(jì)，基本操作不多；研究的過程中，幾位參與的同事較短時(shí)間的學(xué)習(xí)就能上手；因此，即使沒有編程基礎(chǔ)，也可以制作適合教師自己課堂的課件，有利于發(fā)揮教師的創(chuàng)造性，也有利于在物理教學(xué)中推廣。

6.2 研究不足之處

本研究還存在許多不足：（1）在有效性的研究中由于變量比較多，可能會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)細(xì)化評價(jià)方式，從多角度，多個(gè)層面分析教學(xué)效果，由于預(yù)先沒有對評價(jià)指標(biāo)沒有量化，因此有些評價(jià)只能定性分析。（2）本研究是以我校高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況為基礎(chǔ)展開研究的，我校實(shí)驗(yàn)室雖然基礎(chǔ)硬件配備良好，但是班級多，人數(shù)多；所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)器材、多媒體教室相對不足；因此更深層次的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)無法大面積開展。同時(shí)我校處于欠發(fā)達(dá)地區(qū)，教學(xué)改革起步較晚，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題相對比較突出；因此本研究結(jié)論的適用廣泛程度還有待進(jìn)一步研究。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：35007