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物理学是一门以实验为基础的科学，在物理学的产生和发展中，物理实验自始至终占有极其重要的地位。作为一名物理教师，应该充分认识到物理实验的重要性，要把它当作整个物理教学的精髓。当前，我国大多数高中都已配备计算机多媒体等现代化教学媒体，这就为CAI手段进入物理课堂提供了物质条件。实践证明，在教学中，如何充分运用CAI优势，对培养和发展学生的自学能力，提高学习兴趣和教学效率有着很大的积极作用。
1 开发制作中学物理实验CAI课件的必要性
长期以来，由于各种条件的限制，中学物理实验教学中，预习、实验操作、复习等教学环节一直存在着流于形式、纸上谈兵的问题。实验前学生进不了实验室，看不到仪器，看不懂实验讲义，写预习报告往往是抄讲义；实验时随便完成任务；实验后又无法面对仪器复习，更不能进行深入的实验研究。另外，由于实验设备昂贵，特别是较为先进、精密的实验设备，许多学校资金不足难于购买。在乡镇和不发达城市的中学中，这种现象表现得更为突出；即使是重点中学，这些实验设备数量也很有限。再有，我国中学物理实验学时远低于发达国家。这一切都造成各中学物理实验设备陈旧落后，开课实验过少，学生知识面过窄，对实验内容缺乏深入理解。面对这些问题，各校实验讲义越写越细，教师越讲越多，实验时间又安排过死，结果是学生课前抄讲义，课上赶时间测数据，课后写实验报告往往是纸上谈兵，空洞无物。由于学生不能主动地学习、研究实验原理和方法，只会照搬照抄，自然缺乏应用和创新能力。在研制CAI课件、开展CAI课件教学中，许多教育界人士看到了解决这些问题的曙光。因为课件的开发体现了有经验的物理实验教师和软件设计人员的经验和智慧，通过多媒体和模拟仿真技术，给学生创造了一个生动活泼、主动学习的环境。学生不仅可以学习掌握实验的基本知识，还可以模拟训练、自我检查和实验研究。由于引进了CAI这样新型的现代教学手段，物理实验课的预习、操作、复习等问题找到了一条切实可行的解决途径。实践中笔者体会到CAI课件的制作过程也是物理实验教学改革的过程。作为中学物理课程的基础，中学物理实验开展好CAI课件的研制这项工作是十分必要。
2 物理实验和CAI相结合的优势
2.1 物理实验是帮助学生理解知识的桥梁；多媒体能帮助增强实验的可见度，强化实验演示效果
在物理课本中，许多重要规律都是通过实验总结出来的。因此，在从事物理教学时，应该以物理实验为出发点，作为帮助学生理解物理知识的桥梁。离开了物理实验而单纯地讲授物理知识，教师不容易讲清，学生也难于理解、接受。至于那些要用实验数据进行分析才能得出结论的物理规律来说，教师要讲清楚，并使学生接受、理解，无疑是更困难的，非从实验出发不可。中学物理实验是帮助学生掌握知识和培养能力的重要手段。然而，在进行演示实验时，许多仪器由于尺寸比例小，可见度差，影响学生对知识的掌握和智能的培养。为了弥补这方面的不足，可以在演示、讲解的同时，配合使用按比例放大的PowerPoint幻灯片等进行教学，这样可以增强实验的可见度，加强实验效果。例如刻度尺温度计的刻度和演示小磁针在通电螺线管的磁场中的物理现象时，由于刻度和小磁针都太小，多数学生难以看清实验情形。教师可以把实验装置通过投影片投影到大屏幕上，以增强实验可见度，从而能够较好地发展学生的观察能力和实验能力。在中学阶段，由于受学生知识水平、设备条件等多方面因素限制，有些物理实验无法也没有必要开设，但为了使学生适应现代科技迅猛发展的现实需求，必须向他们介绍这方面的基础知识。教师可以利用幻灯片、图片、电影、电视向学生重点地介绍。有些物理原理、规律比较复杂抽象，需要借助一些直观的动态图像帮助学生理解和掌握。如为了帮助学生理解和掌握运动和静止的相对性，可用flash等制作精彩的动画，更深刻形象地表现宇宙中星球的运动；再如声音的讲解和实验，如果能加上多媒体播放的声波和频率、振幅的关系，将使学生获得更加深刻的记忆。
2.2 物理实验形象生动，能有效地激发学生的学习热情；多媒体能使图文声影同显，能更有效地刺激学生的多种观感
中学生正处于身心发展阶段，心理素质也不稳定，好奇心强。物理实验形象生动，本身带有很强的趣味性。因此，学生对实验演示往往比听教师讲课感兴趣得多。运用多媒体计算机，教师可利用丰富的网络资源截取或下载和物理密切相关的有趣影视，更有效地激发学生对物理学习的兴趣，使学生在脑海中产生深刻的印象的同时，加深对物理知识的理解掌握和应用。目前，中学物理教学还存在“满堂灌”现象，学生的视听感觉均感到单调，学习积极性不能很好地调动起来，影响对学生能力的培养。随着计算机的普及和推广，计算机将与物理教学紧密地结合起来，从而有效改善教育环境。
2.3 实验是一种实践活动，是培养学生动手能力的重要途径；CAI能培养学生的创新能力和创造性思维
学生实验操作能力的高低对他们今后的深造或工作有着重要影响。实验本身就是一个操作过程，教学大纲对培养学生的实验技能也有明确要求。学生分组实验中，每个人都有操作机会；在演示实验中，学生可以模仿老师的操作技术，还可让部分学生配合老师一起完成实验；在条件许可的情况下，老师可以将演示实验改成学生实验或布置一些课外小实验，尽量给学生一些亲自动手的机会，这对于培养学生的操作能力是很有帮助的。多媒体通常应该演示播放那些抽象难懂的实验和难以操作完成的实验或理想情况下不可能完成的实验，这对由实验得出的物理概念、规律、公式等的理解和应用能产生很好的表现效果。例如：给公式创建一个Flash变形动画，经过教学实践，学生的想象力和兴趣可以得到培养和提高。总之，随着物理实验教学和计算机的不断普及和推广，CAI在物理教学中占有越来越重的位置。因此，充分发挥计算机与物理实验教学各自的功能优点，对于培养学生的多种能力有着重大的意义。
2.4 物理实验法能亲自进行动态分析，认识物理变化的全过程，增加可信度；CAI能快速进行演示和分析，提高学习效率
实验教学法是在教师的组织和指导下，学生亲自动手操作实验仪器，取得实验数据，通过验证和探索，获得科学结论的教学方法。从广义来说，除学生分组实验外，还包括课外科技活动、科技小制作等。实验法的模式是：（1）提出实验目的，明确实验原理；（2）选择实验仪器，掌握仪器使用方法；（3）设计实验方案，了解实验步骤；（4）进行实验操作，记录实验数据；（5）分析实验数据，得出正确结论。经过学生亲自动手操作，获得的感性材料丰富、深刻，手脑并用，有利于培养动手能力和探索能力，还能培养学生严谨、求实的科学态度。在物理教学的过程中，经常发现学生在分析物理现象时，只习惯于进行静态分析，而许多变化着的物理现象却常常需要做出动态分析才能认识变化的全过程。CAI手段为学生对物理现象进行动态分析提供了有利条件。一门课程的教学课时是由国家制定的教学计划所决定的，而运用不同的教学方法完成同样教学内容所花的时间是不同的。运用实验法需要更多的时间，而用多媒体却能充分显示其快捷方便的优点，可提高学习效率，还可利用Authorware制作习题课件进行复习反馈。
2.5 坚持以实验为基础，充分利用CAI，贯彻启发式教学思想
教学中坚持以实验为基础，不仅在于让学生获得丰富的感性材料，更重要的还在于激发学生学习物理的兴趣，培养学生动手操作、运用实验方法研究物理问题等方面的能力。在课堂教学中要自始至终贯彻启发式教学思想，其目的就是充分调动学生课堂思维的积极性，掌握物理思维的基本方法，培养和发展学生质疑提问、求异思维的能力，使学生善思善想。要优化选择教学媒体，实现物理教学技术的现代化，发挥视听结合的教学效果。研究表明：视觉获得知识的比率为83%，听觉为11%，这说明视听结合在学习中的优势。研究又表明：视觉使注意力集中的比率为81.7%，听觉为54.6%，这说明若视听结合，注意集中的比率会大大提高。研究还表明：右脑对图像有较强的接受能力，而人的右脑是左脑记忆总量的100万倍，这说明正确选择声像并茂的媒体，能发挥大脑两半球的不同优势而获得较高的教学效益。要达到高效优质的物理教学运作状态，必须充分发挥各种媒体的作用，克服电化教学的形式化、机械化。要注重优化选择和合理组合教学媒体，优化课堂电化教学结构，选择教学最需要又最适于发挥电教媒体技术特性与教学特性的教学具体环节和具体教学内容。要注重讲究教学媒体的运用艺术，针对学生心理状态的变化，把握最佳时机恰到好处地运用电教媒体，从而通过多种渠道和方式刺激学生的视听感官，使脑神经多处交替兴奋，有效地提高教学效果。
总之，根据现实的客观条件和综合性原则，应该博采众长，加以综合运用，扬长补短、相互配合，相辅相成，融为一体，以少量的时间取得教学最佳效果。
3 中学物理实验CAI的目标和定位
中学物理实验课教学与理论课教学有着本质的区别：理论课教学以教师讲授为主，而实验课则是以学生自学为主，培养学生的实验动手能力。中学物理实验的教学环节可分为：学生实验前预习，实验操作，实验后数据处理、总结提高3个阶段。教师设计中学物理实验CAI课件的目的应在于帮助学生预习，了解实验目的、原理，熟悉仪器的结构、测量原理、使用方法和清楚实验过程等，但不能代替学生的动手实验。对学生而言，在使用中学物理实验CAI课件时，重点应放在实验前和实验后：实验前指导学习预习，检查预习效果，实验后指导处理实验数据、误差分析，帮助总结提高。对教师而言，重点应放在实验过程中，要突出实验的重点、难点、关键步骤和误差分析等。这就要求教师要认真准备实验，提高对实验的科学研究能力，将教学经验凝集在CAI课件中。利用实验CAI课件，还可以针对不同层次的学生提出不同的要求，达到从共性到个性因材施教的目的。
中学物理实验虽然是在教师指导下的学习过程，但是如何更好地发挥学生的积极性和主动性，是一个很重要的问题。通过实验CAI课件，将复杂抽象的物理现象和物理过程，通过文字、图形、声音、视频等多媒体形式形象直观地展示出来，增加学生的感性认识，激发学生的学习兴趣，便于学生理解，提高实验效率。因此，中学物理实验CAI课件的目标与定位是：辅教、辅学，不代替学生的动手实验，具有启发性。计算机辅助实验教学不可能完全代替传统教学，只有将计算机辅助教学与传统教学方法有机地结合起来，才能促进中学物理实验教学质量的提高。
1 开发制作中学物理实验CAI课件的必要性
长期以来，由于各种条件的限制，中学物理实验教学中，预习、实验操作、复习等教学环节一直存在着流于形式、纸上谈兵的问题。实验前学生进不了实验室，看不到仪器，看不懂实验讲义，写预习报告往往是抄讲义；实验时随便完成任务；实验后又无法面对仪器复习，更不能进行深入的实验研究。另外，由于实验设备昂贵，特别是较为先进、精密的实验设备，许多学校资金不足难于购买。在乡镇和不发达城市的中学中，这种现象表现得更为突出；即使是重点中学，这些实验设备数量也很有限。再有，我国中学物理实验学时远低于发达国家。这一切都造成各中学物理实验设备陈旧落后，开课实验过少，学生知识面过窄，对实验内容缺乏深入理解。面对这些问题，各校实验讲义越写越细，教师越讲越多，实验时间又安排过死，结果是学生课前抄讲义，课上赶时间测数据，课后写实验报告往往是纸上谈兵，空洞无物。由于学生不能主动地学习、研究实验原理和方法，只会照搬照抄，自然缺乏应用和创新能力。在研制CAI课件、开展CAI课件教学中，许多教育界人士看到了解决这些问题的曙光。因为课件的开发体现了有经验的物理实验教师和软件设计人员的经验和智慧，通过多媒体和模拟仿真技术，给学生创造了一个生动活泼、主动学习的环境。学生不仅可以学习掌握实验的基本知识，还可以模拟训练、自我检查和实验研究。由于引进了CAI这样新型的现代教学手段，物理实验课的预习、操作、复习等问题找到了一条切实可行的解决途径。实践中笔者体会到CAI课件的制作过程也是物理实验教学改革的过程。作为中学物理课程的基础，中学物理实验开展好CAI课件的研制这项工作是十分必要。
2 物理实验和CAI相结合的优势
2.1 物理实验是帮助学生理解知识的桥梁；多媒体能帮助增强实验的可见度，强化实验演示效果
在物理课本中，许多重要规律都是通过实验总结出来的。因此，在从事物理教学时，应该以物理实验为出发点，作为帮助学生理解物理知识的桥梁。离开了物理实验而单纯地讲授物理知识，教师不容易讲清，学生也难于理解、接受。至于那些要用实验数据进行分析才能得出结论的物理规律来说，教师要讲清楚，并使学生接受、理解，无疑是更困难的，非从实验出发不可。中学物理实验是帮助学生掌握知识和培养能力的重要手段。然而，在进行演示实验时，许多仪器由于尺寸比例小，可见度差，影响学生对知识的掌握和智能的培养。为了弥补这方面的不足，可以在演示、讲解的同时，配合使用按比例放大的PowerPoint幻灯片等进行教学，这样可以增强实验的可见度，加强实验效果。例如刻度尺温度计的刻度和演示小磁针在通电螺线管的磁场中的物理现象时，由于刻度和小磁针都太小，多数学生难以看清实验情形。教师可以把实验装置通过投影片投影到大屏幕上，以增强实验可见度，从而能够较好地发展学生的观察能力和实验能力。在中学阶段，由于受学生知识水平、设备条件等多方面因素限制，有些物理实验无法也没有必要开设，但为了使学生适应现代科技迅猛发展的现实需求，必须向他们介绍这方面的基础知识。教师可以利用幻灯片、图片、电影、电视向学生重点地介绍。有些物理原理、规律比较复杂抽象，需要借助一些直观的动态图像帮助学生理解和掌握。如为了帮助学生理解和掌握运动和静止的相对性，可用flash等制作精彩的动画，更深刻形象地表现宇宙中星球的运动；再如声音的讲解和实验，如果能加上多媒体播放的声波和频率、振幅的关系，将使学生获得更加深刻的记忆。
2.2 物理实验形象生动，能有效地激发学生的学习热情；多媒体能使图文声影同显，能更有效地刺激学生的多种观感
中学生正处于身心发展阶段，心理素质也不稳定，好奇心强。物理实验形象生动，本身带有很强的趣味性。因此，学生对实验演示往往比听教师讲课感兴趣得多。运用多媒体计算机，教师可利用丰富的网络资源截取或下载和物理密切相关的有趣影视，更有效地激发学生对物理学习的兴趣，使学生在脑海中产生深刻的印象的同时，加深对物理知识的理解掌握和应用。目前，中学物理教学还存在“满堂灌”现象，学生的视听感觉均感到单调，学习积极性不能很好地调动起来，影响对学生能力的培养。随着计算机的普及和推广，计算机将与物理教学紧密地结合起来，从而有效改善教育环境。
2.3 实验是一种实践活动，是培养学生动手能力的重要途径；CAI能培养学生的创新能力和创造性思维
学生实验操作能力的高低对他们今后的深造或工作有着重要影响。实验本身就是一个操作过程，教学大纲对培养学生的实验技能也有明确要求。学生分组实验中，每个人都有操作机会；在演示实验中，学生可以模仿老师的操作技术，还可让部分学生配合老师一起完成实验；在条件许可的情况下，老师可以将演示实验改成学生实验或布置一些课外小实验，尽量给学生一些亲自动手的机会，这对于培养学生的操作能力是很有帮助的。多媒体通常应该演示播放那些抽象难懂的实验和难以操作完成的实验或理想情况下不可能完成的实验，这对由实验得出的物理概念、规律、公式等的理解和应用能产生很好的表现效果。例如：给公式创建一个Flash变形动画，经过教学实践，学生的想象力和兴趣可以得到培养和提高。总之，随着物理实验教学和计算机的不断普及和推广，CAI在物理教学中占有越来越重的位置。因此，充分发挥计算机与物理实验教学各自的功能优点，对于培养学生的多种能力有着重大的意义。
2.4 物理实验法能亲自进行动态分析，认识物理变化的全过程，增加可信度；CAI能快速进行演示和分析，提高学习效率
实验教学法是在教师的组织和指导下，学生亲自动手操作实验仪器，取得实验数据，通过验证和探索，获得科学结论的教学方法。从广义来说，除学生分组实验外，还包括课外科技活动、科技小制作等。实验法的模式是：（1）提出实验目的，明确实验原理；（2）选择实验仪器，掌握仪器使用方法；（3）设计实验方案，了解实验步骤；（4）进行实验操作，记录实验数据；（5）分析实验数据，得出正确结论。经过学生亲自动手操作，获得的感性材料丰富、深刻，手脑并用，有利于培养动手能力和探索能力，还能培养学生严谨、求实的科学态度。在物理教学的过程中，经常发现学生在分析物理现象时，只习惯于进行静态分析，而许多变化着的物理现象却常常需要做出动态分析才能认识变化的全过程。CAI手段为学生对物理现象进行动态分析提供了有利条件。一门课程的教学课时是由国家制定的教学计划所决定的，而运用不同的教学方法完成同样教学内容所花的时间是不同的。运用实验法需要更多的时间，而用多媒体却能充分显示其快捷方便的优点，可提高学习效率，还可利用Authorware制作习题课件进行复习反馈。
2.5 坚持以实验为基础，充分利用CAI，贯彻启发式教学思想
教学中坚持以实验为基础，不仅在于让学生获得丰富的感性材料，更重要的还在于激发学生学习物理的兴趣，培养学生动手操作、运用实验方法研究物理问题等方面的能力。在课堂教学中要自始至终贯彻启发式教学思想，其目的就是充分调动学生课堂思维的积极性，掌握物理思维的基本方法，培养和发展学生质疑提问、求异思维的能力，使学生善思善想。要优化选择教学媒体，实现物理教学技术的现代化，发挥视听结合的教学效果。研究表明：视觉获得知识的比率为83%，听觉为11%，这说明视听结合在学习中的优势。研究又表明：视觉使注意力集中的比率为81.7%，听觉为54.6%，这说明若视听结合，注意集中的比率会大大提高。研究还表明：右脑对图像有较强的接受能力，而人的右脑是左脑记忆总量的100万倍，这说明正确选择声像并茂的媒体，能发挥大脑两半球的不同优势而获得较高的教学效益。要达到高效优质的物理教学运作状态，必须充分发挥各种媒体的作用，克服电化教学的形式化、机械化。要注重优化选择和合理组合教学媒体，优化课堂电化教学结构，选择教学最需要又最适于发挥电教媒体技术特性与教学特性的教学具体环节和具体教学内容。要注重讲究教学媒体的运用艺术，针对学生心理状态的变化，把握最佳时机恰到好处地运用电教媒体，从而通过多种渠道和方式刺激学生的视听感官，使脑神经多处交替兴奋，有效地提高教学效果。
总之，根据现实的客观条件和综合性原则，应该博采众长，加以综合运用，扬长补短、相互配合，相辅相成，融为一体，以少量的时间取得教学最佳效果。
3 中学物理实验CAI的目标和定位
中学物理实验课教学与理论课教学有着本质的区别：理论课教学以教师讲授为主，而实验课则是以学生自学为主，培养学生的实验动手能力。中学物理实验的教学环节可分为：学生实验前预习，实验操作，实验后数据处理、总结提高3个阶段。教师设计中学物理实验CAI课件的目的应在于帮助学生预习，了解实验目的、原理，熟悉仪器的结构、测量原理、使用方法和清楚实验过程等，但不能代替学生的动手实验。对学生而言，在使用中学物理实验CAI课件时，重点应放在实验前和实验后：实验前指导学习预习，检查预习效果，实验后指导处理实验数据、误差分析，帮助总结提高。对教师而言，重点应放在实验过程中，要突出实验的重点、难点、关键步骤和误差分析等。这就要求教师要认真准备实验，提高对实验的科学研究能力，将教学经验凝集在CAI课件中。利用实验CAI课件，还可以针对不同层次的学生提出不同的要求，达到从共性到个性因材施教的目的。
中学物理实验虽然是在教师指导下的学习过程，但是如何更好地发挥学生的积极性和主动性，是一个很重要的问题。通过实验CAI课件，将复杂抽象的物理现象和物理过程，通过文字、图形、声音、视频等多媒体形式形象直观地展示出来，增加学生的感性认识，激发学生的学习兴趣，便于学生理解，提高实验效率。因此，中学物理实验CAI课件的目标与定位是：辅教、辅学，不代替学生的动手实验，具有启发性。计算机辅助实验教学不可能完全代替传统教学，只有将计算机辅助教学与传统教学方法有机地结合起来，才能促进中学物理实验教学质量的提高。