本文转自<<中国多媒体教学学报>>2007年第三期(http://zhenghe.cnki.net/index.jsp)
编者按：肖老师从对实验类课件滥用和拒用的两种极端态度出发，探讨“制作实验类课件有意义吗？”、“我们需要什么样的实验类课件”等问题，并提出了自己对实验类课件的看法。该文依然秉承肖老师一贯的思路，我们需要什么样的课件，什么样的课件才能在教学中达到事半功倍的效果，如何掌握课件在教学中应用火候。
摘要：用多媒体课件来辅助实验教学有其独特的功效，但是，不论物理课件运用在概念、规律或实验教学哪一个教学环节上，演示实验也好，学生实验也罢，只要能帮助学生领悟物理道理就有存在价值。物理课件既姓“物”也姓“悟”，物理课件应该是“悟”理课件。
关键词：实验类；“悟”理；课件；场景
物理物理，由物及理，没有物也就失去了理，于是物理教学自然离不开一个“物”字，实物、实验成了首选的教学手段。自多媒体问世以后，人们又惊奇地发现，利用声光电的手段能给教学带来新的活力，新奇、刺激而又时尚，于是，一个虚拟社会中的虚拟物和仿真实验进入了课堂。据笔者用百度搜索“物理课件网”，获196，000个数据，多媒体课件来势之猛发展之快实令人咋舌！在这些网站里，每一个演示实验都可以找到相应的多媒体课件。物体沉浮的课件展示的是鸡蛋在“纯水”和“盐水”两种状态中的动画，说明惯性的课件展示的是一个卡通人物脚踩西瓜皮向后摔倒的动画。演示串联电路的课件，演示热胀冷缩的课件，还有演示学生实验的课件……应有尽有。然而人们又提出了置疑：为何要让脚踩西瓜皮的人在银幕上摔倒？更有人表示了强烈的反对：“作为一名理科教师，我强烈反对将课堂上应该亲手做的实验作成所谓的课件，这样做不利于教学质量的提高。理由是很简单的，动手实验所带来的情感体验是多重的，即便只是观察老师演示的实验也是如此，尤其是不知道结果的实验和可能失败的实验对提高一个学生科学素养的帮助是非常大的，而模拟实验的简单理想化只会让学生觉得科学研究是电脑游戏。”上面提到的虽然是对实验类课件滥用和拒用的两种极端态度，但是，却提出一个值得思考的问题：制作实验类课件有意义吗？我们需要什么样的实验类课件？笔者认为，用多媒体课件来辅助实验教学有其独特的功效，但是，不论物理课件运用在概念、规律或实验教学哪一个教学环节上，演示实验也好，学生实验也罢，只要能帮助学生领悟物理道理就有存在价值。物理课件既姓“物”也姓“悟”，物理课件应该是“悟”理课件。
模拟不应简单的重复物理事实
为何人们反对用多媒体来模拟实验？究其原因，是他们见到的课件仅在简单地重复物理事实，例如教学楞次定律时，有人便将闭合电路的一部分切割磁力线、条形磁铁插入线圈和改变电流强度的实验做成动画进行模拟演示。其实，这些实验是非常容易演示且效果十分明显的，何必画蛇添足？在教学中，只有当物理原理无法用实物来印证时，利用多媒体的模拟、仿真技术，才能显现出独特的魅力。当我们用程序设计语言描绘出平抛运动的轨迹时，学生便能更清晰地领悟运动的合成与分解的原理；当我们无法带领学生去观察α粒子的散射现象时，清华同方“α粒子散射实验”的课件却能非常逼真地让学生欣赏这一奇妙场景，从而去思索散射的原因（图1“α粒子散射实验”的模拟）；在简谐运动中，我们能方便地用弹簧振子进行实验，但无法将位移、速度、加速度、回复力、动能和势能这些瞬刻即逝的变化展示出来，因而成为了教学的难点，传统教学手段简直无法找到好的办法来突破它，多媒体手段却能方便地将矢量的大小、方向用带箭头的线段表示，并可重复选择观察任意一个物理量的周期性变化，也可以同时观察各个物理量的连续变化情况，这对在学生头脑中建立起简谐运动完整的物理图景起到积极的效果。
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图1 “α粒子散射实验”的模拟（点击观看）
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从这里我们可以看到，用多媒体课件制作实验类课件，要为学生创设有利于知识建构的实验环境，使课件既能改善老师的教，又能促进学生的学。它的设计思想应该建构在有利于事物本质的凸现和内在联系的揭示上。课件与实验二者优势互补，少了谁便会让人感到遗憾，感到很难实现新课程所规定的目标。
“悟”始于设疑
由于多媒体课件能十分清晰地呈现物理事实，让学生在欢愉的气氛中接受难点的突破，于是有人进一步提出：“模拟实验的灵魂是释疑”。我们认为，“释疑”自然是物理教学的重要任务，但如果说成是课件的灵魂就值得商榷了。课件的灵魂是什么？韩愈老夫子说老师的职责是“传道授业解惑”， “传道”除了做人之道，自然还包括了思维素质、学习方法之类的智力因素的培养，他将传道放在第一位，可见其重要性。新课标十分强调思维品质训练的重要，符合新课标的好课件，不应只是引发兴趣诠释知识的工具，它的灵魂是要能启迪学生思维，发展学生智力，即是说要能帮助学生“悟”理。
“悟”字从“心”，此心是受者的心，所以教者忌直说重点拨。要达到“悟出道理”的效果，说者须适可而止从而迫使听者脑子急拐弯，自个儿或看书或查资料或分析推理去弄明白其中的奧妙。少了 “悟”字的实验，即使是真实的演示实验也会因缺乏灵魂而僵化。例如教学自由落体运动，常规的做法是迫不及待地演示“毛钱管实验”，让学生直观接受自由落体的时间与物体的质量无关的知识，但我看过一位有心的物理教师却另辟蹊径，偏偏将实验放在现实生活的环境中来做。他用纸片和金属片做实验，先问学生：“在同一高度同时释放纸片与金属片，哪个先落地？”学生回答：“金属片先落地。”这时教师把纸片叠放在金属片上，释放金属片。奇迹出现了，纸片紧贴着金属片一起下落，实验结果与学生想象截然相反，竟然是同时落地！顿时，课堂气氛十分活跃，学生感到奇异，还以为教师在金属片上涂了浆糊。一个看似平淡无奇的演示激起了学生思维的波澜，演示实验尚且如此，何况课件？思从疑起，悟自思生，所以设疑应该成为“悟”的要义。即使展示一张静态的真实照片，也应该选择暗藏“疑”机者。图2是一位老师在教学光的折射时所用的照片，上下半身的强烈反差再加上那断手臂让人感到不可思议。这幅照片妙就妙在“这到底是怎么一回事”上。它以静激动，让一幅静止的图片激起学生思维的浪花，可惜这个道理并不为很多人所明白。我们发现不少课件一味追求的是概念的准确表述和过程的清晰展示，图3是课件万有引力的一个场景，随着按钮的不断点击，最后出现了图示的画面。准确而缺乏置疑，清晰却无悬念，你能说这是值得称赞的课件吗？
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图2 这到底是怎么一回事 |
图3 万有引力定律课件的一个场景
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“悟”是迷途中的豁然开朗，即所谓“顿悟”。山穷水复疑无路，柳暗花明又一村便是“悟”后享受的意境。所以要让学生能顿悟，物理课件得有意设置迷途，将那些严谨的表述严肃的面孔置于十字路口，让学生去东瞧瞧西瞅瞅搔头摸耳一番。我手头有一个台湾师大黄福坤老师制作的光的折射的课件（http://www.phy.ntnu.edu.tw/oldjava/optics/path.html#applet），他一反按教材插图制作成动画的常规作法，设计了一双可以任意拖放的眼睛，用户还可以在任意位置画图形（物），于是在相应的位置便出现了“像”，这些“像”会使你感到迷惑：从水下面看物体的像，为何变形或是那样的不完整？图4便是从水中看水中景像的一个截图，蓝色的是物， 浅绿色的是像。在眼睛所处位置看到的像竟然是残缺不全的，是何道理？学生非悟不可。当悟出这是全反射造成的现象时，其欣喜是可想而知的。
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图4 从水中看水中的物 |
“悟”在变中丰满
当多媒体实验课件附上“悟”的灵魂后，它便由实验教学的演示工具这种最初级形式或最低层次变为学生的认知工具、批判工具和创作工具，要完成实验类课件由初级形式向高级形式的转变， “多变”是最好的方法。君不见，随着时间的推移，你对同一事物的感悟会更深；随着环境的变化，你感悟的会更多样。一个优秀的实验类课件必然在“变”字上下足了功夫。在上面“光的折射”课件中，眼睛的位置可变，“物”的位置可变，从而像的位置及形状也会变。这种交互的灵活应用，极大地扩展了研究的范围， 于是，“悟”在变中不断丰满。
多变不应该是单纯的场景的切换。图5是我们常见到的凸透镜成像课件（参见课件透镜成像），使用者只需按照课件设计的要求点击右方的按钮，便能切换出三种典型的成像光路图和“比较”、“规律”场景。
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图5 常见的透镜成像课件截图 |
这种场景变化的主动权全然由按钮控制，它的终极目标只是知识的呈现，而以“悟”为核心的设计，其对课件的主动控制应交给使用者，图6给出的也是以透镜成像为内容的课件（http://www.phy.ntnu.edu.tw/moodle/mod/resource/view.php?id=146）。
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图6 多变的透镜成你课件 |
当演示实验课件附上“悟”的灵魂后，它便不再是实验的简单模仿从而充满着生命力，它必定在实验教学中发挥独特的作用。
我们期待着优秀的“悟”理课件。
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