发散式多媒体课件在物理探究式实验教学中的应用

摘要：物理探究式实验教学中，部分实验课堂无法实现，利用Flash软件制作发散式多媒体课件可以起到较好的替代作用.发散式课件应用非线性效果叠加的设计思路，预设可能出现的多种非预定顺序的结果，相比引导式课件，发散式课件能够更好地激发学生的创造性思维和发散性思维，并能够体现新课标以学生为主体的基本思路.
关键词：发散式课件；探究式；实验教学
作者简介：郑加荣（1986-），男，本科，中学二级，研究方向：物理教学，物理实验融合信息技术.多媒体教学课件是指以计算机技术和网络技术为中心，利用计算机编程语言将文字、 图形、 声音，动画等多种教育教学信息有机地融合在一起用于辅助教学的软件.多媒体课件在物理教学中，为课堂教学带来了新气息，它打破了过去课堂教学单一沉闷的气氛，尤其是在实施美育、 创设情境、 引发学生兴趣等方面，有着不可比拟的优势.[1]
在现实教学中，多媒体课件应当起到辅助作用，而不应该喧宾夺主.教师如果为了使用某一课件，就以其为中心展开教学，被课件牵着鼻子走，教师的主导地位被课件所取代.有些教学内容，特别是物理实验教学中的探究环节，教师必须通过演示实验或组织学生小组实验，组织学生讨论，结合富有情趣的讲解才能深化主题，这是任何电子媒体所不能代替的.
在物理教学中，也存在一些教学内容，无法在教室中或者实验室中通过实验完成，这时多媒体课件就能够起到很好的辅助作用，多媒体课件在这方面的辅助应用是值得提倡和推广的.
本文以八年级上册第三章第一节《温度》中的教学片段“改良自制簡易温度计”为例，探讨发散式多媒体在物理探究式实验教学中的应用.
1引导式课件与发散式课件
在“改良自制简易温度计”这个教学片段当中，教师引导学生逐步通过对简易温度计进行改造，最后由学生设计出一个类似于“实验室用温度计”的自制温度计.在这个探究的过程中把学生提出来的每一个设想呈现出来，在一节40分钟的物理课堂中，无法实时通过实验将“加刻度”、“玻璃管变细”等环节呈现出来，这个时候多媒体课件就是一个很好的选择.
从课件内容的逻辑处理方面来考虑，这个教学片段可以有两种设计方式：
设计一：教师逐层设问，预设提问的内容和顺序，层层引导，在课件上把学生对每一个引导提问的回答利用多媒体动画呈现出来，得到最后的探究结果，这种课件设计我们称为“引导式课件”，如图1所示.
设计二：是通过设置情景，引导学生小组讨论，让学生自由进行创造性思维的碰撞，然后提出设计方案，这些设计方案提出的先后顺序不进行预设（也无法预设），教师利用Flash动画制作软件，设计一个非线性的动画叠加，实时将学生小组讨论提出的每一个方案呈现在课件中，这种课件我们称之为“发散式课件”.如在“改良自制简易温度计”的教学片段中设置情景，抛出问题：“如何对自制简易温度计进行改造？”引导学生进行小组讨论得出不同的设计方案，并逐一将学生的方案在多媒体课件上呈现出来，使学生的设计方案可视化、直观化，如图2所示.
2应用发散式课件的教学案例
案例1改良自制简易温度计教学片段
师：刚刚我们利用自制的简易温度计能够判断哪杯水的温度高，哪杯水温度低，那么能用它把水的具体温度值测出来吗？（教师拿着器材展示给学生看）
生：不行
师：为什么不行？
生：没有刻度，读不出温度
师：现在我们就对用瓶子和玻璃管制作的简易温度计进行改良，使得它能测量温度值，而且用起来更方便.同学们先和自己同组的同学讨论，老师请同学们来分享一下你们的讨论结果.（小组讨论一分钟）
现在请这个小组来和大家分享一下讨论成果.
生：把简易温度计放到沸水中的时候瓶中红色的测温液体从管子中流出来了，所以我们觉得可以加长管的长度.（教师点击课件中隐藏的“加长”按钮，如图3所示）
师：那么，你们小组还想到其他什么改进的措施呢？
生1：可以加上刻度，这样就可以测出具体的温度了.
师：怎么给他加上刻度？
生2：用尺子画上去
师：这样行吗？
生（大部分）：不行
生3：可以把一个标准大气压下冰水混合物的温度定为0℃，把沸水的温度定位100℃.
师：要在刻度尺上标出准确的温度刻度，首先要定义两个标准温度：一个是零摄氏度，一个是100摄氏度.这两个温度，大家都应该比较熟悉，什么物体的温度是零摄氏度？
生：冰水混合物.（教师点击课件中隐藏的“冰水混合物”按钮，如图4所示）
师：什么物体的温度是100摄氏度？
生：1标准大气压的沸水温度
师：很好，我们给它标出来（教师点击课件中隐藏的“加刻度”按钮如图5所示）
师：这样就可以了吗？
生：给中间加上刻度.
师：我们就把0℃跟100℃之间分成10等份.也就是说，每一等份代表多少摄氏度？
生：10℃.（教师点击课件中隐藏的“分10等分”按钮，如图6所示）
师：如果我要测我的体温，大概是37℃，能准确测出来吗？
生：不能，再给它分细一点.
师：怎么分？
生：每一格再分为10小格.（教师点击课件中隐藏的“分100等份”按钮，如图7所示）
师：这样的话每小格代表多少摄氏度？
生：1摄氏度.
师：我们把温度计中，每一小格代表的值就叫做分度值.
现在这个温度计能测量任何温度吗？
生：不能，它最高只能测量100℃.
师：最低呢？
生：0℃.
师：我们把一个温度计所能够测量的最高值跟最低值的范围就叫做这个温度计的量程.我们课件上的这个温度计的量程是多少？
生：0℃～100℃
师：现在刻度加上去了，还有什么其他可以改进的地方吗？
生2：瓶子太大了，携带起来不方便，把它换成小的.（教师点击课件中隐藏的“换玻璃泡”按钮，如图8所示）
生3：把它开口封住，这样里面的液体就不会像刚刚那样流出来了.（教师点击课件中隐藏的“封口”按钮，如图9所示）
师：这几位同学回答得非常好，还有其它的改进措施吗？
生4：如果我们想要这个温度计在测温度的时候液柱变化得显著一点，就要把管子换成一条细一点的.（教师点击课件中隐藏的“换细管”按钮）
师：但是换细了以后有没有什么缺点？
生：容易折断
师：那怎么办？
生：可以把玻璃壁加粗一点.（教师点击课件中隐藏的“加粗”按钮，如图10所示）
师：最后，我们把改进后的温度计再做一下整容，就是大家实验桌上的实验室用温度计了（图11）.
3物理探究式实验教学应用发散式多媒體课件的优点
31发散式课件比引导式课件更能激发学生的创造性思维
笔者在“改良自制简易温度计”这个教学案例中制作的课件经历了从“引导式课件”——“发散式课件”的过程，整个教学设计也经历了从引导式教学到自由、发散式教学的过程.经过对比不难发现，引导式课件虽然在教学设计上思路清晰、逻辑性强，但是因为预设了教学过程中的每一个环节，包括学生的每一个回答的顺序.学生被教师牵着鼻子走，学生一旦“走偏”，整个教学环节就无法顺利进行下去.
教师在制作发散式课件时就某个教学环节可能引发的多个结果，利用Flash动画编辑软件将之“非线性”地预设在课件中.虽然也是“预设”，但是只预设所有可能出现的内容，而不预设学生回答的顺序.学生在这样的教学过程中的每一个回答都是自己的创造性思维迸发的结果，而不是在强引导性、强暗示性的问题引导下做出回答.
32有助于训练学生的发散性思维
发散思维又称“辐射思维”、“扩散思维”或“求异思维”，是创造性思维的重要组成部分.顾名思义，发散思维指在解决问题过程中， 从已有信息出发，沿不同方向思考，寻求多种符合要求答案的思维过程.[4]发散式课件、发散式的教学设计允许学生针对同一个问题，沿不同的方向思考，得出不同的创造性的解答，有助于训练学生的发散性思维.
美国心理学家吉尔福特认为， 发散性思维是指“从给定的信息中产生信息，其着重点是从同一的来源中产生各种各样的为数众多的输出”.[5]而这正是发散式课件的设计思路.
33体现新课标以学生为主体的基本思路
教学过程中学生是学习的主体，学生的主体能动性体现在：受兴趣、需要以及所接受的外部支配，学生对外部信息的选择具有能动性、自觉性；新课标要求教师在教学过程中要建立合作、民主、友爱、平等的师生关系，教学过程是师生共享的过程，教师要善于创设情景，鼓励学生合作学习，善于引起学生的兴趣，鼓励学生主动参与学习.在将发散式课件应用到物理探究式实验教学的过程中，学生针对问题进行小组讨论，发散式探究，教师进行点拨和引导，体现了以学生为主体，以教师为主导的教学思路.
总之，物理实验教学中，课件的使用非常普遍，课件的类型中又以PowerPoint引导式课件居多，这种课件制作起来虽然简单方便，但在物理探究式实验教学中，类似于“改良自制简易温度计”这类课堂上无法即时实现的实验教学中，局限性也非常明显.相比引导式课件，利用Flash动画制作软件，应用非线性效果叠加的设计思路制作的发散式课件，预设可能出现的多种非预定顺序的结果，能够更好地激发学生的创造性思维和发散性思维，体现新课标以学生为主体的基本思路.
参考文献：
[1] 张 吉. 多媒体课件辅助物理教学的反思[J]. 才智. 2012
[2] 冯涛，林爱设，黄小妹. 从《死亡诗社_看自由发散式教学对学生的影响》[J]. 琼州学院学报. 2009
[3] 余薇薇，何佳莲，段 辉，冉 鸣. 化学仿真课件在训练学生发散思维过程中的作用[J]. 化学教育. 2010
[4] 潘菽. 教育心理学[M]. 北京： 人民教育出版社. 2001
[5] 高政一等. 清华大学教育研究. 1995