对物理实验CAI的思考何斌江西省高安中学330800内容提要：计算机辅助教学(CAI)虽然有它的优势，但不能替代传统实验教学，本文较详细的分析了其中原因，并且对物理实验CAI提出了几点建议。关键词：CAI替代传统实验选择科学性某日到学校实验室借仪器，听管理员说：“现在借仪器的老师越来越少，很多实验用计算机模拟一下就可以了，省事”。现在的情况确实如此。近几年，随着多媒体技术的迅速发展和计算机应用的普及，越来越多的教师开始利用计算机辅助教学(简称CAI)，对于条件比较好一点的学校，CAI几乎遍地开花，而且广受教师的热捧，物理实验教学也不例外。诚然，在中学物理实验教学中，使用多媒体技术，的确可以使原来复杂的或隐晦的物理过程，转化为有序的、可控的演化过程，将实验清晰地呈现在学生的面前，这样可以大大改善教学效果。那么，有了CAI课件模拟实验是不是就可以丢弃传统的动手实验？这个问题值得我们去探讨和思考。一、CAI课件模拟的实验不能完全替代传统动手实验实验是物理教学的基础，其目的是让学生通过对实验现象的观察，从而获得具体、清晰的感性认识，在教师的启发引导下，经过分析与比较、归纳和概括，最终形成概念、找出规律、得到结论。实验是学生感知的窗口，是启迪学生思维的门户，是培养学生多种能力的有效途径。但是由于中学实验条件的限制，或是某些实验本身的复杂性，往往会影响学生对物理现象的准确感知与把握。运用CAI课件模拟的实验可以重放、定格、缩放、慢镜头，让学生观察物理过程的全部，模拟的现象更精确，声、形、光、动画更直观生动，能激发学生的学习兴趣，调动他们的积极性和参与意识，易于收到最佳学习效果，而且模拟实验的结果一定正确，学生由此得出的结论一定科学，可以避免学习过程中走弯路……模拟实验操作方便快捷，可重复使用，其实错了。1、实验的功能不仅是让学生准确地感知物理事实，深刻理解物理知识，它的价值还体现在培养学生的动手能力，创新能力，实事求是的科学态度和团队合作精神。2、学生通过实验的过程，可以直接获得成功与失败的体验。3、实验时，学生置身于现场，亲自动手操作，无论是眼睛看到的，耳朵听到的，还是心里感受到的，这些都会在大脑中留下十分直观深刻的印象，其客观真实性是不容置疑的。而利用CAI课件模拟实验的真实性及可信度学生们会持怀疑态度，因为学生知道软件是人为设计的，不是物理世界的本来面目。4、有些模拟情景不到位甚至会使学生产生对事物的错误理解。所以实验是计算机无法取代的。因此，我们觉得凡是能够进行的动手实验，不要用计算机模拟来代替，尽管实验比CAI课件模拟实验更具有说服力和感染力，可信度更高，但是我们也决不能以此来否认课件的模拟作用。二、合理选择CAI课件辅助实验教学借助计算机辅助某些实验的完成还是相当必要的，因为在某些方面——像微观放大、宏观缩小、动态显示、过程的慢放或过程的快速化等，CAI课件自有其独特的优势，如果我们有选择地、合理地运用CAI课件对物理现象或实验过程进行模拟，则可充分发挥CAI的功效，收到十分显著的效果。1、限于中学物理实验室的条件，对于无法直接去操作的实验，而学生对这些过程又不清楚，在这样的情况下，计算机模拟就显得十分必要。例如，原子物理中的粒子散射实验、原子内部结构、原子核的裂变和天体的运动等。但是借助于CAI课件的模拟作用，就可以很容易做到，而且相当逼真。2、由于某些量变化太小或者过程进行较快，学生不容易观察。如果能恰当地运用计算机进行模拟，再现实验中难以观察的物理过程，对学生的学习将起到很好的帮助。比如让学生观察皮球从高处落下与地面相撞后再被弹起的过程，由于碰撞时间很短，皮球发生形变的情况很难被学生观察到，但借助于CAI课件对碰撞过程进行分解并模拟，再用动画形式给予慢放，使学生对碰撞过程有一清晰、直观的认识，有助于他们对知识的理解和掌握。又如研究“动量守恒定律”中两小球的弹性碰撞过程，多媒体动画可以把它分成碰前、碰撞时及碰后形变先变大后恢复和两者又分开后各自运动三个慢镜头过程，有利于学生分析和想象。3、通常学生在学习某一规律或定律前，都安排有相关的实验，而这些实验学生在操作过程中一般是断续进行的，实验做完，在学生的大脑中存在实验与规律的不连续性，没有形成整体系统的概念。例如在研究凸透镜成像规律的实验中，学生虽然对“U>2f、f<U<2f及<f”三种情况分别进行了研究，但由于实验过程中蜡烛移动时需要不断调整光屏的位置，使得实验呈现跳跃性，学生对于像的变化没有形成全面系统的认识，对凸透镜成像的特点不容易掌握。如果在学生实验的基础上，巧妙地利用CAI课件制成的三维动画对实验过程进行模拟，让蜡烛从二倍焦距外向一倍焦距内连续移动，像的变化情况也随之呈现出来，使学生对凸透镜成像的整个过程有一个完整的认