“高中物理学生实验多媒体系列课件”是中国教育学会物理教学专业委员会1999－2002年度资助研究课题(编号Z31)“高中学生物理实验操作能力落实的研究”的研究成果。该课题由上虞市教研室和我校共同承担，研究目的是运用教学设计理论，对实验教学进行优化设计，用多媒体课件辅助教学，提高学生的实验技能和素养。该系列课件在2001年8月由中国物理学会、中国教育学会物理教学专业委员会联合举办的全国第三届计算机多媒体与网络物理教学研究成果评比中荣获一等奖，下面笔者谈谈开发这个系列课件的实践、一些体会和进一步完善的思路。
　　一、课件的开发背景
　　众所周知，学生实验是高中教学的薄弱环节、教学难点，学生实验课的教学有许多问题值得我们思考，如尽管各校都开设了学生实验，为什么学生的实验素质仍然不高？为什么高考考的是规定的实验内容，但学生实验这一部分的得分仍不理想？等等。自从我校承担了中国教育学会物理教学专业委员会的科研课题“高中生学生物理实验操作能力落实”的研究后，我们对这些问题进行了深入的研究与探索。我们发现传统的实验教学模式存在如下一些问题：
　　1.视听信息相互干扰
　　例如，教师介绍实验器材时是学生注意力最不集中之时。许多实验器材较小，像打点计时器、螺旋测微器等，学生往往看不清教师手上的器材，就去看自己桌上的器材。这样一来，教师对学生的引导就大大减弱：视觉信息来自实验桌上，而听觉信息来自教师，许多同学不听教师的讲解，急于观察自己的实验器材或动手安装，导致该做时不会做。分析其原因，是由于视听信息相互干扰的结果。
　　2.知识教学与实验操作技能教学等同
　　传统教学的一个误区是把知识教学与实验操作技能教学等同，教师认为只要讲清楚就行了。但现代教学理论认为技能学习有两个关键点：①反馈中纠错；②多次操练达到熟练自如。
　　3.不重视对实验操作过程及数据处理的反馈
　　在传统的教学模式中，学生的操作过程与实验数据的处理通常得不到及时反馈，因而他们常常觉察不到自己操作上存在的错误与不规范。
　　以上问题的存在，必然导致教学效果不理想。我们认为多媒体课件展示的丰富生动的信息环境，能很好地克服上述弊端。因此，我们经过两年的努力，精心设计、制作了高中物理学生实验多媒体系列课件，整套课件共有12个子课件，包括高中物理第一、二册(必修)全部学生实验。
　　二、课件的设计思想
　　我们认为物理实验多媒体课件不能替代物理实验本身，只能起到辅助教学的作用。课堂教学的大部分时间应留给学生进行独立实验，使用本课件只是创设教学情景，帮助学生进一步理解和掌握该实验的原理、步骤，认识常见的操作错误等，从而帮助他们纠正实验操作中的不规范行为，提高他们的实验技能和素养，培养实验能力。
    三、课件的结构(见下图)

　
　　四、素材准备和合成
　　我们根据课件不同的内容，进行了如下的素材准备：对于难以用语言表达或传统媒体无法表达的内容，我们用3DS MAX3制作动画。各种实验仪器都用数码相机拍摄后，保存为JPEG格式，再用Photoshop 5.0处理后录入课件。每个实验的正确实验步骤及典型错误用摄像机摄录后，再用视频捕捉卡把视频信号转换成MPG格式。最后用多媒体创作工具Authorware 5.0 合成素材。
　　五、课件的使用效果测评
　　系列课件开发出来后，我们选取了各方面条件基本相同的两个班进行对比实验。实验班教学使用系列课件及视频展示台，对照班则用传统方法进行教学。结果表明(表一、表二、表三均系《测定玻璃的折射率》实验观察表)：
    1.多媒体课件及视频展示台的运用使学生在实验原理、实验器材介绍及练习反馈与评价阶段的注意力集中程度大幅度提高。(见表一)
　　表一　注意力观察表

　　2.由于强化了实验操作过程的示范性及对错误操作方法的纠正，学生实验操作能力明显提高。（见表二）
　　表二　操作正确性观察表

　　3.由于强化了实验数据处理时的及时反馈，学生对数据处理的态度更加求实了，作图更加认真了。（见表三）
　　表三　数据处理等级观察表

　　六、课件开发实践的体会
　　1.我们认为一个优秀的多媒体课件应该内容与形式高度统一。因此，在设计课件时，我们把重点放在教学设计上，着重研究如何突出教学重点、突破教学难点；在课件运行结构的设计上，强调人机友好交互；在此基础上，考虑外在形式的精美，尽量给学生以赏心悦目的视觉感受。
　　2.如何充分利用计算机多媒体的优势，使课堂教学最优化是我们一直探索和追求的目标。在实验教学中，实验原理的掌握是教学的难点之一，我们通过动画或录像等手段来突破学生在实验原理掌握上的难点。例如，在《练习使用打点计时器》的实验中，我们制作了“打点计时器工作原理”的动画，通过电流表的指针偏转来表现交流电的大小与方向的变化，通过相应的颜色变化来反映振片的磁极变化，用周期为0.02S的小时钟来表达打点周期。由于动画生动形象，教学难点迎刃而解。实验操作能力的落实也是教学的难点之一，这是一种动作技能的学习，教师的正确示范十分重要。因此我们把实验操作的步骤拍摄成录像，然后制作成多媒体课件；有的实验操作步骤用3DS MAX制作成了动画，以达到更好的教学效果。例如在《测定玻璃的折射率》实验中，由于学生缺乏看大头针像的经验，教师很难用语言把物像“遮挡”及其本质讲清楚，我们就通过制作动画很好地突破了这一教学难点，大大提高了教学效率。
　　3.在课件设计时，我们注重了学生的年龄特点及绝大多数学生“求趣”的需要，借鉴中央电视台《正大综艺》栏目中的“找错误”节目，针对学生的操作实际精心设计了带有学生易犯错误的各种操作过程，静态的用图片的形式，动态的拍成录像，放在课件中，让学生找一找其中的错误之处。这些课件使用时，学生兴趣很高，他们每发现一个错误，都会发出一阵开心的笑声。
　　七、修改、完善的思路
　　1.在学生实验中，很多数据的处理是很繁杂的（如用透镜成像公式算出焦距并求出平均值），处理时一些简单而机械的计算会占去学生大量的课堂时间，从目前计算机发展的现状来说，这显然已无必要，至少将这些时间留给学生进行实验探索会更有意义。所以，我们将编写程序以便于学生输入数据获得结果，让学生从简单而又繁杂的计算中解放出来。
　　2.在大力提倡素质教育的今天，实验教学不仅需要培养学生良好的实验素养，还需要培养学生的创造意识与创新精神。我们将在原有 “实验拓展”模块的基础上对实验方法设计与器材选择进行进一步的发散和拓展，以拓宽学生的思路，加深对实验原理的理解。
　　3.目前我们开发出的系列课件是单机版的，为更好地发挥此课件的作用，我们计划开发网络版。课件下载