多媒體在物理教學中應用的思考

多媒體在物理教學中應用的思考
                    
 
 現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，使人類社會進入了信息時代，計算機技術(shù)在當今教育領(lǐng)域中的應用，是教育現(xiàn)代化的一個重要標志。多媒體技術(shù)的發(fā)展引起了全球范圍內(nèi)的教育革命。當前我國中小學校都開始配備電影、錄像、電視、幻燈、投影、錄音機和計算機等現(xiàn)代化教學媒體,這就為多媒體教學手段進入物理課堂提供了物質(zhì)條件。計算機多媒體媒體教學作為一種手段，已成改變了以往“粉筆”+“黑板”的教學環(huán)境，把生動逼真的動畫圖像，清晰的文字注解和優(yōu)美的聲音集于一體，將學生帶進一個聲、像、圖、文并茂的新天地，大大提高了教學效果，給傳統(tǒng)教學注入了新的教育理念和活力。實踐證明，在教學中，充分運用多媒體教學手段，對培養(yǎng)和發(fā)展學生的自學能力，提高學習興趣、教學效率有著積極作用但由此也出現(xiàn)了一些弊端，主要是片面追求課件的應用率，忽視了課件是為教學服務的原則。下面，筆者結(jié)合本人的物理教學實踐，就多媒體在物理教學中的應用的利弊談談自己的一些不成熟的看法。
 一、正確認識多媒體在教學中的地位和作用
 1、多媒體教學的特征
 多媒體教學具有如下三大特征：
 實時性——能夠在限定時間內(nèi)執(zhí)行完規(guī)定的功能，傳遞相應的教學信息，可靠而又快速地完成教學任務。
 直觀性——在教學中通過多媒體手段，利用聲音、圖像、文字、色彩等信號釣多方式多渠道刺激學生的各種感官，讓學生感知和認識客觀形象，事物，引導學生形成對所學知識概念的清晰表象，豐富學生感性認識，為形成科學概念，掌握理性知識，發(fā)展智力創(chuàng)設條件。
 交互性——教與學的人可以根據(jù)人們的需要在同一媒體內(nèi)部或不同媒體之間，跳轉(zhuǎn)，暫停，快速進退并且各種媒體間發(fā)生關(guān)聯(lián)，從而能創(chuàng)造出靈活生動和友好的交互界面。    
 2．多媒體教學的主要優(yōu)點
 多媒體教學的優(yōu)點是傳統(tǒng)教學手段所不能比擬的，它代表了現(xiàn)代教育技術(shù)的主要特點，其優(yōu)勢在于：
 （1）容量大、變換快、效率高
 多媒體課件操作方便，可以用來展示課程內(nèi)容，分析框架結(jié)構(gòu)，總結(jié)實驗結(jié)果，也可以通過文字、圖形、影像、動畫、聲音等展示現(xiàn)實物理現(xiàn)象，把抽象的理論形象化、直觀化。這種類型的多媒體應用與幻燈片的使用效果不同，它更有利于知識的理解，增強知識的記憶；又可以用來節(jié)省課堂時間，提高課堂效率。
 （2）動靜結(jié)合，過程清晰，直觀形象
 部分實驗演示的現(xiàn)象，一些動態(tài)抽象的物理過程，往往存在教師描述不清，學生想象不出的情況，而傳統(tǒng)的教學手段只能做到采用一些掛圖、模型式復合幻燈片來輔助教學，現(xiàn)代的多媒體技術(shù)則采用了簡單而明了的動畫形式解決了這化靜為動的問題。如運動物體的受力分析，磁場中磁感線的分布，運動的合成與分解，電流的形成，電磁感應以及原子核爆炸等。
 （3）模擬實驗特點性
 以多媒體電腦輔助模擬物理實驗，若說上述兩種形式以傳統(tǒng)電教手段或可實現(xiàn)，則下面的幾種形式中發(fā)揮了多媒體物理教學不可替代的優(yōu)勢，當然，真實的實驗有其可信任，而微機模擬實驗亦逐漸地顯示出其誘人的魅力。
 總之，多媒體教學手段在物理教學中的地位和作用是其它手段無法替代的。一是它能使“靜態(tài)”變?yōu)椤皠討B(tài)”，“高速”降為“低速”，“連續(xù)”轉(zhuǎn)為“定格”；二是它能使微觀現(xiàn)象宏觀化，抽象過程具體化；三是它能肉眼使看不見，感官摸不著的東西變?yōu)橛新�、有色、有形。可見，多媒體的應用主要作用在于激發(fā)學生學習興趣，幫助學生建立物理模型，讓學生更好地觀察物理現(xiàn)象，分析思考物理過程，優(yōu)化課堂教學，更有利于突出重點，突破難點，加大教學容量，拓寬教學的“空間”，延長教學“時間”，讓教師教得輕松，學生學得愉快，達到教學的最優(yōu)化境界。
 二、多媒體在物理教學中的應用
 1. 利用多媒體創(chuàng)設教學情境以激發(fā)學生學習興趣
  心理學研究表明：興趣是獲得成功的動力，是推動人們求知的一種內(nèi)在動力，興趣必然引起追求。實踐證明：學生對學習如果沒有濃厚的興趣，就沒有探究的愿望，興趣達不到“著迷”程度，就無法激發(fā)靈感。如在講到平拋運動時，首先利用飛機投彈的FLASH動畫，由學生指揮投彈，學生一下子興趣就來了，但都很難投中，教師借機提出問題，要知道如何才能準確投中，則需學習平拋運動的知識。通過創(chuàng)設生動的圖文、聲像畫面的教學情境，極大地調(diào)動學生主動參于教學活動，激發(fā)了學生對物理的學習興趣。
 2．利用多媒體可優(yōu)化物理教學過程
 多媒體手段具有豐富的表現(xiàn)能力，它一方面可以突破時間和空間的限制，為學生提供豐富的感知材料，創(chuàng)設多采的教學情境，再現(xiàn)運動的規(guī)律，揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，提高教學效果和效率，達到優(yōu)化教學過程的功能。另一方面它還可以增大傳輸知識信息容量，提高傳輸質(zhì)量，實現(xiàn)課堂教學的優(yōu)化整合。事實證明：恰當運用多媒體輔助教學可活躍課堂氣氛，激發(fā)學生求知興趣，更易形成互動課堂，讓學生在輕松歡愉的氣氛中學習，達到接收知識快，課堂效率高。
 （1）創(chuàng)設學習情境，啟迪學生思維
 建構(gòu)主義學習理論認為，學習不是教師向?qū)W生傳遞知識信息、學習者被動地吸收的過程，而是學習者主動建構(gòu)，這一過程是不可能由他人代替的。教師的任務是創(chuàng)設一個有意義的教學情境，為學生提供各種建構(gòu)材料。利用多媒體可創(chuàng)設愉悅的、求知的、成功的課堂情境，適時適地呈現(xiàn)出適當內(nèi)容的形象材料，給學生多通道的刺激，讓學生邊聽、邊看、邊思考。用生動具體的物理現(xiàn)象再現(xiàn)，揭示物理問題的實質(zhì)，變抽象為具體，變枯燥為生動，從而激發(fā)學生對物理的濃厚興趣，引導學生探索物理問題的好奇心，為積極主動地學好物理打下良好的基礎(chǔ)，如在講《機械波》時，開始放一段橫波動畫，通過畫面的慢動作和定格，之后用動畫放一段縱波動畫的慢動作和定格，讓學生細致入微地進行觀察比較，使他們更加明確兩種波的異同和特點。在講到《半異體》時先放聲控路燈和光控門兩個視頻影像，使學生感到十分新奇。這種動畫情境的設置無疑對學生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)及智力的開發(fā)會起到不可估量的作用。
 (2)再現(xiàn)物理過程，建立物理模型
 物理現(xiàn)象的再現(xiàn)，概念的建立，規(guī)律的理解，物理實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，在很大程度上取決于相應物理模型的建立，如：運動學中的“質(zhì)點”，電磁場中的“電場線”和“磁感線”，“安培分子電流假說”模型等，這些物理模型的建立，傳統(tǒng)教學手段只能事倍功半，學生很難理解。而多媒體教學手段則立竿見影，用其豐富形象的表現(xiàn)力，將物理現(xiàn)象的物理過程生動、形象地呈現(xiàn)在屏幕上。如講牛頓第三定律時，傳統(tǒng)的方法一般是采用“舉例分析，歸納總結(jié)”，但學生很難理解，而用多媒體演示的動畫，利用交互方式，直觀鮮明地演示出“作用—反作用”、“作用力與反作用力大小相等方向相反”的過程，不到3分鐘的動畫圖像，為學生建立了碰撞模型, 印象深刻，只要教師稍加點撥和啟發(fā)，學生便心領(lǐng)神會，牢記心里。
 (3) 點擊重點，突破難點，發(fā)揮學生的主體作用
 盡管物理教材增加了很多圖片，較之過去有了很大的改進。但那些文字和圖片者是“靜態(tài)”信息，無法“動化”，所以使得信息存儲、傳遞，再現(xiàn)能力受到限制，“動態(tài)”展示幾乎是空白，尤其在表述一般實驗條件下，難以再現(xiàn)的內(nèi)容時，如大到宏觀的世界的自然規(guī)律，小到微觀世界的精細結(jié)構(gòu)等，雖能說清“其然”，卻難以描述“其所以然”，常會造成一種無法準確表達，學生在朦朧迷茫狀態(tài)中學習的不良現(xiàn)象.。通過多媒體課件，采用動畫摸擬，點擊重、難點，讓學生感受極佳的動態(tài)效果，則教學重難點的解決猶如破竹之勢，順利完成。如：磁場、電場、磁感應線、電力線等重難點內(nèi)容均可采用動畫制作軟件，將這部分內(nèi)容制作成三維動畫，達到點擊重點，化解難點之功效。本人在講到磁體和電流的磁場時就利用磁感線的三維動畫課件展示給學生，不是靠教師講和灌，而是讓學生觀察，參與。又如在《機械波》一節(jié)中介紹橫波的形成時，傳統(tǒng)的方法是用粉筆在黑板上畫出波源每完成振動的四分之一周期所形成的波形圖，并且特別強調(diào)在波傳播的過程中，傳播的只是振動形式，而介質(zhì)中的每個質(zhì)點都只在各自的平衡位置附近往復振動，并不隨波遷移�？墒强傆幸恍�學生認為波是介質(zhì)中各質(zhì)點在波的傳播方向上移動產(chǎn)生的。如果用flash制作了動畫課件進行多媒體教學后，這些問題就會迎刃而解了，通過視覺的動態(tài)刺激，通過直觀的感受，學生就會在腦海里留下極為深刻的印象。此時任何語言都是蒼白的。
 用多媒體輔助教學，就會變靜為動，變抽象為直觀，極大提高課堂的教學效率，能達到事半功倍的效果。變學生“要我學”為“我要學”，讓學生來探究物理知識，突出學生的主體地位。
 3、摸擬整合，優(yōu)化物理實驗
 實驗是物理教學中的基礎(chǔ)，物理學的發(fā)展史告訴我們，物理離不開實驗。然而教材中有部分實驗因條件限制，無法用實驗直接演示或演示效果不明顯，借助多媒體手段可較好地解決這個難題，起到優(yōu)化物理實驗的效果。
 (1) 提高實驗的可見度，增強演示實驗的效果
 物理教學中的許多實驗都是為了再現(xiàn)物理過程，給學生提供觀察素材，要求學生有目的針對性地進行觀察，然而有一些演示實驗由于其可見度不高，或受環(huán)境條件的限制而無法達到預期效果。如有些實驗只能前排學生可觀察，而后排學生只能湊熱鬧而己，看不見又何以能喚起學生的注意，引起學生的好奇，激發(fā)學的興趣。在這種情況下，如能利用多媒體可提高演示實驗的可見度，培養(yǎng)學生的注意品質(zhì)，如：在力學實驗中對游標卡尺，彈簧秤等測量工具的讀數(shù)，電學實驗各種儀表的讀數(shù)，由于可見度小，在演示時均可采用實物投影儀將實驗直接投影到屏幕上，影像清晰度高、穩(wěn)定性好、可見度大，效果顯著，印象深刻。
 （2）實驗摸擬仿真，突破局限時空
 課本中有一些實驗因具有危害性或時空限制而無法在課堂演示，學生因受知識水平，生活環(huán)境及認識上的不足，很難想象出物理過程。如：縱波與橫波的傳播過程、分子的熱運動、分子的作用、低溫超導等在實際教學無法演示；布朗運動，固體擴散，天體運動等由于受時空限制不可能演示；電源短路、人身觸電、噪聲污染等由于有極大危害性也不宜在課堂直接實驗；靜電的幾個應用因條件不具備而無法在課堂上演示等。這些可借助多媒體計算機設計成CAI課件，通過模擬演示，讓學生感知，激發(fā)學生大膽想象，將這些復雜不易弄清的內(nèi)容，跨越時空的事物，通過多媒體將之動靜結(jié)合，圖文并茂地在屏幕上展示其物理過程、工作原理，變快為慢或變慢為快，變大為小或變小為大，變二維窨為三維立體空間，使呆板生動化，抽象具體化，深入淺出讓學生超越時空限制，突破思維障礙，培養(yǎng)學生的想象力和創(chuàng)新精神。
 4、復習梳理，重組整合，增大教學容量
 教學中，我們經(jīng)常要對前后不同時期學習的知識進行比較、歸納、概括、總結(jié)，特別是復習的時候。對各種物理過程，各種概念、規(guī)律的對比，如平拋運動和圓周運動對比、電場線和磁感線對比、安培力和洛侖茲力對比，串并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻及各種實驗的不同方法等，若重做實驗，不僅浪費時間，而且無新鮮感，多媒體能靈活的展示、逼真的摸仿、生動的再現(xiàn)其物理過程，借其其強大聲、圖、畫再現(xiàn)功能，對學過的知識重新梳理、重組和整合的演示，可喚起學生的回憶，。固化所學知識，使所學知識條理化、系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化。更重要的是利用多媒體傳播速度快，預設性能好的特點，多通道傳輸信息，加大教學容量。這一點尤其在復習課中更顯其優(yōu)越性。
 三、多媒體應用于教學中存在的問題和思考
 當然，事物都要一分為二。多媒體應用于課堂教學是現(xiàn)代科技、教育發(fā)展的必然結(jié)果，但在就現(xiàn)在而言，目前它還是輔助教學，處于從屬地位，它在教學中的應用應遵循教學原則，符合學生的年齡特征和認知特點，注意適時、適地、適度的加以應用，不能走極端，要注意以下幾個問題：
 ㈠不斷學習，提高自身素質(zhì)
 多媒體教學是一門新的教學技術(shù)，它不僅要求教師要懂得計算機的使用，而且要求教師會自己設計和制作教學軟件，這必然對教師提出了更高的要求。而目前特別是我們金秀縣多數(shù)教師對計算機輔助教學（CAI）了解不多，操作不熟練，所用的課件多是他人的課件，或是他人課件“組裝”的，所以制作出來的課件質(zhì)量不高，對教學有一定影響。在實際應用多媒體課件時，一定要根據(jù)教學實際和學生的學習情況，有所選擇和加工，注重擇優(yōu)，千萬不可圖省事，對現(xiàn)成教學課件照搬不誤，否則會錯誤疊出，不切實際，成了花架子。由于種種原因，多數(shù)教師僅在教學比武或公開課運用多媒體，以追求使用了現(xiàn)代科學技術(shù)教育形式，更有甚者在上課時操作失誤，自己無法解決，還需計算機教師加以更正。筆者就聽過一節(jié)剛參加工作不久的青年教師的公開課，她用Powerpoint制作的課件上課，在上課時卻從頭到尾都沒有點放影按鈕，處于編輯狀態(tài)，給人的印象是不會用。因此要推廣多媒體在物理教學中的運用，必須通過多種途徑提高教師素質(zhì)，才能使多媒體的作用得以正確發(fā)揮。
 （二）多媒體只是一種教學手段，不能取代教師。
 無論Authorware、Powerpoint、Flash還是其他教學軟件與多媒體教學軟件，其設計出的課件是多媒體在課堂教學應用的關(guān)鍵。多媒體輔助教學的立足點是輔助，而不是替代，所以只能是CAI。既不能只顧教師對學生的灌輸，也不能讓學生完全脫離教師而單純與機器交互學習，否則就出現(xiàn)以機器代替教師對學生“滿堂灌”的現(xiàn)象，其危害更大。有的教師誤認為，只要采用多媒體教學，一切問題都可以解決。其實并非所有的教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)都需要用多媒體來完成，絕大多數(shù)物理基礎(chǔ)知識，還是以教師講解、分析為宜，多媒體只是作為教師的助手而不能也不可能完全代替教師，事實上用多媒體上過課的教師都不得有一個共同的感受，就是教師的活動范圍受限制了，與學生的交流少了。因此，如何合理選擇多媒體教學的內(nèi)容和時機還值得深入探討的。
 （三）多媒體再好也不能完全替代真正的物理實驗
 目前，在教學中使用多媒體使用上存在許多誤區(qū)，其中之一就是用計算機動態(tài)摸擬或錄像基本甚至完全代替物理實驗，教師成了只用點鼠標的“操縱者”，學生成了“觀眾”。這顯然是不可取的，因為物理是一門以實驗為主的自然科學，實驗在物理學中處于重要地位，它的直觀性、尤其是真實性是多媒體課件無法達到的，它也是檢驗物理原理物理規(guī)律的標準，因此它是不可替代的。我主張物理實驗盡可能讓學生參與操作，親自觀察，讓學生獲得第一手資料和直觀的真實感受。只有到解析現(xiàn)象和原理時方可借助這一手段，若完全依賴錄像或計算機模擬，雖也逼真，但缺乏真實感，長期以往對學生的思維優(yōu)化及動手操作能力的培養(yǎng)極為不利。
 （四）求真務實，讓多媒體進入普通教室
 現(xiàn)在，我發(fā)現(xiàn)一種錯誤的認識，就是把建一個多媒體教室當作學�，F(xiàn)代化的一個標志。有的學�；ㄊ畮兹f元，建一個高標準的多媒體教室，讓人刮目相看。其實是很不值得的，也不實用，是缺乏遠見的。試想一個學校一個學期能上多少次合班課，上多媒體也不是表演課，不需要很大地方容很多人觀看。與其這樣倒不如花兩三萬把多媒體裝備到幾個普通教室去，在普通教室里進行多媒體教學要比在專用的多媒體教室進行多媒體教學效果要好得多。
 總之，多媒體教學要以要以解決傳統(tǒng)教學中難以解決或不能解決的問題為前提，以優(yōu)化教學目標為宗旨，教學手段的選擇是由教學內(nèi)容和教學對象來定，要從教學過程最優(yōu)化的高度去探究，要從實際出發(fā)，摒棄形式，切忌濫用。為此，應用多媒體要做到“五度”，即時間上有寬度，活動上有廣度，氣氛上有濃度，內(nèi)容上有深度，結(jié)果上有效度。多媒體教學是教學的有效手段，但絕不是能治“教學百病”的“靈丹妙藥”。多媒體在課堂教學中的應用以符合物理學科的規(guī)律和教學規(guī)律，符合學生的認知規(guī)律為原則，以培養(yǎng)學生能力為目標，輔以聲、像、圖、文，更有效地完成教學目標，從而提高教學效果。

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