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多媒体在物理教学中应用的思考

2013-07-28 01:28 多媒体在物理教学中应用的思考
                    
 
 现代科学技术的飞速发展，使人类社会进入了信息时代，计算机技术在当今教育领域中的应用，是教育现代化的一个重要标志。多媒体技术的发展引起了全球范围内的教育革命。当前我国中小学校都开始配备电影、录像、电视、幻灯、投影、录音机和计算机等现代化教学媒体,这就为多媒体教学手段进入物理课堂提供了物质条件。计算机多媒体媒体教学作为一种手段，已成改变了以往“粉笔”+“黑板”的教学环境，把生动逼真的动画图像，清晰的文字注解和优美的声音集于一体，将学生带进一个声、像、图、文并茂的新天地，大大提高了教学效果，给传统教学注入了新的教育理念和活力。实践证明，在教学中，充分运用多媒体教学手段，对培养和发展学生的自学能力，提高学习兴趣、教学效率有着积极作用但由此也出现了一些弊端，主要是片面追求课件的应用率，忽视了课件是为教学服务的原则。下面，笔者结合本人的物理教学实践，就多媒体在物理教学中的应用的利弊谈谈自己的一些不成熟的看法。
 一、正确认识多媒体在教学中的地位和作用
 1、多媒体教学的特征
 多媒体教学具有如下三大特征：
 实时性——能够在限定时间内执行完规定的功能，传递相应的教学信息，可靠而又快速地完成教学任务。
 直观性——在教学中通过多媒体手段，利用声音、图像、文字、色彩等信号钓多方式多渠道刺激学生的各种感官，让学生感知和认识客观形象，事物，引导学生形成对所学知识概念的清晰表象，丰富学生感性认识，为形成科学概念，掌握理性知识，发展智力创设条件。
 交互性——教与学的人可以根据人们的需要在同一媒体内部或不同媒体之间，跳转，暂停，快速进退并且各种媒体间发生关联，从而能创造出灵活生动和友好的交互界面。    
 2．多媒体教学的主要优点
 多媒体教学的优点是传统教学手段所不能比拟的，它代表了现代教育技术的主要特点，其优势在于：
 （1）容量大、变换快、效率高
 多媒体课件操作方便，可以用来展示课程内容，分析框架结构，总结实验结果，也可以通过文字、图形、影像、动画、声音等展示现实物理现象，把抽象的理论形象化、直观化。这种类型的多媒体应用与幻灯片的使用效果不同，它更有利于知识的理解，增强知识的记忆；又可以用来节省课堂时间，提高课堂效率。
 （2）动静结合，过程清晰，直观形象
 部分实验演示的现象，一些动态抽象的物理过程，往往存在教师描述不清，学生想象不出的情况，而传统的教学手段只能做到采用一些挂图、模型式复合幻灯片来辅助教学，现代的多媒体技术则采用了简单而明了的动画形式解决了这化静为动的问题。如运动物体的受力分析，磁场中磁感线的分布，运动的合成与分解，电流的形成，电磁感应以及原子核爆炸等。
 （3）模拟实验特点性
 以多媒体电脑辅助模拟物理实验，若说上述两种形式以传统电教手段或可实现，则下面的几种形式中发挥了多媒体物理教学不可替代的优势，当然，真实的实验有其可信任，而微机模拟实验亦逐渐地显示出其诱人的魅力。
 总之，多媒体教学手段在物理教学中的地位和作用是其它手段无法替代的。一是它能使“静态”变为“动态”，“高速”降为“低速”，“连续”转为“定格”；二是它能使微观现象宏观化，抽象过程具体化；三是它能肉眼使看不见，感官摸不着的东西变为有声、有色、有形。可见，多媒体的应用主要作用在于激发学生学习兴趣，帮助学生建立物理模型，让学生更好地观察物理现象，分析思考物理过程，优化课堂教学，更有利于突出重点，突破难点，加大教学容量，拓宽教学的“空间”，延长教学“时间”，让教师教得轻松，学生学得愉快，达到教学的最优化境界。
 二、多媒体在物理教学中的应用
 1. 利用多媒体创设教学情境以激发学生学习兴趣
  心理学研究表明：兴趣是获得成功的动力，是推动人们求知的一种内在动力，兴趣必然引起追求。实践证明：学生对学习如果没有浓厚的兴趣，就没有探究的愿望，兴趣达不到“着迷”程度，就无法激发灵感。如在讲到平抛运动时，首先利用飞机投弹的FLASH动画，由学生指挥投弹，学生一下子兴趣就来了，但都很难投中，教师借机提出问题，要知道如何才能准确投中，则需学习平抛运动的知识。通过创设生动的图文、声像画面的教学情境，极大地调动学生主动参于教学活动，激发了学生对物理的学习兴趣。
 2．利用多媒体可优化物理教学过程
 多媒体手段具有丰富的表现能力，它一方面可以突破时间和空间的限制，为学生提供丰富的感知材料，创设多采的教学情境，再现运动的规律，揭示物理现象的本质和内在联系，提高教学效果和效率，达到优化教学过程的功能。另一方面它还可以增大传输知识信息容量，提高传输质量，实现课堂教学的优化整合。事实证明：恰当运用多媒体辅助教学可活跃课堂气氛，激发学生求知兴趣，更易形成互动课堂，让学生在轻松欢愉的气氛中学习，达到接收知识快，课堂效率高。
 （1）创设学习情境，启迪学生思维
 建构主义学习理论认为，学习不是教师向学生传递知识信息、学习者被动地吸收的过程，而是学习者主动建构，这一过程是不可能由他人代替的。教师的任务是创设一个有意义的教学情境，为学生提供各种建构材料。利用多媒体可创设愉悦的、求知的、成功的课堂情境，适时适地呈现出适当内容的形象材料，给学生多通道的刺激，让学生边听、边看、边思考。用生动具体的物理现象再现，揭示物理问题的实质，变抽象为具体，变枯燥为生动，从而激发学生对物理的浓厚兴趣，引导学生探索物理问题的好奇心，为积极主动地学好物理打下良好的基础，如在讲《机械波》时，开始放一段横波动画，通过画面的慢动作和定格，之后用动画放一段纵波动画的慢动作和定格，让学生细致入微地进行观察比较，使他们更加明确两种波的异同和特点。在讲到《半异体》时先放声控路灯和光控门两个视频影像，使学生感到十分新奇。这种动画情境的设置无疑对学生创造性思维的培养及智力的开发会起到不可估量的作用。 （科教范文网 fw.nseac.com编辑发布）
 (2)再现物理过程，建立物理模型
 物理现象的再现，概念的建立，规律的理解，物理实验数据的分析和处理，在很大程度上取决于相应物理模型的建立，如：运动学中的“质点”，电磁场中的“电场线”和“磁感线”，“安培分子电流假说”模型等，这些物理模型的建立，传统教学手段只能事倍功半，学生很难理解。而多媒体教学手段则立竿见影，用其丰富形象的表现力，将物理现象的物理过程生动、形象地呈现在屏幕上。如讲牛顿第三定律时，传统的方法一般是采用“举例分析，归纳总结”，但学生很难理解，而用多媒体演示的动画，利用交互方式，直观鲜明地演示出“作用—反作用”、“作用力与反作用力大小相等方向相反”的过程，不到3分钟的动画图像，为学生建立了碰撞模型, 印象深刻，只要教师稍加点拨和启发，学生便心领神会，牢记心里。
 (3) 点击重点，突破难点，发挥学生的主体作用
 尽管物理教材增加了很多图片，较之过去有了很大的改进。但那些文字和图片者是“静态”信息，无法“动化”，所以使得信息存储、传递，再现能力受到限制，“动态”展示几乎是空白，尤其在表述一般实验条件下，难以再现的内容时，如大到宏观的世界的自然规律，小到微观世界的精细结构等，虽能说清“其然”，却难以描述“其所以然”，常会造成一种无法准确表达，学生在朦胧迷茫状态中学习的不良现象.。通过多媒体课件，采用动画摸拟，点击重、难点，让学生感受极佳的动态效果，则教学重难点的解决犹如破竹之势，顺利完成。如：磁场、电场、磁感应线、电力线等重难点内容均可采用动画制作软件，将这部分内容制作成三维动画，达到点击重点，化解难点之功效。本人在讲到磁体和电流的磁场时就利用磁感线的三维动画课件展示给学生，不是靠教师讲和灌，而是让学生观察，参与。又如在《机械波》一节中介绍横波的形成时，传统的方法是用粉笔在黑板上画出波源每完成振动的四分之一周期所形成的波形图，并且特别强调在波传播的过程中，传播的只是振动形式，而介质中的每个质点都只在各自的平衡位置附近往复振动，并不随波迁移。可是总有一些学生认为波是介质中各质点在波的传播方向上移动产生的。如果用flash制作了动画课件进行多媒体教学后，这些问题就会迎刃而解了，通过视觉的动态刺激，通过直观的感受，学生就会在脑海里留下极为深刻的印象。此时任何语言都是苍白的。 （转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
 用多媒体辅助教学，就会变静为动，变抽象为直观，极大提高课堂的教学效率，能达到事半功倍的效果。变学生“要我学”为“我要学”，让学生来探究物理知识，突出学生的主体地位。
 3、摸拟整合，优化物理实验
 实验是物理教学中的基础，物理学的发展史告诉我们，物理离不开实验。然而教材中有部分实验因条件限制，无法用实验直接演示或演示效果不明显，借助多媒体手段可较好地解决这个难题，起到优化物理实验的效果。
 (1) 提高实验的可见度，增强演示实验的效果
 物理教学中的许多实验都是为了再现物理过程，给学生提供观察素材，要求学生有目的针对性地进行观察，然而有一些演示实验由于其可见度不高，或受环境条件的限制而无法达到预期效果。如有些实验只能前排学生可观察，而后排学生只能凑热闹而己，看不见又何以能唤起学生的注意，引起学生的好奇，激发学的兴趣。在这种情况下，如能利用多媒体可提高演示实验的可见度，培养学生的注意品质，如：在力学实验中对游标卡尺，弹簧秤等测量工具的读数，电学实验各种仪表的读数，由于可见度小，在演示时均可采用实物投影仪将实验直接投影到屏幕上，影像清晰度高、稳定性好、可见度大，效果显著，印象深刻。
 （2）实验摸拟仿真，突破局限时空
 课本中有一些实验因具有危害性或时空限制而无法在课堂演示，学生因受知识水平，生活环境及认识上的不足，很难想象出物理过程。如：纵波与横波的传播过程、分子的热运动、分子的作用、低温超导等在实际教学无法演示；布朗运动，固体扩散，天体运动等由于受时空限制不可能演示；电源短路、人身触电、噪声污染等由于有极大危害性也不宜在课堂直接实验；静电的几个应用因条件不具备而无法在课堂上演示等。这些可借助多媒体计算机设计成CAI课件，通过模拟演示，让学生感知，激发学生大胆想象，将这些复杂不易弄清的内容，跨越时空的事物，通过多媒体将之动静结合，图文并茂地在屏幕上展示其物理过程、工作原理，变快为慢或变慢为快，变大为小或变小为大，变二维窨为三维立体空间，使呆板生动化，抽象具体化，深入浅出让学生超越时空限制，突破思维障碍，培养学生的想象力和创新精神。
 4、复习梳理，重组整合，增大教学容量
 教学中，我们经常要对前后不同时期学习的知识进行比较、归纳、概括、总结，特别是复习的时候。对各种物理过程，各种概念、规律的对比，如平抛运动和圆周运动对比、电场线和磁感线对比、安培力和洛仑兹力对比，串并联电路中电流、电压、电阻及各种实验的不同方法等，若重做实验，不仅浪费时间，而且无新鲜感，多媒体能灵活的展示、逼真的摸仿、生动的再现其物理过程，借其其强大声、图、画再现功能，对学过的知识重新梳理、重组和整合的演示，可唤起学生的回忆，。固化所学知识，使所学知识条理化、系统化和结构化。更重要的是利用多媒体传播速度快，预设性能好的特点，多通道传输信息，加大教学容量。这一点尤其在复习课中更显其优越性。
 三、多媒体应用于教学中存在的问题和思考
 当然，事物都要一分为二。多媒体应用于课堂教学是现代科技、教育发展的必然结果，但在就现在而言，目前它还是辅助教学，处于从属地位，它在教学中的应用应遵循教学原则，符合学生的年龄特征和认知特点，注意适时、适地、适度的加以应用，不能走极端，要注意以下几个问题：
 ㈠不断学习，提高自身素质
 多媒体教学是一门新的教学技术，它不仅要求教师要懂得计算机的使用，而且要求教师会自己设计和制作教学软件，这必然对教师提出了更高的要求。而目前特别是我们金秀县多数教师对计算机辅助教学（CAI）了解不多，操作不熟练，所用的课件多是他人的课件，或是他人课件“组装”的，所以制作出来的课件质量不高，对教学有一定影响。在实际应用多媒体课件时，一定要根据教学实际和学生的学习情况，有所选择和加工，注重择优，千万不可图省事，对现成教学课件照搬不误，否则会错误叠出，不切实际，成了花架子。由于种种原因，多数教师仅在教学比武或公开课运用多媒体，以追求使用了现代科学技术教育形式，更有甚者在上课时操作失误，自己无法解决，还需计算机教师加以更正。笔者就听过一节刚参加工作不久的青年教师的公开课，她用Powerpoint制作的课件上课，在上课时却从头到尾都没有点放影按钮，处于编辑状态，给人的印象是不会用。因此要推广多媒体在物理教学中的运用，必须通过多种途径提高教师素质，才能使多媒体的作用得以正确发挥。 （科教范文网 Lw.nsEAc.com编辑整理）
 （二）多媒体只是一种教学手段，不能取代教师。
 无论Authorware、Powerpoint、Flash还是其他教学软件与多媒体教学软件，其设计出的课件是多媒体在课堂教学应用的关键。多媒体辅助教学的立足点是辅助，而不是替代，所以只能是CAI。既不能只顾教师对学生的灌输，也不能让学生完全脱离教师而单纯与机器交互学习，否则就出现以机器代替教师对学生“满堂灌”的现象，其危害更大。有的教师误认为，只要采用多媒体教学，一切问题都可以解决。其实并非所有的教学内容和教学环节都需要用多媒体来完成，绝大多数物理基础知识，还是以教师讲解、分析为宜，多媒体只是作为教师的助手而不能也不可能完全代替教师，事实上用多媒体上过课的教师都不得有一个共同的感受，就是教师的活动范围受限制了，与学生的交流少了。因此，如何合理选择多媒体教学的内容和时机还值得深入探讨的。
 （三）多媒体再好也不能完全替代真正的物理实验
 目前，在教学中使用多媒体使用上存在许多误区，其中之一就是用计算机动态摸拟或录像基本甚至完全代替物理实验，教师成了只用点鼠标的“操纵者”，学生成了“观众”。这显然是不可取的，因为物理是一门以实验为主的自然科学，实验在物理学中处于重要地位，它的直观性、尤其是真实性是多媒体课件无法达到的，它也是检验物理原理物理规律的标准，因此它是不可替代的。我主张物理实验尽可能让学生参与操作，亲自观察，让学生获得第一手资料和直观的真实感受。只有到解析现象和原理时方可借助这一手段，若完全依赖录像或计算机模拟，虽也逼真，但缺乏真实感，长期以往对学生的思维优化及动手操作能力的培养极为不利。
 （四）求真务实，让多媒体进入普通教室 （科教范文网http://fw.nseac.com）
 现在，我发现一种错误的认识，就是把建一个多媒体教室当作学校现代化的一个标志。有的学校花十几万元，建一个高标准的多媒体教室，让人刮目相看。其实是很不值得的，也不实用，是缺乏远见的。试想一个学校一个学期能上多少次合班课，上多媒体也不是表演课，不需要很大地方容很多人观看。与其这样倒不如花两三万把多媒体装备到几个普通教室去，在普通教室里进行多媒体教学要比在专用的多媒体教室进行多媒体教学效果要好得多。
 总之，多媒体教学要以要以解决传统教学中难以解决或不能解决的问题为前提，以优化教学目标为宗旨，教学手段的选择是由教学内容和教学对象来定，要从教学过程最优化的高度去探究，要从实际出发，摒弃形式，切忌滥用。为此，应用多媒体要做到“五度”，即时间上有宽度，活动上有广度，气氛上有浓度，内容上有深度，结果上有效度。多媒体教学是教学的有效手段，但绝不是能治“教学百病”的“灵丹妙药”。多媒体在课堂教学中的应用以符合物理学科的规律和教学规律，符合学生的认知规律为原则，以培养学生能力为目标，辅以声、像、图、文，更有效地完成教学目标，从而提高教学效果。