物理教学中应用多媒体教学的探索与思考

物理教学中应用多媒体教学的探索与思考邗江实验学校物理组王庭妹在计算机日益普及、网络资源无比丰富的今天，使用网络资源，开阔学生眼界、拓展学生思维，网络资源与物理课程的整合将化抽象为直观、化枯燥为形象，充分发挥学生的主动性和创造性，营造良好的教育教学环境，使物理教学上一个新台阶，教学过程不再只是知识的传递和堆砌，而更注重学生对信息的获取、分析、处理和应用能力的培养。必然带来学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革。吸引学生全员、全程参与到课堂学习活动中，使学习过程变得生动活泼，将信息技术与课堂教学进行良好有机的整合是一个好办法。通过信息技术与教学的整合能够提供良好的个别化学习环境，学生可以根据自己的学习能力、理解能力和发展水平，调节学习的进度和难度，真正实施因材施教；信息技术能够把微观世界和宏观现象通过视频、动画等形式展现出来，降低了学习难度，增强了教学的直观性，激发了学生学习的兴趣；在信息化和网络化的条件下教学能够突破时空界限，能有效地组织协商活动，培养合作学习精神和自学能力等等。从而降低了学习难度，使教学难点得以顺利突破。从人的各种感官获得知识的比率及人获得知识的记忆保持比率(见下表)来看,引入媒体对学生知识的掌握起到巩固的作用。人的各种感官获得知识的比率感官视觉听觉嗅觉触觉味觉比率83%11%3.5%1.5%1%人获得知识的记忆保持比率：学习方式记忆保持的比率三小时左右三天后单用听觉60%15%单用视觉20%40%视听并用90%75%因此，在教学中恰当使用多媒体，使之更好地为教学服务，也为新课标的贯彻落实，是我们探索和努力的方向。在实施的过程中把握好以下的原则:一、实验基本清晰能达到教学目标的，强调做好实验，必要时用计算机模拟帮助分析理解。义务教育阶段和高中的物理课程标准里，突出了“实验”和“探究”，属于既有传承又有新意的内容。探究方式的多样化，除了实验探究，还有观察探究（例如，通过观察自然界中缠绕植物的茎和攀援植物的卷须与缠绕和生长方向关系，对比理解通电螺线管中电流方向与其南北极方向的关系。），模拟探究（利用计算机科学模拟资源进行探究），文献探究（例如：通过查询文献史实，了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法，讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义），理论探究（用数学方法推论或根据已有物理知识用推理方法认识新的物理问题）以及综合探究等。“科学探究”首先是“实验探究”，是在重视实验教学研究里的教学设计问题。这个问题的实践是二十世纪三十年代左右首先在经济发达国家提出，理论支持是著名教育家杜威提出的。让学生自己去感受、自己去吸收，让科学家的刻苦钻研激起学生的共鸣。在教学中要重视实验，让学生通过实验学到密度、压强、共点力的平衡、光的折射……等许多物理基本知识，而且“真实感”和“客观性”在学生的情感、态度和价值观方面得到熏陶，理解“规律”是自然存在的，不是依赖于人“建构”的，只是人“发现”之后用人所创造的语言、文字给予描述。许多实验过程还培养了学生的实际操作本领。这是任何其他手段所不可能替代的。这也是物理新课程标准提出的：“突出物理学科特点，发挥实验在物理教学中的重要作用”，“掌握物理实验的一些基本技能，……”“客观地认识世界、理解世界”，“逐步形成科学态度与科学精神。因此，以实验为基础，学生的动手能力对学好物理尤为重要。该做的实验一定要让学生做，必要的通过学生先做再用计算机模拟分析理解。比如真实的实验比较快，实验过程不明显，而且从观察实验事实所获得的形象（感性）信息到“理解”抽象的理性思维之间需要“分析”，我们把必要的“分析信息”做到课件里，帮助和引导学生探索，达到“减轻学生负担。提高教学质量的效果。”例如：高中的平抛运动。在初中实验教学中，如“电路连接”本是物理教学中的一大难点，教师通常采用演示和让学生自己动手连接的方法熟悉电路。但由于演示实验的可视性差，而学生实验又不能快速反复练习，从而严重影响了教学效果。此时可用flash5.0制作一个电路元件库存放各种电路元件的实物图，然后再配合其编程功能完成在一个固定的窗口中通过鼠标拖动和用鼠标画线的方式模拟电路连接的方法的课件。学生用这样的课件进行练习，定会收到事半功倍的效果。二、实验不够清晰，需要计算机模拟补充例如：电磁继电器的工作过程、波的叠加、干涉现象和衍射现象。实验往往看到的是“结果”，而“过程”和“本质”是不容易看清楚的。没有现代信息技术之前，这个课题比较困难。处理方法是先做有关实验，初步了解事实，然后用有交互功能的科学模拟补充，两种信息技术实现“优化组合”来达到教学目标。三、中学不可能做出的实验，用视频和计算机模拟。物理中有许多概念和过程比较抽象，以往教学中教师教的乏味，学生听得厌烦，教学效果非常差。例如：α粒子散射是二十世纪物理的重大发现并引出原子核式结构的认识，在高中物理教学里也是重要课题。新课程标准里明确建议是：“用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验”。我认为用计算机科学模拟更好。因为这个课题的录像片也不可能是录下真实的实验，而是用计算机制作的“动画片”。再如：“原子弹爆炸时的链式反应”涉及到微观领域，我们是不可能看到的，因此学生难以接受。此时我们可用flash等动画制作软件制作动画将微观领域扩大化、将抽象的过程形象化，使学生获得形象的感知，从而加深对知识的理解。另外，有很多物理方法、物理思维存在于人的头脑中，不能用实验演示，而仅用语言又难以描述，也可用课件展示。四、利用课件的多媒体性激发学生的学习兴趣。中学生正处于心理飞速发展时期，大多数学生的学习还是靠兴趣维系的。此时他们青春气息浓厚，对枯燥的东西很难感兴趣，而他们对物理的感觉也正是如此——枯燥乏味。这样，既然对物理没了兴趣，当然也就没有了动力，后果可想而知。其实根据其青春气息浓厚这一特点，我们可以设计一些图、文、音并茂的多媒体课件，充分利用他们的无意注意，引起他们的学习兴趣，使其产生强烈的学习欲望，进而形成学习的动机。例如：在初中有趣的声、色彩斑斓的光现象教学中，利用学生喜欢的音乐、声、光、电制作的效果刺激学生的听觉、视觉，极大地调动学习兴趣，课堂在一片欢声笑语中进行下去……五、在教学过程中，教学内容和教学要求不能肆意扩充，如何有效地使用资源使教学更为充实？例如：在讲解红外线时，书上是这样的表述：“如果用红外摄影对人体成像，做出体表的‘热图’，可以通过皮肤温度的微小差别判断人体的健康状况。”讲到这部分内容就可以让学生点击鼠标进入Internet搜索，让学生通过网络学习红外测温仪，它象电视摄像机一样拍摄温度分布图像，分辨率高达0.08摄氏度，并直接测量图像中任意点的准确温度,不同颜色代表不同温度，查非典高温者特别高效：即使人群在不停地走动，也可在一秒钟内测出数十人中的高温者（蓝色、绿色为正常人，红色为高温者如图所示），红外温度图像与可见光图像同时在一个屏幕上显示，电脑全自动搜索到高温病人时会立即报警,并进行红外和可见光双路拍照、存储，便于当时和事后追踪高温病人，成像测温系统像素高达320×240(约78000)个像素，可对远达50米～100米的目标进行清晰成像和测温。这样的学习不仅使学生掌握了知识，也使学生体会到了学以致用的成就感。同样在教学中涉及许多著名的科学家，对于科学家的介绍也可以通过网络来进行教学，提供了中学物理涉及的所有科学家，例如：关于电磁感应现象的发现，让学生查阅科拉顿跑失良机、法拉弟的伟大发现等等，让学生自己去了解、自己去查阅。再如：八年级物理第九章信息的传递，利用多媒体课件展示或用交互式的课件，让学生体会、了解现代科技的广泛应用及发展方向。。可见信息技术能建立虚拟学习环境，创设新情景，变抽象为具体，变静态为动态，将微观过程进行宏观模拟，把宏大场景作缩微处理，对瞬变搞定格分析，化枯燥为生动。“学习障碍”的存在是教学难点的成因之一。抽象思维的障碍、逻辑思维的障碍、语言表达的障碍等在信息技术的帮助下都一一消除了，六、存在的问题与思考：1、教师教育观念的开放性教师的角色是教学信息资源的设计者，学生学习的促进者，所以教师不仅要有丰富的专业知识，还要掌握计算机网络技术和课件的制作，同时教师对课堂中可能会出现的情况要有一定的预见性，也必须对教学信息资源进行精心设计、策划，这对教师也是巨大的挑战。因此，教师必须要有“开放的教育观念”，否则无法适应信息化、网络化环境下的教学。2、不能以动画取代实验，鼠标取代粉笔，电脑取代黑板，其实所谓信息技术与课程整合就是最大限度的利用网络资源，平时花2～3小时备课，现在利用这些时间上网搜索材料进行相关超链，就大为提高了效率。当然最好是学校要有共享资源，老师要有自己的个人主页，当学生进入老师的网站，利用鼠标就可以跟随老师上课的节奏，不断地理解每一节课的内容以及由此延伸拓展的，在这个基础上学生再提出问题并继续在网上搜索答案，就能真正形成互动式的学习。这样的一个过程不仅是知识的传播过程，更是学生能力的培养过程。当然不管电脑提供的是几何画板辅助动画、Flash动画还是物理仿真实验，都不可能取代真实实验的意义，因而真实地做实验是必须的。这样，就避免了在学生“心理”上可能产生“事情真是这样吗？”的疑问，影响教学效果。避免产生“知识就是编故事，个人想怎么编就怎么编”，而没有探索“客观规律”的基本理念。“虚拟”技术是为了补“现实”条件的不足，“虚拟”与“现实”是互补的。我们要充分发挥信息技术的作用，要让信息技术充分服务于教学，学生真正成为学习的主人，老师成为学生学习的指导者和组织者。3、传统的教学模式必须改变，因其信息传输通道狭窄单一、信息容量小、传输速度慢、效果差，而信息技术可以将多种信息传输手段作用于学习者,可以同时调动视、听、说等多种感官,形成合理的教学过程体系,使学习者在最佳的学习环境中学习,使之达到教学的最佳效果。同时这种多感官刺激作用,有利于学生注意力的长期保持和获取知识。再有，信息技术能动态地、对比地演示一些物理现象,可以有效地控制变化的速度,调节快慢,从而便于学习者观察和思维，在教师与计算机的共同启发下,培养学生的能力。