蔡園中學(xué) 何艷軍計算機多媒體課件在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

1、計算機多媒體課件在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用蔡園中學(xué) 何艷軍學(xué)習(xí)的好壞很大部分取決于興趣。學(xué)生對物理教學(xué)是否覺得有興趣，與他們實驗?zāi)軌颉翱吹健薄ⅰ奥牭健被颉案杏X”到的“物理現(xiàn)象”有關(guān)。在現(xiàn)代教育技術(shù)缺乏的情況下，學(xué)生感受到的“空間”是非常有限的，因而想象的空間也是有限的。“沒有興趣”，“缺乏動機”，“失去創(chuàng)新”，也是自然的事情了。但是，利用計算機多媒體課件對視頻、圖像、錄音、圖片等多種媒體信息的集成和再視功能，結(jié)合傳統(tǒng)媒體的現(xiàn)場展示功能，通過力、熱、聲、光、電等形式提供生動形象的感官刺激，強化“實驗情景”的可控展示，極大程度地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，促使學(xué)生主動參加活動，可以使學(xué)生在生動形象的物理

2、實驗教學(xué)中，感覺到學(xué)習(xí)的樂趣，體驗到學(xué)習(xí)的愉悅情感，自然會產(chǎn)生進一步學(xué)習(xí)物理的愿望和內(nèi)在動機，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高教學(xué)效果。 多媒體技術(shù)正滲透到社會的各個領(lǐng)域，改變著我們的生活方式以及思維觀念，教育領(lǐng)域當(dāng)然也不例外，與以往任何一種教育媒體的應(yīng)用相比，多媒體技術(shù)的引入使傳統(tǒng)的教育方式發(fā)生了更深刻的變革，甚至可以說造成了不小的沖擊。但不管怎樣，多媒體課件在提高教育質(zhì)量和教學(xué)效率方面所起的作用已被人們所公認。 一、          多媒體課件在教學(xué)中的意義 多媒體課件是近幾年來在中小學(xué)中逐步普及應(yīng)用的教學(xué)手

3、段。由于它交互性強，表現(xiàn)形式豐富，容易為學(xué)生接受，有利于分層教學(xué)，信息量大等優(yōu)點，已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)手段中的幻燈片、錄音、錄像等，處于電教的主體地位。根據(jù)教育部于 2000 年 10 月在北京召開的“全國中小學(xué)生信息技術(shù)教育工作會議”中指出，未來教育要以信息化帶動教育的現(xiàn)代化，要加快信息技術(shù)與其他課程的整合；并運用信息技術(shù)與課程教學(xué)改革整合，促進教學(xué)方式的變革。利用多媒體技術(shù)對文字、聲音、視頻、動畫影片等綜合處理，可在信息傳播中把人的各種感官有機地組合起來接受信息的效率，這已在教學(xué)各學(xué)科中取得良好的效果。 21 世紀的物理教育，必須提高課堂教學(xué)效率作為教改的首要問題，向課堂 45 分鐘要質(zhì)量，

4、向科研要質(zhì)量。要提高課堂效率，首先就必須使課堂結(jié)構(gòu)高效化。衡量課堂結(jié)構(gòu)達到高效化有 5 個主要標準： 學(xué)生主動積極參與程度； 學(xué)生掌握知識、能力和方法的水平； 學(xué)生當(dāng)堂練習(xí)的數(shù)量和質(zhì)量； 信息反饋暢通的程度； 充分有效地利用教學(xué)時間。因此，物理教師必須針對物理教材的特點，更多采用新技術(shù)，使教學(xué)手段現(xiàn)代化和多樣化。通過多媒體課件輔助教學(xué)，可以使學(xué)生以交互方式進行學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生參與，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)潛能的發(fā)展，有利于培養(yǎng)學(xué)生捕捉信息，獲取信息、處理信息的能力，有利于幫助學(xué)生建立新舊知識的聯(lián)系，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，促使學(xué)生自覺地進行學(xué)習(xí)。 隨著計算機軟件以及硬件技術(shù)的

5、發(fā)展，各種現(xiàn)代教學(xué)媒體層出不窮，教育也像經(jīng)濟一樣，走向“全球一體化”。以多媒體課件進行輔助教學(xué)是教育發(fā)展的必然趨勢，它對提高學(xué)生的素質(zhì)將會起到可估量的作用，同時，也會促進應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的快速轉(zhuǎn)軌。因此，我們應(yīng)積極探索，大膽嘗試和創(chuàng)新。 二、多媒體課件在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用 觀察和實驗是物理學(xué)的基本研究方法，許多物理定律、定理、規(guī)律是由觀察和實驗得來的，做好物理實驗對于培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?，提高學(xué)習(xí)物理的興趣，就顯得十分重要和必要。由于實驗器材、實驗條件等諸多因素的限制，用傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)手段來進行實驗教學(xué)問題或多或少的存在這樣或那樣的不足，甚至有的干脆不能演示。多媒體課件恰好彌補了上述不足

6、。 （一）多媒體課件在演示實驗教學(xué)中的應(yīng)用 在物理課堂中，用實驗來演示是一種很好的教學(xué)方法。在傳統(tǒng)的教學(xué)手段中，有些物理事實或物理過程，是難以直觀地在課堂中展示。例如：極高速、極緩慢、極微小、極龐大的物理運動或物理過程，對實驗環(huán)境與實驗條件要求極高的實驗過程等等。如很難觀察到摩擦起電原理，很難看到電流的實際流經(jīng)路徑，不方便展示光速的測定過程等。相比這下，利用多媒體技術(shù)擁有許多充分顯現(xiàn)實驗內(nèi)在特征的優(yōu)勢，為實驗的成功創(chuàng)造了喜人的條件，保證物理實驗?zāi)軌蛏鷦?、形象地模擬物理現(xiàn)象，使學(xué)生有興趣學(xué)習(xí)物理。 （ 1 ）演示實驗用課件將一閃即逝的物理過程變成慢放的連續(xù)重放，增加演示實驗的可靠性。運動學(xué)中有些

7、現(xiàn)象因演示實驗時一閃即逝而難以觀察，且在學(xué)生大腦中停留時間太短，學(xué)生對其內(nèi)在的物理量的變化與關(guān)系不容易把握，將這些過程利用計算機模擬出來，對那些關(guān)鍵的細節(jié)或要學(xué)生注意的地方采用特技手段重放就可以強化信息的輸入。對學(xué)生更有幫助的是，學(xué)生可以在動態(tài)的慢過程顯示中，既能看到物理量之間關(guān)系的圖景，拓展了學(xué)生物理思維的空間，又是一種物理動態(tài)思維素質(zhì)的訓(xùn)練。例如 “電動機的工作原理”在傳統(tǒng)的教學(xué)中是先結(jié)合掛圖講解，然后再讓小型電動機轉(zhuǎn)動。由于電動機轉(zhuǎn)動太快，學(xué)生不能清晰地觀察換向器所起的作用，降低了演示實驗的可信性。如果將電動機轉(zhuǎn)動攝入鏡頭，在錄像編輯機上復(fù)制成慢放的連續(xù)定鏡錄像帶的重放，然后制成課件，學(xué)

8、生便可以清楚地觀察到電動機的工作原理及換向器的作用，教學(xué)效果很好。又如平拋運動的分解實驗，整個過程只有零點幾秒，通過實驗只能得到平拋、豎落、水平三個方向上的小球在最后時刻的等時關(guān)系，而中間過程卻無法詳細觀察，我們用計算機模擬閃光照片，把這一過程慢放，以便于分析。再如，在研究“自由落體”的變速特征時，通過利用計算機即時將演示實驗中小球的下落過程，進行延緩處理，讓學(xué)生初步觀察到“自由落體”的變速特征，進一步通過計算機設(shè)定相等的時間間隔小球的位置，讓學(xué)生讀出背景標尺的計數(shù)，計算推論小球的運動規(guī)律。這樣讓學(xué)生感受到現(xiàn)象的真實性，又讓學(xué)生自己從實驗數(shù)據(jù)中推論出物理規(guī)律，達到事半功倍的成效。 （ 2 ）利

9、用三維動畫技術(shù)將平面靜態(tài)變動畫效果，使學(xué)生更好理解，觀察更直觀。在傳統(tǒng)的教學(xué)手段中，通常是通過實驗、掛圖等向?qū)W生展示物理事實與過程的，而平面靜態(tài)圖形難于全面、準確地表示動態(tài)的、三維空間的物理過程，導(dǎo)致物理事實與物理過程的展示受到一定的限制。一些抽象的物理模型也只能通過示意圖與語言表達方式，讓學(xué)生通過想象而感知。如，在講光的直線傳播這一節(jié)時，日食、月食的形成及三球的運動情況教師不易講清楚。若通過海百合課件專家 2004 或 Powerpoint 等課件制作軟件，把月球繞地球轉(zhuǎn)，同時地球繞太陽轉(zhuǎn)及日食、月食的形成過程制成課件展示給學(xué)生，則學(xué)生更容易理解接受。類似的如天體運動、人造衛(wèi)星等都可以制成課

10、件。例如在上“連通器”這一節(jié)時，說到連通器的應(yīng)用，課本中有相關(guān)的插圖，但都是靜止的，不夠形象，我們也可用 FLASH 軟件制成動畫效果進行演示，這樣使學(xué)生感受實際情景，增進學(xué)生對教材的內(nèi)容的理解。如圖 所示，當(dāng)龍頭的水流入茶壺中時，會發(fā)現(xiàn)茶嘴跟壺肚里的水總是保持相平的。圖 演示：當(dāng)龍頭的水流入鍋爐時，自始至終，水位計與鍋爐的水保持相平。圖 演示：這是一個牲畜自動喂水器，如何實現(xiàn)自動喂水呢？一按演示按鈕，學(xué)生便從動畫中不難知道這個原因：牲畜喂水器的右邊大容器中，馬飲水時，水位下降，進水管中的閥門在杠桿的作用下，水進入左邊小容器中，當(dāng)水上升到一定程度，由于杠桿的作用，使閥門自動關(guān)閉，水位不再上升，

11、因而喂水器中的液面總保持相平。圖 是介紹船閘利用小道理解決大問題時，課本畫了船閘從上游駛過下游過程中四幅插圖，也可以用動畫設(shè)計，演示閥門打開，船隨水面而下降及船運動的效果。 （ 3 ）有些微觀東西摸不著、看不見，可以用多媒體進行實驗?zāi)M。電流的方向判斷及大小計算在初三電學(xué)中是重點，但電流在導(dǎo)體中看不見，摸不著，對初中學(xué)生來說較抽象，難以理解，導(dǎo)致在電路分析和計算經(jīng)常出錯，課本中雖然有許多幅相關(guān)插圖，但都是靜止的，不能讓學(xué)生有電荷流動的感覺。如果利用多媒體中動態(tài)軟件（ FLASH ）設(shè)計，非常方便地制作出導(dǎo)線中正負電荷流動的畫面，這樣把微觀粒子夸張化，學(xué)生理解起來就不那么困難。例如上圖 是布朗運

12、動模擬實驗，布朗運動是一個非常重要的實驗，但由于受條件限制，此實驗無法做。但通過課件模擬，可讓學(xué)生了解基本的實驗過程、實驗條件、實驗現(xiàn)象，并可根據(jù)實驗現(xiàn)象讓學(xué)生分析總結(jié)，并為學(xué)生理解布朗運動奠定基礎(chǔ)。在摩擦起電的原因這節(jié)課，講原子核結(jié)構(gòu)及電子轉(zhuǎn)移等問題，將這些微觀的事物制成課件模擬放大，就能達到理想效果。 （ 4 ）課堂演示中用多媒體課件對局部展現(xiàn)。物理的基本概念、物理的規(guī)律讓學(xué)生理解、掌握離不開物理實驗，這是物理教學(xué)的一個特點，教學(xué)中，教師都要求學(xué)生觀察細致，并注意關(guān)鍵時刻和重點觀察目標。實際中一些實驗的次要現(xiàn)象、表面現(xiàn)象往往吸引了學(xué)生的注意力，而無法明確教師的意圖，導(dǎo)致學(xué)生對實驗現(xiàn)象的誤導(dǎo)

13、，從而影響學(xué)生對規(guī)律的掌握。但多媒體技術(shù)，將實驗中需突出的主題放大集中到投影屏幕上，就盡可能避免了學(xué)生注意力的分散及觀察主題的誤導(dǎo)。例如在“向心力”一節(jié)的教學(xué)中，利用向心力演示器來探究向心力與哪些因素有關(guān)的實驗。這個演示實驗，在于讓學(xué)生明確兩小球做圓周運動的速率、半徑的關(guān)系，在于學(xué)生清晰地觀察兩彈簧秤計數(shù)的數(shù)值的關(guān)系。小球在水平面內(nèi)做圓周運動和彈簧秤刻度小，使學(xué)生無法觀察清楚。如果上課采用多媒體課件，在演示器的前、上方安置攝像頭，用投影儀將其放大，那么兩個小球作圓周運動的速率、半徑關(guān)系就一目了然。兩彈簧秤的讀數(shù)放大后能使全班學(xué)生清晰觀察到其數(shù)值關(guān)系，課堂的效率與效果可想而知。 （ 5 ）有些演

14、示實驗可見度太低或不理想，直接影響了實驗教學(xué)效果，若利用課件制作軟件如：海百合課件專家 2004 將其制成課件在多媒體教室的屏幕上放大，便可大大提高實驗的可見度。例如，在玻璃板上用鐵屑演示磁體周圍的磁場分布情況時，教師在講臺上做實驗，學(xué)生根本看不到實驗現(xiàn)象，老師捧著玻璃板走下去，既浪費了時間，效果又不好。如果把這個實驗制成課件，實驗現(xiàn)象放大到屏幕上了，學(xué)生就會一目了然。再如“電磁教學(xué)”中，可以利用三維動畫來展示在導(dǎo)線中電流的流動方向與小磁針的轉(zhuǎn)動關(guān)系。這為學(xué)生提供更直觀的感性認識材料。 （ 6 ）有些物理現(xiàn)象難以用語言描述清楚的物理過程，或有些精彩的物理現(xiàn)象限于教師的口頭敘述而學(xué)生無法去享受學(xué)

15、習(xí)的快樂?？衫谜n件將過程在幾分鐘內(nèi)用多媒體動畫技術(shù)模擬再現(xiàn)，節(jié)約大師的教師口頭講述時間，而且更具感染力和說服力，更易讓學(xué)生理解接受，如電磁振蕩現(xiàn)象既抽象又難理解，波的疊加、機械波等。 （二）多媒體課件在分組實驗教學(xué)中的應(yīng)用 學(xué)生通過實驗操作，不但可以達到理論聯(lián)系實際的效果，而且可以通過實驗培訓(xùn)動手能力、思考能力及想象創(chuàng)造力，但部分分組實驗教學(xué)效果卻跟上述目的相差甚遠，造成這種狀態(tài)的原因在于，學(xué)生預(yù)習(xí)時是對照儀器看教材，實驗要做什么，實驗要求的方法和完成實驗的實施操作步驟，不甚明確，到實驗操作時，只能機械模仿，按部就班地完成實驗，不能充分調(diào)動思維。而現(xiàn)在有了計算機就不同了，我們把要求學(xué)生經(jīng)歷的

16、過程編制成課件，在課件中用人機對話的方式，讓學(xué)生回答計算機提出的每個問題，且課件本身圖文并茂，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如物理實物介紹類：游標卡尺、螺旋測微器、電表讀數(shù)。以螺旋測微器為例：傳統(tǒng)的教學(xué)方法，先由教師介紹讀數(shù)方法，然后由學(xué)生進行千分尺實物讀數(shù)練習(xí)，由于教師忙于糾正學(xué)生的讀數(shù)，平均一個學(xué)生需要 1 分鐘左右，一課時下來，學(xué)生能較好掌握的還不到 50% ，但是在多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，老師事先利用幾何畫板制好課件，先讓學(xué)生認識結(jié)構(gòu)，并舉一兩個例子，讓其懂得如何讀數(shù)，然后讓學(xué)生利用進行自主學(xué)習(xí)，隨意改變實驗條件和物理參數(shù)，進行讀數(shù)練習(xí)，然后進行自我檢測，利用計算機人機對話的方式，由計算機設(shè)計條件，

17、學(xué)生回答后得到計算機的判斷，學(xué)生即刻知道自己答案的對錯。正確的向下運行，回答錯誤的則可以重新回答，如果答不出來，可以請求幫助，計算機則給出正確答案。這相當(dāng)于對每個學(xué)生進行一次個別輔導(dǎo)，學(xué)生利用信息反饋對自己進行了考評，并及時得到了答案。如果不合格，則必須重復(fù)做，直到合格為止。這種人機對話的交互方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一種挑戰(zhàn)的效應(yīng)，激發(fā)學(xué)生接受這一挑戰(zhàn)，設(shè)法回答提問，很快掌握了知識。 （三）分組實驗與多媒體課件二者結(jié)合。 把實驗和數(shù)據(jù)處理分析有機地組合在一起?！熬w的熔點”的教學(xué)要求調(diào)整到“知道”的層次，教學(xué)大綱中又有“晶體和非晶體熔化”的演示。在教學(xué)中同樣面臨著怎樣讓學(xué)生主動參與的問題。不能讓

18、學(xué)生停留在“教師口講，學(xué)生知道”的“低層次”。初中物理實驗數(shù)據(jù)的分析都是為了得到結(jié)論性的規(guī)律。學(xué)習(xí)習(xí)慣差的學(xué)生往往不重視實驗過程，只重視實驗結(jié)論，而晶體熔化和凝固的實驗數(shù)據(jù)分析，引發(fā)了學(xué)生對整個物理現(xiàn)象過程的具體分析。 三、多媒體課件在物理實驗教學(xué)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題 多媒體在物理實驗教學(xué)過程中作為新生事物，它與傳統(tǒng)教學(xué)手段相比，所展現(xiàn)的那種無可比擬的優(yōu)勢、強大的生命力正震撼著每一個老師的內(nèi)心世界，它已成為課堂教學(xué)改革的重要手段。但實際上，由于對多媒體技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢過分推崇，也出現(xiàn)了一些誤區(qū)，反而影響了多媒體課件在實際教學(xué)中的作用與地位。 （一）充分認識多媒體課件在物理實驗教學(xué)中存在的誤區(qū) 誤區(qū)

19、 1 ：極度抬高教學(xué)手段的現(xiàn)代化，將多媒體手段完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)手段，老師精力集中于課件的制作，這樣就導(dǎo)致固定程序化課件的產(chǎn)生，老師在課堂上，全部展示的是計算機早已設(shè)定好的模擬材料，老師從頭到尾按程序進行說明，就連提問、練習(xí)都一律按程序執(zhí)行，盡管一堂所涉及的容量非常大，但整個過程學(xué)生一直處于被動的接受中。計算機具有自身的優(yōu)點，但其執(zhí)行的死板的程序模式，而課堂當(dāng)中學(xué)生的思維是千變?nèi)f化的，對現(xiàn)象和過程的反應(yīng)不盡相同，讓固定的模式去接受千變?nèi)f化的反饋，是無法達到理想效果的，更何況學(xué)生課堂表現(xiàn)出濃厚興趣和學(xué)習(xí)情感也要通過師生的雙邊交流才能達到。誤區(qū) 2 ：重模擬實驗、輕真實實驗。物理教學(xué)的重要手段之一是

20、實驗，中學(xué)物理教材的內(nèi)容具有大量的實驗，有的實驗就目前條件是無法做的，有的實驗是不容易把握的。物理實驗的真實性是不可能由計算機的模擬代替的，缺乏了實驗事實這個基礎(chǔ)，會令學(xué)生產(chǎn)生疑問，懷疑過程及規(guī)律的真實性，使學(xué)生減弱對物理學(xué)習(xí)的興趣。何況對物理規(guī)律的探求性實驗的模擬，本身就是在應(yīng)用物理規(guī)律，根本不合邏輯 ( 如同用數(shù)學(xué)定律去證明定律自身是否成立 ) 。誤區(qū) 3 ：多媒體教學(xué)就是要有課件，公開課必須有課件。隨著教學(xué)技術(shù)手段的現(xiàn)代化，一些人認為多媒體教學(xué)就是計算機輔助教學(xué)，計算機輔助教學(xué)就要采用多媒體課件，沒有課件的物理公開課便是一堂不成功的課。而且，目前這樣的認識普遍存在，甚至趨向極端。不難發(fā)現(xiàn)

21、，在各層次的公開課教學(xué)中，采用物理課件成了一節(jié)成功公開課的必要條件。不具備這樣的條件，那怕你的課組織得再好，也不可能評優(yōu)。忽視傳統(tǒng)的教學(xué)媒體 ( 掛圖、錄音機、錄像機、投影儀、電視機等 ) ，限制了多媒體教學(xué)的多樣性，以至于在有的公開課上，老師為了達到使用物理課件的目的，不惜化費大量精力、物力、財力，而將傳統(tǒng)的媒體都能做到的東西，也做成課件，面對教材的難點、關(guān)鍵的實驗不認真組織、構(gòu)思，本末倒置。 （二）充分認識多媒體教學(xué)的地位，提高物理實驗教學(xué)的效果 多媒體教學(xué)在物理課堂中的重要作用已被 廣大老師認識并接受。如何更好地利用它為教學(xué)服務(wù)，關(guān)鍵在于對其本身作用的定位。媒體是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，學(xué)生主動學(xué)習(xí)、協(xié)作、探索、完成知識認知工具，而不是老師為完成其教學(xué)任務(wù)而向?qū)W生灌輸?shù)氖侄魏凸ぞ?。多媒體也并非限于計算機輔助教學(xué)一種，應(yīng)是廣泛的，符合學(xué)生認知特征和教材特點的各種認知工具。 首先明確媒體作用是為學(xué)生知識的認知服務(wù)的，必須根據(jù)不同的學(xué)生、實際的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)的階段特點合理地選擇教學(xué)模式，采用不同的教學(xué)手段，選用對應(yīng)的教學(xué)媒體。并非每節(jié)課都要用到課件，并非人人要