淺談CAI與中學(xué)物理教學(xué)

淺談CAI與中學(xué)物理教學(xué)

摘要：計算機技術(shù)的普及和發(fā)展，沖擊著教育觀念的改變和教學(xué)手段的提高。CAI（計算機輔助教學(xué)）對物理教學(xué)過程、課堂信息量和師生之間的交流將產(chǎn)生較大影響，在物理實驗教學(xué)和輔助課堂教學(xué)方面發(fā)揮著重要作用。提高教師對計算機輔助教學(xué)的認識，加強教師計算機技術(shù)的培訓(xùn)，合作開發(fā)適應(yīng)中學(xué)物理教學(xué)的軟件是充分發(fā)揮CAI在中學(xué)物理教學(xué)中作用的當(dāng)務(wù)之急。關(guān)鍵詞：CAI計算機輔助教學(xué)中學(xué)物理教學(xué)教學(xué)手段

隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展及計算機的大量普及，很多中學(xué)配備了微機室、專用多媒體教室，建立電教中心，為計算機輔助教學(xué)（CAI）打下了硬件基礎(chǔ)。如何認識CAI在中學(xué)教學(xué)中的地位，充分發(fā)揮CAI在中學(xué)教學(xué)中的作用，是擺在廣大中學(xué)教育工作者面前的一個重要課題。筆者擬就CAI對中學(xué)物理教學(xué)中的影響、在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用、目前存在的問題談幾點拙見。一、CAI對物理教學(xué)的影響在現(xiàn)代課堂教學(xué)改革實踐過程中，CAI輔助中學(xué)物理教學(xué)，化抽象為形象、化微觀為宏觀、化靜態(tài)為動態(tài)、化不可操作為可操作過程。對化解知識難點，提高綜合能力，推進素質(zhì)教育具有重要意義。1、應(yīng)用CAI使教學(xué)過程更加直觀。從認識論的角度看，學(xué)生對事物的認識過程的起點是對事物的感性認識。在物理科的學(xué)習(xí)中學(xué)生由于無法理解一些抽象的理論，而對物理產(chǎn)生一種畏懼的心理，阻礙了他們學(xué)習(xí)物理的情趣，但應(yīng)用CAI技術(shù)就可以直觀的解釋一些物理現(xiàn)象和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)習(xí)的效率。主要表現(xiàn)在以下幾方面：應(yīng)用CAI能夠?qū)崿F(xiàn)抽象到具體的轉(zhuǎn)變。比如，機械運動中的相對運動、回聲測距、透鏡成像等。對初中學(xué)生就很難接受也很難描繪清楚。就相對運動的內(nèi)容我們即可應(yīng)用計算機來演示空中加油的情景和等速救護的過程，配上聲音的效果，讓學(xué)生從聲音、圖像全方位的感受，如置身于其情景，直觀地掌握該節(jié)的內(nèi)容。應(yīng)用CAI可以實現(xiàn)動靜的相互轉(zhuǎn)化。在物理教學(xué)中，有很多物理現(xiàn)象出現(xiàn)的時間極短，當(dāng)學(xué)生還沒來得及看清時，該過程就已經(jīng)結(jié)束。學(xué)生就理解不了其中的本質(zhì)，給教學(xué)帶來困難。如平拋運動我們就可以使用數(shù)碼相機把其運動全過程拍下來，然后進行制作，利用計算機可反復(fù)操作，使學(xué)生認識其過程，同時還可以利用它的某一時刻的靜止畫面來解釋它下落時的特點。教學(xué)中的難點就容易突破，省時方便。應(yīng)用CAI能夠?qū)崿F(xiàn)從微觀向宏觀轉(zhuǎn)移。由于條件限制，物理教學(xué)中有些物理的實驗在課堂教學(xué)中無法演示，學(xué)生只能從理論上了解。像原子物理這部分內(nèi)容，學(xué)生理解不深刻、記不住。我們可以應(yīng)用多媒體的三維動畫的進行動態(tài)的模擬演示。如圖，把中子、鈾核等用不同顏色區(qū)別，讓中子撞擊鈾核，伴隨著一聲巨響，看到裂變過程。當(dāng)學(xué)生受此振撼時，其內(nèi)容自然記憶深刻。因而，應(yīng)用CAI讓枯燥的物理理論得以升華，形象而又直觀的過程感染了學(xué)生的學(xué)習(xí)的動機，使學(xué)生變被動為主動，從而更加崇尚科學(xué)，因為科學(xué)有無限的魅力。2、應(yīng)用CAI可以加大課堂的信息量。二十一世紀是信息時代，對于在學(xué)校里學(xué)習(xí)的學(xué)生，也應(yīng)培養(yǎng)處理大量信息的能力。因而在課堂教學(xué)中教師應(yīng)該向?qū)W生提供更多的信息、更多的資料，及物理學(xué)的發(fā)展情況，來擴展學(xué)生的知識面。教學(xué)過程中，教師經(jīng)常花較多時間板書，特別是上電學(xué)課時寫例題、畫圖例的時間更多，而采用多媒體中的顯示文本的功能，這可使本應(yīng)花十幾分鐘的內(nèi)容在幾秒內(nèi)顯示于學(xué)生眼前。由于使用多媒體的直觀性也大大縮短了教學(xué)難點的突破過程。這就有時間講解更多相關(guān)的知識和現(xiàn)實的應(yīng)用，引導(dǎo)他們理論聯(lián)系實際，豐富了課堂內(nèi)容，而且從根本上改變過去"滿堂灌"的教學(xué)弊端，給學(xué)生較多自由時間復(fù)習(xí)鞏固，優(yōu)化了課堂教學(xué)，增加了課堂的信息量。3、應(yīng)用CAI便于師生間雙向交流。傳統(tǒng)的物理教學(xué)過程中，主要是教師講學(xué)生聽，不便于學(xué)生個性的培養(yǎng)。應(yīng)用CAI能夠真正改變學(xué)生和教師的位置，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。當(dāng)學(xué)生有問題時，可以及時提出或利用計算機網(wǎng)絡(luò)與同學(xué)討論，從而多渠道尋找解決問題的辦法。當(dāng)學(xué)生對某個物理現(xiàn)象有自己的觀點時，也可以提供給大家進行研討和交流，驗證性實驗不但能直觀地驗證各種規(guī)律，避免紙上談兵，且可使學(xué)生進一步深化所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成用實驗手段探索自然規(guī)律的習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)能力。如高中機械能守恒定律教學(xué)中引用氣墊導(dǎo)軌，定量證明守恒定律，但美中不足的是教師需花一定的時間與精力來寫加速度、速度這些中間值的演過程。如果用計算機來進行數(shù)據(jù)處理，可使教師拋開演算過程，快速得實驗結(jié)果，使課堂更加緊湊。3、利用計算機輔導(dǎo)教學(xué)在計算機中可以開展以學(xué)生為主體，以發(fā)展學(xué)生個性為目的的教學(xué)方式。如果學(xué)校的計算機是以網(wǎng)絡(luò)形式存在的，則可在小范圍內(nèi)開展對某一課題進行討論式教學(xué)，即教師預(yù)先確定討論題目，隨后讓學(xué)生上網(wǎng)自己尋找感興趣的或自己不懂的內(nèi)容，再邀請其他同學(xué)一起討論，最終得到答案。當(dāng)中，教師可以參與其中，發(fā)現(xiàn)問題，及時指導(dǎo)。這種方法為學(xué)生主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)獨立分析解決問題及集體合作精神打下了基礎(chǔ)。三、目前計算機輔助物理教學(xué)中存在的問題及對策1、存在的問題（1）認識上的偏差目前，大多數(shù)學(xué)校只有教計算機的教師懂計算機，其他任課教師對計算機知之甚少。究其原因，除了經(jīng)濟因素，一是領(lǐng)導(dǎo)認識有問題，對計算機發(fā)展將引起的教學(xué)手段和方法的改變?nèi)狈α私夂驼J識，導(dǎo)致決策的失誤；二是部分物理教師對計算機存在恐懼感，認為計算機太復(fù)雜，學(xué)起來太麻煩。或者忙于日常教學(xué)，各類文化進修，突擊性工作等，無暇顧及對計算機知識的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致一些物理教師不努力探索；三是用于物理教學(xué)的課件制作相對繁瑣，部分課件使用不能得心應(yīng)手，使一部分教師心存煩感。由此，CAI在目前的中學(xué)物理教學(xué)中還沒有得到應(yīng)有的重視和普及。（2）、公開課現(xiàn)形，隨堂課匿跡雖然目前相當(dāng)一部分學(xué)校的計算機軟、硬件配置已達到了較高的水平，但在一部分地區(qū)和學(xué)校存在著這樣的現(xiàn)象：相當(dāng)一部分物理教師僅僅是在公開課或評優(yōu)課時，為了達到“使用先進教學(xué)設(shè)備”的要求，才臨時請人幫助自己做上課時使用的教學(xué)軟件或一點有關(guān)計算機的基本操作。由于物理教師對計算機輔助教學(xué)了解甚少，操作又不熟練，課件的設(shè)計、制作還需求人幫助，因而使用計算機輔助物理課堂教學(xué)不僅沒有解放教師，反而成了教師一種負擔(dān)，使得教師對使用計算機輔助教學(xué)敬而遠之。（3）沒有體現(xiàn)出計算機輔助教學(xué)的優(yōu)勢運用計算機技術(shù)可以對文本、圖形、圖象、動畫、視頻、聲音等多種媒體信息進行綜合處理與控制，實現(xiàn)人機交互操作，它可以將文、圖、聲、像融為一體，運用多種現(xiàn)代化手段對信息進行加工處理，極大地增強人們對抽象事物與過程的理解與感受，使人們在短時間內(nèi)獲得大量知識和信息。但是在實際的物理課堂教學(xué)中，許多教師只是用它來放一段錄像，或放一段音樂，或出現(xiàn)一些文字內(nèi)容，充其量只充當(dāng)一回錄像機或錄音機或投影機，其質(zhì)量和效果遠遠比不上單獨的錄像機、錄音機和投影機。因此，雖然計算機具有多種媒體功能，但不能取代其他媒體，只把它當(dāng)作單一的媒體使用，則是資源的極大浪費，而且達不到最佳效果。(4)用計算機教學(xué)取代教師教學(xué)計算機教學(xué)只是輔助教師教學(xué)的一個工具。把它引入物理課堂教學(xué)后，雖然教師一部分作用將由它的一部分功能代替，比如：將單憑教師的講述改為多媒體的演示：將部分師生的語言問答改為人機交流等等。恰當(dāng)合理地運用計算機確實能給物理課堂教學(xué)帶來質(zhì)的飛躍。但物理教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用是任何機器所無法替代的，這不僅是因為教什么、學(xué)什么取決于教師，還因為怎樣教、怎樣學(xué)也取決于教師，即使有最先進的現(xiàn)代化教學(xué)工具，使用不當(dāng)也不會收到好的效果。因此如何用好計算機關(guān)鍵在教師。另外，任何時候都是為了教學(xué)而使用工具，而不應(yīng)是為了使用工具而教學(xué)，教學(xué)中是否使用計算機應(yīng)取決于教學(xué)目的和組織教學(xué)的需要。計算機輔助物理教學(xué)的過程中，教師的主導(dǎo)作用、學(xué)生的主體作用、媒體的中介作用不可混淆，計算機只能作為一種新的、功能更先進的媒體與其它傳統(tǒng)媒體優(yōu)化組合，用于解決教學(xué)中的重點、難點，尤其是難點。（5）大部分物理教師計算機技能滯后大部分物理教師都能認識到計算機輔助教學(xué)的優(yōu)越性，也有運用計算機的積極性，但由于對計算機的性能不掌握，操作不規(guī)范，出現(xiàn)很多失誤，甚至造成干擾。另外，由于運用計算機輔助物理課堂教學(xué)，必須要有相應(yīng)的教學(xué)課件。目前現(xiàn)成的課件多由實際教學(xué)經(jīng)驗計算機專業(yè)人員制成，與中學(xué)物理教學(xué)的實際需要存在著或大或小的差距，使得教學(xué)效果大打折扣。教師本身由于受計算機水平的限制，自制課件又不那么理想，勢必影響課堂教學(xué)效果。2、解決的對策（1）更新觀念，提高認識計算機是一種現(xiàn)代化的、具有多媒體功能的先進技術(shù)，教育要快速發(fā)展，必須把最先進的信息技術(shù)作為教育的工具，計算機應(yīng)用于教育，使教育技術(shù)信息化，將是教育改革的重大突破口。未來社會發(fā)展對人才素質(zhì)的高要求，迫使我們必須采用先進的教育思想、方法和技術(shù)，實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的教育和教學(xué)。只要我們對計算機輔助教學(xué)有正確的認識，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，教育改革和前進的速度就能大輻度提高。（2）加強技術(shù)培訓(xùn)，建立高素質(zhì)的物理教師隊伍計算機輔助教學(xué)是一門新的教學(xué)技術(shù)，它不但要求教師要懂得計算機的使用，而且要求教師自己會設(shè)計和制作教學(xué)軟件，這就向教師提出了更高的要求。這項工作除要求教師自學(xué)之外，最發(fā)組織教師集中進行培訓(xùn)，這樣既節(jié)省時間又提高學(xué)習(xí)效果。進行科學(xué)化和規(guī)范化的培訓(xùn)，對于教師將來的深造和發(fā)展是大有裨益的。學(xué)校應(yīng)當(dāng)給教師創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，有關(guān)部門也要加強指導(dǎo)，為提高物理教師的計算機教學(xué)水平做點工作。（3）通過教研提高物理教師的業(yè)務(wù)能力教學(xué)研究活動的開展是加強計算機為素質(zhì)教育服務(wù)的基本形式，是理論聯(lián)系實際的重途徑，是提高教師業(yè)務(wù)能力的有效方法。搞教研主要有兩種方法，一是抓科研課題實驗，通過“實驗——學(xué)習(xí)——實驗——認識”的循環(huán)往復(fù)，不斷提高教師的業(yè)務(wù)能力：二是通過一些透明度比較高的群眾性教研活動的開展，像多媒體開放日、計算機評優(yōu)課、課件評比展覽等活動，推動物理教師努力提高自己的業(yè)務(wù)能力。（4）發(fā)揮教師才能，合作開發(fā)軟件計算機課件的制作是一個非常復(fù)雜的工作，要求物理教師在具備豐富的教學(xué)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，對計算機知識也要有一定的了解。因此，在實際制作課件時，除了物理教師個體自身的鉆研外，最好請計算機教師幫助將界面做得更好，音樂教師幫助使配樂更悅耳，美術(shù)教師幫助使畫面更優(yōu)美，集思廣義，可以各展所長，互為補充，使課件制作效率大為提高，以期在實際運用中獲得最佳效果。不過，在課件制作完成后，要通過試用來發(fā)現(xiàn)缺點和不足，根據(jù)反饋信息對課件進行修改，最終使課件更趨完善。

總之，計算機技術(shù)的普及和發(fā)展，在沖擊著教育觀念的改變和教學(xué)手段的改進、提高，重視CAI對物理教學(xué)的影響，充分發(fā)揮其在物理教學(xué)中的作用，提高物理教師運用計算機