多媒体技术在物理课堂教学中应用的尝试

内容摘要:现代教育技术的发展,对传统的教育观念、教育结构、教育内容、教育手段、教育方法、教育形式进行了改革。多媒体课件进入课堂,将现代教育技术带入了崭新阶段。在信息社会高速发展的今天,多媒体课件全面运用于高中物理教学,可以激发学生学习兴趣,渲染教学氛围,构置特定的教学情境,更重要的是可以有效地突破教学重难点,提高学生能力,收到事半功倍的效果。
关键词:多媒体、物理教学.应用
原教育部长陈至立在全国中小学信息技术教育工作会议上指出:教育部从2001年起,用5-10年左右时间在全国中小学基本上普及信息技术教育,全面实施“校校通”工程,以信息化带动教育的现代化,努力实现基础教育跨越式发展。教育信息化的核心,就是如何使我们学校充分利用信息技术,改革我们的课堂教育模式,改革我们的教学过程,改革我们的育人模式,推动教育现代化。
微机系统能将数字、图片等直观地展现出来,给学生提供具体可感受的形象,以此调动学生的多种感官,特别是屏幕上出现的彩色画面,能把学生的审美体验推向高潮,从而使学生进入主动学习、积极思维,探索知识的认识活动中去。从而产生无限的学习热情和动力。从现代教学改革的角度看,能促进真正意义上的“教育平等”,使学生从被动的听讲者和接受者,转变为主动参与的学习主体,提高学生的信息意识,培养较强的获取信息、处理信息的能力,多媒体技术引入课堂实验课堂无法演示的宏观的、微观的,极快的、极慢的物理过程,突破时间及空间的束缚。进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小场景,将这些过程生动、形象地展现于学生面前,起到化无形于有形,化抽象为形象,转换思维模式,降低思维难度的作用,使学生认识加强,理解透彻,其作用主要体现在以下方面:
一、应用多媒体课件可以充分发挥学生的主体作用
提倡主体性教育,是社会主义现代化建设的现实需要,也是国际上教育改革的趋势。主体性教育的过程,是教师引导下的学生独立学习和自主活动的过程。按认知学习理论的观点,必须充分发挥学生的主动性和积极性,学生才能获得有效的认知。
在传统的课堂教学过程中,教师面向学生传授知识技能,从教学内容、策略、方法、步骤,甚至学生做的练习都是教师事先安排好的,学生只能被动地参与这个过程。这种方式以教师的主观意识为主,学生完全处于被动地位。
多媒体课件可以把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起,产生出一种新的图文并茂、丰富多彩的人机交互方式,而且可以立即反馈。在这种交互式学习环境中,学生可按自己的学习基础、兴趣来选择自己所要学习的内容,可以选择适合自己水平的练习,也可以选择不同教学模式(如个别教学模式或协商讨论模式)来学习,这种交互方式对教学过程具有重要意义。教师的地位和作用主要表现在培养学生掌握信息处理工具的方法和分析问题、解决问题的能力上,转变了传统的以教师为中心、以课堂为中心的教育方式。
苏霍姆林斯基指出,教学应使学生从中产生发现的惊奇、自豪,满足求知欲的愉快和创造的欢乐等各种情感体验,从而使学生带着高涨的、激动的情绪进行学习和思考,使教学成为一个充满活力和激情的活动。应用多媒体课件,能充分发挥学生的主体认知作用,较好地实现了上述要求。
二、应用多媒体课件教学可以多方位地提高学习效果和培养能力
实验心理学家苏瑞特拉做过两个着名的心理实验:一个是关于人类获取信息的来源,他通过大量的实验证实,人类获取的信息83%来自视觉,11%来自听觉,3.5%来自嗅觉,1.5%来自触觉,1%来自味觉。这就是说,如果既能看得见,又能听得见,还能用手操作,通过这样多种感官刺激获取的信息量,比单一听老师讲课强得多。另一个是关于知识记忆持久性的实验,结果表明,人们一般能记住自己阅读内容的10%,听到内容的20%,看到内容的30%,听到和看到内容的50%,在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说,如果让学生既能听到又能看到,再通过讨论、交流,用自己的语言表达出来,知识的保持将大大优于传统教学的效果。应用多媒体课件教学,能有效地激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,从而形成学习动机,主动参与教学过程,使课堂信息量加大,学生易于接受,在愉快的气氛、交互讨论中掌握了教学的重点、难点,教学效果相当明显。
同时,应用计算机与网络的功能创设引入概念的情境、创设推导规律的情境、创设提出能够逐步深入的问题情景、创设能使学生将所学知识外化的问题情景、引导学生在所设置的物理问题情景中主动探索、主动发现,在生——生、师——生的讨论与协商中充分地展现相关的物理情景,并经过比较与鉴别、分析与判断、改造已有的物理图景或建立新的物理情景,从而完成地所学知识的意义建构,它能让学生主动参与进行探索和研究,特别是对学生实现直觉思维、形象思维与逻辑思维相结合的思想训练的理想工具。因此在课堂教学中应用多媒体技术手段是辅助课堂教学,帮助教师完成“创设情景、激发动机、提出问题、建立图景、引导讨论、画龙点睛”的极好工具,按照“以能力立意为主”进行教学的基本思想,多媒体课件不仅仅有利于知识传授,更重要的是用它创设情境进行能力培养,主要体现在以下四个方面:
1、应用课件创设物理情景、培养学生的直觉思维能力
例如:回旋加速器是实验室中大量产生高能粒子的实验设备,高中物理课本是以文字和插图形式描述了它的工作原理,因为是静态的,比较抽象、枯燥,不易被学生接受。利用几何画板或flash制作成课件,创设情景,在这个情景中学生可以观察到周期性变化的电场变化情况与粒子运动之间的时间对应关系,教师只提出为什么要有这种对应关系,就丢激发学生思维的积极性,从而真正建立起粒子旋转与义变电场“同步”的概念。这种观念的建议和理解不是逻辑推理的结果,而是通过对物理情景认真反复地观察,主动思考来实现的,是学生自己“悟”出来的,是一种直觉。
2、应用多媒体课件展现物理过程,培养学生的形象思维能力
课件的制作,可以为课堂教学提供丰富、生动的实际情景,可以把复杂的物理过程(多种因素均在变化)暴露无遗,让学生通过观察、联想和想象去理解动态的物理过程,形象地建立起相应的过程图景,这样一方面能使学生利用自己原有的知识结构、经验去同化和顺应当前所学的知识,从而实现对知识意义上建构;另一方面又能在此过程中培养学生的形象思维能力,这样更有利于学生产生灵感和顿悟。
如竖直弹簧振子在振动过程中不仅运动学量(如位移、速度、加速度)发生变化,动力学量(振子所受合外力、弹簧弹力、振子所受支持力等)也发生变化,同时还伴随着振子动能以及弹性势能的变化,复杂的变化过程学生不知从何入手,利用几何画板设计成课件,这些量就会直接反映出来,并找出警戒线同自由长度位置重合时,木块所受支持力为零。这处情境会激发学生进一步探索的欲望,并理解此时木块处于脱离与不脱离木块的临界状态。
3、应用多媒体课件分析图景,培养学生的逻辑思维能力
如在“交流电的产生”一节教学中,交流电三要素(最大值、频率、初相)若用动画去设计,可以事先提出问题:当线圈匝数、磁感应强度、矩形线圈的面积、转动频率发生变化时,最大值会如何变化呢?学生可以想象,得出自己的结论后,教师开始演示,验证,并进一步提出问题,为什么会出现这种情况呢?正弦图象如何变化?这种形象的图形激发学生兴趣,并应用所学过的知识及已有的图景进行类比推理和演绎推理,并用数学公式和逻辑语言将其表现出来。
4、创设动态、变化的图象,培养学生辩证思维能力
事物总是运动变化的,事物的变化分为量变与质变,其中质变是突变,而量变就有一个过程,并且事物在量变的过程中质并不变。因此寻找变化中保持不变的部分,乃是把握事物本质的重要方法。
如讲解“共点力平衡”问题时,可创设三个情景:1:夹在光滑斜面和可以转动的木板之间的小球,当木板转动时,小球所受斜面支持力、木板所受压力的变化。2:光滑斜面向左缓慢移动过程中,悬挂在竖直绳上的小球所受斜面支持力、细绳拉力的变化。3:细绳一端拴着一个小球,小球所受球面的支持力、细绳的拉力将如何变化。学生在分析、判断得到结论后,不仅得到了三个共点力动态平衡的图解法,以及使用条件,更重要的是发现了三个共点力作用下物体的动态平衡,或者是合力的大小方向不变,而且一个分力的方向不变:或者是合力的大小方向不变而物体受力三角形与结构三角形相似,且对应边之比保持不变。这正是物理变化中的几何关系的不变性。
变化中不变以及在变化中求不变的思想是辩证思维在物理学中的重要体现,也是物理学的灵魂,贯穿于物理学始终,应用几何画板或其他教学软件,展现动态图景,帮助学生在探索本质、寻求真理的过程中逐步培养变化中求不变的意识,引导学生对物理问题进行哲学上的思考,从而培养他们“全面、本质看问题”的基本素质。
三、应用多媒体课件可以切实解决课时矛盾
计算机多媒体技术通过文字、图形、图像、动画、音频和交互式网络等方式,可使教学过程图文并茂、生动活泼,知识面更广。学生们在这些动感学习环境中,对教学内容更容易领会和掌握,可以大大加快学习进度,提高学习效率。更为重要的是,由于教学进度的加快,为学生在无形中增加了学习时间。在物理课堂教学中,很多内容是很难通过说就能解决问题的,如人造卫星,宇宙速度以及各个行星如太阳的运动情况,直线运动和受力分析等,如采用传统的教学方法,即便是讲一节课,学生也难以理解,反而只会加深学生对物理知识学习的畏惧感。这些知识完全可以运用多媒体技术让大家看到模拟的直观的情况,这不仅可以将内容讲得生动活泼,激发学生的学习兴趣,还可以增长学生的见识。利用多媒体课件教学可大大加快教学进度,从而节约大量时间。对于少数学生不能及时弄懂的内容可以反复播放,强化学生的认知能力。
多媒体课件教学把理论教学和实践教学有机地融合在一起,教师在多媒体课室的教学中,随时可讲解理论知识、演示实验步骤、指导学生学习或让学生自己动手做实验;学生在多媒体课室中,既能学习到“必需”、“够用”的理论知识,又掌握了实践操作技能,做到省时、高效,课时矛盾迎刃而解。
另外,通过制作课件可以加强备课组、教研组的活动,更能深入、细致地钻研教材、大纲,提高教研水平和能力;同时,也能充分发挥全组团结协作精神。
随着多媒体技术的不断发展和成熟,计算机已作为教学过程中一种理想的认知工具,在教育领域中被广泛应用。可以预见,在课堂教学中引入多媒体课件教学,将不仅是促进教学手段的变革,同时还必将促进关于教材的观念与形式、教学方法与课堂教学结构的变革,进而促进教学思想和教学理论的改革与发展。做为老师,尤其是青年教师,更应与时俱进,以科学的态度、勤奋刻苦的精神、务实的作风,开拓创新,积极投入到课堂教学改革中来,全面提高教育教学质量。

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