淺談多媒體CAI與物理課堂教學(xué)的整合

摘 要：《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》明確指出：教學(xué)過程中要大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生的互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和學(xué)習(xí)工具。本文通過對整合的背景、應(yīng)當(dāng)遵循的原則、整合的方式及應(yīng)注意的問題入手，談?wù)劧嗝襟wCAI與物理課堂教學(xué)的整合。

關(guān)鍵詞：多媒體CAI 物理 課堂教學(xué)

作者簡介：

李芳，女（1976—），本科，商丘市人，商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向：物理學(xué)教育。

一、多媒體CAI與物理課堂教學(xué)整合的理論背景

1.1、“建構(gòu)主義”學(xué)習(xí)理論

“建構(gòu)主義”學(xué)習(xí)理論主張以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生是信息加工的主體，是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者。同時(shí)認(rèn)為學(xué)生所獲取的知識(shí)不是由教師灌輸?shù)?，而是由學(xué)生在一定的情景下通過協(xié)作、討論、交流、互相幫助，并借助必要的信息資源主動(dòng)建構(gòu)的。多媒體CAI為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)提供了理想的途徑，已經(jīng)成為培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的創(chuàng)造型人才的必經(jīng)之路。同時(shí)也是指導(dǎo)多媒體CAI與物理課堂教學(xué)整合的理論基礎(chǔ)。

1.2、認(rèn)知心理學(xué)理論

人對事物的認(rèn)識(shí)總是從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，再進(jìn)一步發(fā)展到創(chuàng)造性實(shí)踐的過程。促使思維從具體的形象思維發(fā)展到抽象的邏輯思維，這是多媒體CAI與物理課堂教學(xué)整合的指導(dǎo)思想。

學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律是從已知到未知，從低級到高級循序漸進(jìn)的認(rèn)知過程和從知識(shí)點(diǎn)到知識(shí)面再到知識(shí)體系的形成過程。此過程可以理解為學(xué)生從自己的主觀意識(shí)出發(fā)，利用自己已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對學(xué)習(xí)內(nèi)容作出主動(dòng)的、有選擇性的信息加工過程。這集中體現(xiàn)了多媒體CAI與課堂教學(xué)整合的意義所在。

二、整合過程應(yīng)遵循的原則

2.1、目的性原則

即課件要充分考慮教學(xué)過程中的各個(gè)基本因素，要遵循教學(xué)活動(dòng)的基本規(guī)律，貫徹教學(xué)原則；符合課程計(jì)劃與教學(xué)大綱的要求及學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律。必須明確多媒體CAI在教學(xué)中的使用要解決什么問題，達(dá)到什么目的。

2.2、科學(xué)性原則

科學(xué)性是整合評價(jià)的重要指標(biāo)?？茖W(xué)性的基本要求是不出現(xiàn)知識(shí)性的錯(cuò)誤，模擬物理現(xiàn)象及過程要符合物理原理。整合所表達(dá)的概念、定理、定律、原理等內(nèi)容表述要準(zhǔn)確，解釋、說明、引申正確無誤，現(xiàn)象描述要嚴(yán)密，無懈可擊。

2.3、實(shí)用性原則

多媒體CAI作為一種輔助教學(xué)手段，不應(yīng)包括整個(gè)課堂教學(xué)過程的講解、描述。不能取代教師的作用。而應(yīng)當(dāng)根據(jù)教材的內(nèi)容，充分利用多媒體CAI的交互功能，將課件設(shè)計(jì)成一些既相對立，又相互聯(lián)系的“積件”。

2.4、交互性原則

要把握多媒體CAI的交互性特點(diǎn)，在課堂教學(xué)中加強(qiáng)師生的雙向交流，讓師生的交流突破時(shí)間、空間的限制，并加強(qiáng)針對學(xué)生的個(gè)別指導(dǎo)。

2.5、共享性原則

把多媒體CAI共享性的特點(diǎn)，在物理課堂教學(xué)中充分利用各類教學(xué)資源，有效地提升教師的物理課堂教學(xué)的綜合能力。

2.6、開放性原則

要把多媒體CAI開放性的特點(diǎn)，加強(qiáng)物理課堂教學(xué)與社會(huì)、生活、科學(xué)技術(shù)之間的聯(lián)系，使學(xué)生的視野更加開闊。

2.7、實(shí)時(shí)性原則

要把多媒體CAI的實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，使物理課堂教學(xué)的內(nèi)容、方法和手段緊跟教學(xué)的節(jié)奏，緊跟時(shí)代的步伐。

三、多媒體CAI與物理課堂教學(xué)的整合的方式

多媒體CAI集文字、圖像、影像、聲音、動(dòng)畫于一體，組成了交互系統(tǒng)。在輔助教學(xué)過程中，它可以根據(jù)教學(xué)目的和要求，把抽象的概念和內(nèi)容具體形象化、而且具有很強(qiáng)的感染力，不易受到空間、時(shí)間的限制。隨著多媒體CAI優(yōu)勢的不斷凸現(xiàn)，將多媒體CAI的優(yōu)勢移植到物理課堂教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)多媒體CAI與物理課堂教學(xué)的整合，利用多媒體CAI的優(yōu)勢彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)方式的缺憾，就成為了提高物理課堂教學(xué)效果的有效途徑。具體表現(xiàn)如下：

3.1、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景、構(gòu)造物理圖景

“情景創(chuàng)設(shè)”、“協(xié)商會(huì)話”和“信息提供”是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的基本要素，多媒體CAI可以很好的完成構(gòu)建。利用多媒體CAI課件的圖形、圖像、音頻、視頻、文字及動(dòng)畫等創(chuàng)造情景，可以適度地刺激學(xué)生的感官，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，最大限度地喚起學(xué)習(xí)的“內(nèi)驅(qū)動(dòng)”，取得最佳的學(xué)習(xí)效果。

例如：在實(shí)施“超重和失重”教學(xué)的課前準(zhǔn)備中，讓學(xué)生站在電梯中的體重計(jì)上，并記錄在電梯起動(dòng)、上升、停止、下降過程時(shí)的體重計(jì)的示數(shù)，并用攝像機(jī)拍攝整個(gè)過程，再將這段錄像插入到多媒體課件中。課堂教學(xué)時(shí)首先用多媒體CAI播放宇航員在太空中完全失重狀態(tài)下的一段生活錄像，這一段內(nèi)容的選用會(huì)使物理課堂教學(xué)過程變得更加絢麗多彩，極大地活躍了課堂教學(xué)氣氛，再播放CAI課件中所插入的電梯中體重計(jì)示數(shù)變化的錄像。多媒體教學(xué)課件很好地再現(xiàn)了與本節(jié)課相關(guān)的教學(xué)情景，使師生之間的信息交流環(huán)節(jié)變得豐富而生動(dòng)。學(xué)生置身于這樣一個(gè)和諧的教學(xué)情境，學(xué)習(xí)興趣得到極大的提高，同時(shí)促進(jìn)了學(xué)生對本節(jié)難點(diǎn)及重點(diǎn)內(nèi)容的理解與掌握。

又如：在進(jìn)行“人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容教學(xué)時(shí)，對于從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行過程中，動(dòng)能減小，勢能增加。用普通手段很難讓學(xué)生建立正確的物理圖景，但利用CAI課件進(jìn)行模擬衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)后，學(xué)生會(huì)很快接受并建立這一物理圖景了。

3.2、模擬實(shí)驗(yàn)過程、物化抽象理論

物理課堂教學(xué)中常見的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在問題抽象、物理過程復(fù)雜。若僅用傳統(tǒng)的教學(xué)手段和抽象的語言文字及靜態(tài)的圖片，是很難說清其中的物理意義和過程變化情況。將多媒體CAI課件引入課堂進(jìn)行輔助、模擬，就能化抽象為形象，變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，變微觀為宏觀，化枯燥為生動(dòng)，使復(fù)雜的物理過程更加條理化、動(dòng)態(tài)化，這必將幫助學(xué)生對某一物理現(xiàn)象、規(guī)律的理解和掌握，突破教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高課堂的教學(xué)效率與質(zhì)量。

例如：在《簡諧振動(dòng)》的教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難突破四個(gè)矢量（）的變化規(guī)律。在演示“彈簧振子”的實(shí)驗(yàn)后，再利用 CAI課件模擬彈簧振子的振動(dòng)過程。同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示回復(fù)力（）、速度（）、加速度（）、位移（）四個(gè)矢量的大小和方向隨著振子位置的變化而變化的規(guī)律，使彈簧振子簡諧振動(dòng)的圖景非常直觀、清晰、動(dòng)感，各個(gè)物理量的變化和特點(diǎn)一目了然，章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)很快被突破。

又如：a粒子散射實(shí)驗(yàn)，可用仿真物理實(shí)驗(yàn)室展現(xiàn)出整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，并動(dòng)態(tài)模擬從裝有放射性物質(zhì)釙的呂盒中不斷有a粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，并且極度少數(shù)a粒子偏轉(zhuǎn)角超過90。。這樣，學(xué)生很容易記下a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置、過程、現(xiàn)象，深刻理解盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)理論。提高了教學(xué)效果。

3.3、促進(jìn)教學(xué)交互、實(shí)現(xiàn)教學(xué)反饋

利用多媒體CAI課件的交互功能，可以為學(xué)生提供主動(dòng)學(xué)習(xí)和思索的空間，促使學(xué)生積極參與、引導(dǎo)學(xué)生積極思考，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。同時(shí)還要充分利用計(jì)算機(jī)教學(xué)設(shè)備，為多媒體CAI的開展創(chuàng)造環(huán)境，使學(xué)生在此環(huán)境中實(shí)現(xiàn)一人一機(jī)操作，從而完成教學(xué)、練習(xí)、測試等。另外，多媒體CAI還為知識(shí)的反饋、釋疑及進(jìn)一步深化創(chuàng)造了條件，大大縮短了反饋周期。

例如：學(xué)生開始接觸電路時(shí)，對電路的連接缺乏感性認(rèn)識(shí)，連接電路時(shí)，容易出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，所以，電路的識(shí)別連接一直是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。利用電路圖游戲的課件，讓學(xué)生來玩游戲，計(jì)算機(jī)對學(xué)生游戲中出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，這樣，學(xué)生有了學(xué)習(xí)的興趣，通過游戲正確掌握電路圖連接以及電路的識(shí)別，有效的突破了這一教學(xué)難關(guān)。

3.4、整合相關(guān)信息、變課件為積件

對教學(xué)任務(wù)本來就十分繁重的任課教師來說，進(jìn)行多媒體CAI課件的設(shè)計(jì)、制作，必然要加重教師不必要的負(fù)擔(dān)，從而影響課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。要通過整合實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提高，就應(yīng)當(dāng)縮短課件的制作周期。應(yīng)當(dāng)調(diào)動(dòng)相關(guān)教師的主動(dòng)性、積極性創(chuàng)造性，及時(shí)收集一些課件素材及一些現(xiàn)成課件。同時(shí)，應(yīng)該根據(jù)教材的內(nèi)容，充分利用物理課件的交互功能，將課件設(shè)計(jì)成一些既相對獨(dú)立，又相互聯(lián)系的“積件”，讓每一位教師均能按自己教學(xué)過程的實(shí)際實(shí)現(xiàn)整合。從而充分表現(xiàn)個(gè)人的教學(xué)風(fēng)格，真正讓課件（積件）服務(wù)教學(xué)，提高課堂教學(xué)效果。

四、整合過程中應(yīng)該注意的幾個(gè)問題

盡管多媒體CAI應(yīng)用到物理課堂教學(xué)中具有極大的優(yōu)越性，但由于多媒體CAI過程的模擬性特點(diǎn)，決定了其在實(shí)際課堂教學(xué)中的輔助地位。因此，在課堂教學(xué)中運(yùn)用多媒體CAI課件應(yīng)當(dāng)避免一些誤區(qū)。

4.1、以多媒體CAI代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作

物理是一門一實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、思維能力等，起著十分重要的作用，實(shí)驗(yàn)技能也是素質(zhì)教育的重要組成部分。如果熱衷于在計(jì)算機(jī)上模擬操作而忽視學(xué)生的實(shí)際操作，勢必會(huì)不利學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的形成。同時(shí)由于模擬實(shí)驗(yàn)不是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生無法體驗(yàn)到前人在各種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中所體現(xiàn)出來的物理思想的光輝。

4.2、以形象思維代替抽象思維

教學(xué)活動(dòng)的一個(gè)重要目的就是培養(yǎng)相似的抽象思維能力，對高年級學(xué)生而言，這種能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。多媒體技術(shù)可以利用自己強(qiáng)大的功能，降低難度，突破重點(diǎn)，但是只是簡單地以生動(dòng)形象的畫面把本來應(yīng)該在學(xué)生頭腦中的想象再現(xiàn)出來，那么勢必會(huì)影響學(xué)生的抽象思維能力的形成與發(fā)展，不利于學(xué)生的長期發(fā)展。

4.3、以教師的操作代替學(xué)生的思考

教學(xué)活動(dòng)中，必須發(fā)揮學(xué)生的主體作用。雖然多媒體CAI的作用在于應(yīng)用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，刺激和調(diào)動(dòng)學(xué)生思考的積極性、主動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生的思路，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力。但是過多的多媒體CAI內(nèi)容演示，會(huì)擠占學(xué)生的探索、分析、思考的時(shí)間，影響學(xué)生的思維能力的培養(yǎng)。

總之，在應(yīng)用多媒體CAI時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定，不能因?yàn)樗乾F(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備而忽視了傳統(tǒng)的教學(xué)手段，忽視了學(xué)生的主體作用。

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