淺析多媒體技術(shù)在“大學(xué)物理”教學(xué)中的應(yīng)用

張靜?連汝續(xù)

摘要：物理科學(xué)的成果，給現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)及利用提供了不盡的源泉和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。“大學(xué)物理”教學(xué)要體現(xiàn)這些新的成果，要富有時(shí)代感，因此在課程教學(xué)中，不能固步自封，亦不能只講新知識(shí)而忽略基礎(chǔ)知識(shí)。教學(xué)雖有法，但教無(wú)定法。將現(xiàn)代的多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，可以形成完美互補(bǔ)的綜合式的教學(xué)系統(tǒng)。這種新教學(xué)模式既保留了傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，又可以充分地發(fā)揮多媒體技術(shù)的功效。

關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù)；特殊音效；動(dòng)畫(huà)

作者簡(jiǎn)介：張靜（1980-），男，河南鄭州人，華北水利水電學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，講師；連汝續(xù)（1983-），男，河南鄭州人，華北水利水電學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，講師。（河南?鄭州?450011）

基金項(xiàng)目：本文系國(guó)家自然基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：11104072）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.41?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）20-0068-02

物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式和相互作用的自然科學(xué)，它的基本理論應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)及科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。以物理學(xué)為基礎(chǔ)的“大學(xué)物理”課程主要內(nèi)容包括力學(xué)、電磁場(chǎng)理論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)三大支柱，即所謂的經(jīng)典物理大廈，基礎(chǔ)牢固，宏偉壯觀。20世紀(jì)，由于“光的波動(dòng)理論”及“能量均分的麥克斯韋-玻爾茲曼理論”上空出現(xiàn)的兩朵烏云，導(dǎo)致了物理學(xué)兩大重大進(jìn)展“相對(duì)論”和“量子力學(xué)”?？v觀科技發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)許多重大應(yīng)用技術(shù)都是建立在物理科學(xué)研究的成果之上。物理科學(xué)的成果，給現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)及利用，提供了不盡的源泉和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！按髮W(xué)物理”教學(xué)要體現(xiàn)這些新的成果，富有時(shí)代感，因此在課程教學(xué)中，要處理好基礎(chǔ)知識(shí)和最新的科技成果的關(guān)系，不能固步自封，亦不能只講新知識(shí)而忽略基礎(chǔ)知識(shí)。二者需要有機(jī)結(jié)合，在教學(xué)中互相滲透，因此可以對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法加以完善，采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合的方法進(jìn)行知識(shí)的講述。

一、“大學(xué)物理”傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)

以“語(yǔ)言+板書(shū)”為主要形式的傳統(tǒng)“大學(xué)物理”教學(xué)方法，具有形象、生動(dòng)、敘述清楚、銜接自然和邏輯嚴(yán)密等優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，其中形體語(yǔ)言、書(shū)寫(xiě)藝術(shù)與口頭語(yǔ)言的密切配合，有利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和教師與學(xué)生的交流，更適宜做詳細(xì)地理論分析和演算。這種傳統(tǒng)的講授式教學(xué)有其自身的優(yōu)點(diǎn)。

首先，它有利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握所要學(xué)習(xí)的知識(shí)體系，這一方面是其他教學(xué)方法所難以企及和代替的。其次，講授法是可以和新課標(biāo)相統(tǒng)一的。教師在課堂講授時(shí)，能靈活地采用啟發(fā)式的教學(xué)方式，積極引導(dǎo)學(xué)生，一定程度上加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的互動(dòng)，使學(xué)生在課堂上通過(guò)自主思考，實(shí)際上亦可發(fā)揮學(xué)生的主體作用。此外，由于大學(xué)物理教學(xué)中有相對(duì)較多的數(shù)學(xué)推演過(guò)程，在課堂板書(shū)中，教師可以針對(duì)具體的物理模型，用物理語(yǔ)言和數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述，循循善誘地將每一步演算過(guò)程悉數(shù)呈現(xiàn)于學(xué)生面前，讓學(xué)生領(lǐng)悟物理學(xué)習(xí)的研究思路和計(jì)算方法。這樣本身亦能在一定程度上加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的互動(dòng)。在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，教師可以隨時(shí)觀察學(xué)生的聽(tīng)課動(dòng)態(tài)，并及時(shí)作相應(yīng)的教學(xué)調(diào)整，引導(dǎo)學(xué)生逐步領(lǐng)會(huì)教材內(nèi)容，啟發(fā)其探索知識(shí)的欲望，促使學(xué)生積極思考，并養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

但是，傳統(tǒng)教學(xué)由于手段單一、設(shè)備陳舊。大學(xué)物理中的演示內(nèi)容需要大量的模型、掛圖等。靜態(tài)、平面的教學(xué)手段由于缺乏動(dòng)態(tài)感，大學(xué)物理中的力學(xué)現(xiàn)象、電磁之間的相互作用、聲波的傳播等需要生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)等作具體的演繹，很難在課堂中形象地展示出來(lái)，不利于學(xué)生建立直觀的形象。由于教學(xué)中板書(shū)、版圖費(fèi)時(shí)較多，一定程度上也影響了教學(xué)的效果。此外，傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，整個(gè)教學(xué)過(guò)程是由教師決定的，學(xué)生只能被動(dòng)地接受灌輸。教師在長(zhǎng)期的教學(xué)中往往形成刻板的思維定勢(shì)，客觀上對(duì)吸收新知識(shí)有一定的阻力。

二、多媒體教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)

20世紀(jì)80年代起，在教學(xué)中開(kāi)始出現(xiàn)了利用電子媒體諸如幻燈、投影、錄音、錄像等教學(xué)方法，這種教學(xué)技術(shù)稱為電化教學(xué)。隨著90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，多媒體計(jì)算機(jī)開(kāi)始取代了以往的電化教學(xué)?，F(xiàn)在所說(shuō)的多媒體教學(xué)通常指的是運(yùn)用多媒體計(jì)算機(jī)并借助于預(yù)先制作的多媒體教學(xué)軟件來(lái)開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)過(guò)程。使用的媒體包括文字、圖片、照片、聲音（包含音樂(lè)、語(yǔ)音旁白、特殊音效）、動(dòng)畫(huà)和影片，以及程式所提供的互動(dòng)功能。因此，多媒體教學(xué)過(guò)程又稱為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（computer assisted instruction）。物理學(xué)的規(guī)律蘊(yùn)含在自然界豐富多彩和千變?nèi)f化的現(xiàn)象中，不管是由于摩擦而起的靜電火花，還是光的變幻導(dǎo)致的海市蜃樓，抑或是由于微小聲波而引起的巨大共鳴，這些看起來(lái)奇妙的物理現(xiàn)象總可以用簡(jiǎn)單而又樸實(shí)的物理規(guī)律來(lái)描述。多媒體教學(xué)技術(shù)可以方便地展示這些有趣的現(xiàn)象，進(jìn)而增加學(xué)生最直觀的認(rèn)識(shí)，激發(fā)其探索自然界奧妙的動(dòng)力。

和傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)方法相比，多媒體教學(xué)以計(jì)算機(jī)為中心，可以集語(yǔ)音處理、圖像處理和視聽(tīng)技術(shù)于一體，進(jìn)而把語(yǔ)音信號(hào)、圖像信號(hào)等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，因此計(jì)算機(jī)可以方便地對(duì)它們進(jìn)行存儲(chǔ)、加工、控制和編輯處理，同時(shí)還可以查詢、檢索。如果充分發(fā)揮了多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，將對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維具有重要作用?？梢钥闯觯?jì)算機(jī)多媒體教學(xué)可將圖、文、聲、像融為一體，使教與學(xué)的活動(dòng)變得更加豐富多彩，寓知識(shí)于學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練和智力開(kāi)發(fā)于生動(dòng)活潑的形象之中，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)生想象力，激發(fā)學(xué)生有較大的興趣參與到教學(xué)過(guò)程中。

多媒體教學(xué)大量采用了現(xiàn)代教育技術(shù)，使一些教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜、抽象的原理得以形象化。但是有些多媒體教學(xué)中，由于有了多媒體課件，而把一些教學(xué)上的示范動(dòng)作省略了，學(xué)生得不到直接的示教；另一方面，由于知識(shí)集成性太強(qiáng)，深度與廣度不可限制，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中找不到學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)和重點(diǎn)難點(diǎn)，在網(wǎng)上花去過(guò)多的時(shí)間，結(jié)果適得其反。因此，多媒體教學(xué)本身也有其局限之處。

三、多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法的結(jié)合

大學(xué)物理傳統(tǒng)教學(xué)方法是多方面的，其中在課堂的學(xué)習(xí)討論過(guò)程中，師生之間有一定的感情交流，同學(xué)之間通過(guò)友好相處和互相幫助、一起學(xué)習(xí)新的物理學(xué)的知識(shí)，在一起進(jìn)步，這亦離不開(kāi)好的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)氛圍等。為了能夠更好地提高學(xué)生在課堂上的注意力，讓其感受到物理學(xué)的奧妙和博大精深，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，這就需要將最新的科技進(jìn)展介紹給學(xué)生，讓學(xué)生體會(huì)到物理就在身邊，它時(shí)刻在改變著我們的生活。不管是現(xiàn)代化的大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸，還是載人飛船的升空，原子核分裂產(chǎn)生的巨大能量，或者生活中使用的最新的電腦cpu芯片、平板電腦ipad以及iphone手機(jī)等，這一切都依賴于科技的進(jìn)步，而科技的進(jìn)步則與物理學(xué)發(fā)展是息息相關(guān)的。物理學(xué)的規(guī)律統(tǒng)治著自然界，復(fù)雜的自然現(xiàn)象下面蘊(yùn)含著簡(jiǎn)單而又質(zhì)樸的物理學(xué)定律。在將基本大學(xué)物理知識(shí)給學(xué)生講述的同時(shí)，如果能夠通過(guò)媒體技術(shù)將新的科技進(jìn)步展示在學(xué)生面前，必將提高他們的注意力和學(xué)習(xí)興趣。因此，將大學(xué)物理傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體技術(shù)相結(jié)合就顯得很有必要。

大學(xué)物理的具體授課環(huán)節(jié)分為理論和實(shí)驗(yàn)兩大部分內(nèi)容。對(duì)于理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容而言，為了體現(xiàn)多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，首先要求授課教師制作優(yōu)秀的電子教案，將傳統(tǒng)教學(xué)方法不易講清楚或者非常抽象的內(nèi)容，通過(guò)多媒體的方法讓學(xué)生更易接受和掌握。譬如光的衍射現(xiàn)象，偏振光的分類；電磁波的產(chǎn)生和傳播過(guò)程；愛(ài)因斯坦相對(duì)論效應(yīng)產(chǎn)生的長(zhǎng)度收縮和時(shí)鐘延緩以及由此而提出的雙生子佯謬的質(zhì)疑。這些非常抽象的內(nèi)容，結(jié)合錄像、動(dòng)畫(huà)以及圖片的方法講述，可以提高學(xué)生的想象力，能夠?qū)⒊橄蟮膯?wèn)題形象化。在講述過(guò)程中穿插以當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展的背景，物理學(xué)家的故事，更能夠吸引學(xué)生將注意力集中在課堂上。在電子教案的實(shí)驗(yàn)演示部分，插入實(shí)驗(yàn)過(guò)程的錄像或動(dòng)畫(huà)演示，配以聲情并茂的語(yǔ)音解說(shuō)，這樣可以克服在實(shí)驗(yàn)集體演示中由于視野受限而導(dǎo)致后排看不清楚的現(xiàn)象，增加了實(shí)驗(yàn)演示的可見(jiàn)度，提高學(xué)生的積極性。此外，隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用交互式的實(shí)驗(yàn)課件，在條件具備的情況下開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

多媒體教學(xué)方法雖然可以真實(shí)地模擬大學(xué)物理傳統(tǒng)教學(xué)中的各個(gè)方面，但傳統(tǒng)教學(xué)方式不能被完全取代。傳統(tǒng)方式教學(xué)和多媒體教學(xué)二者是可以相互補(bǔ)充、相互依存的?？陀^而言，多媒體教學(xué)是不會(huì)也不應(yīng)該完全取代傳統(tǒng)的“語(yǔ)言+板書(shū)”為主要形式的大學(xué)物理教學(xué)方法。這就要求在開(kāi)展多媒體教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)立足于與傳統(tǒng)教育互補(bǔ)的角度，精心策劃和整合，以保證多媒體教學(xué)的質(zhì)量及優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的教育方法也應(yīng)接受多媒體教學(xué)的沖擊，注意采用新的信息技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)物理學(xué)教育。因此，多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的板書(shū)式教學(xué)方法是一種有益的共存與互補(bǔ)的關(guān)系。運(yùn)用得當(dāng)?shù)脑?，二者可以?yōu)勢(shì)互補(bǔ)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，針對(duì)不同的課程內(nèi)容，進(jìn)而有選擇的采取最有效的教學(xué)模式。多媒體勝在資源共享，可以為學(xué)生提供各種感官參與等活動(dòng)，進(jìn)而充分發(fā)揮其想象力，培養(yǎng)了自我學(xué)習(xí)的能力。教師在教學(xué)中，可以結(jié)合教材的具體內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，再引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用各種方法進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，營(yíng)造一個(gè)交流與合作的學(xué)習(xí)氛圍。也就是由多媒體創(chuàng)設(shè)一個(gè)好環(huán)境，即可以引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查找相關(guān)的資料，包括了解物理學(xué)發(fā)展史，了解科學(xué)家的生平和故事，會(huì)激發(fā)起求職的欲望。通過(guò)解題思路和方法的傳授，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)諸如BBS、收發(fā)E-mail交流學(xué)習(xí)心得體會(huì)、將共享資源放在網(wǎng)上，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展研究性課題，讓全體學(xué)生得到共享，這充分體現(xiàn)了學(xué)生主體參與的教學(xué)要求。在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生學(xué)習(xí)有了動(dòng)力，發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)新精神，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的自我反饋。但需要注意的是，多媒體教學(xué)需要保證課件制作與教學(xué)的分離。教學(xué)的生命力在于知識(shí)更新，因此要求教師每次課前加入新的內(nèi)容，課后根據(jù)學(xué)生的反映和教師的體會(huì)，進(jìn)行必要的修改。為了更完美地結(jié)合多媒體技術(shù)和傳統(tǒng)的教學(xué)方法，更好地提高教學(xué)質(zhì)量，需要在計(jì)算機(jī)軟件的使用、課件的制作與更新上有嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真的態(tài)度。對(duì)于教學(xué)的重難點(diǎn)一定要把握好，課件的界面設(shè)計(jì)也要有一定美學(xué)基礎(chǔ)。在篇章的制作上，各個(gè)教師可以相互交流，通過(guò)達(dá)到檢查對(duì)比、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而提高自我的教學(xué)水平。

四、總結(jié)

教學(xué)雖有法，但教無(wú)定法。將現(xiàn)代的多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方法有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，可以形成完美互補(bǔ)的綜合式的教學(xué)系統(tǒng)。這種新教學(xué)模式能兼取二者之所長(zhǎng)并棄其所短，可以充分發(fā)揮多媒體技術(shù)的功效；開(kāi)放的互聯(lián)網(wǎng)也給傳統(tǒng)物理的教學(xué)提供了一個(gè)更廣泛的生存與發(fā)展空間，基于多媒體和傳統(tǒng)物理教學(xué)相結(jié)合的授課模式是適合現(xiàn)代需求的新的教學(xué)方法。在信息化時(shí)代的今天，大學(xué)物理教師首先學(xué)習(xí)先進(jìn)的教育理論，轉(zhuǎn)變教育觀念，還要掌握專業(yè)的理論知識(shí)，學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育學(xué)以及心理學(xué)等教育課程，使大學(xué)物理課堂教學(xué)更有豐富的源泉和動(dòng)力。同時(shí)，對(duì)學(xué)生而言，也需要熟練地掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和基本的操作技能，熟練掌握網(wǎng)絡(luò)信息資源檢索的基本方法和技巧，運(yùn)用各種多媒體設(shè)備和相關(guān)軟件，并能及時(shí)處理學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的一些技術(shù)問(wèn)題。在學(xué)習(xí)中，教師完全有必要以引人入勝的教學(xué)方法，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而逐步學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)的能力，最終培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的巨大興趣，激發(fā)其探索自然界規(guī)律的動(dòng)力。教師只有不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)與實(shí)踐，做好幫助和服務(wù)學(xué)生的工作，才能保證在新的教學(xué)模式下培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣和愛(ài)好，提高教學(xué)的效率和質(zhì)量。

（責(zé)任編輯：宋秀麗）