探索多媒體技術(shù)在大學(xué)物理教學(xué)中的使用*

楊艷麗，張 勇，劉 甲

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 晉中 030600）

1 引言

物理學(xué)是一門基于實驗的自然科學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念知識以及其理解和掌握都密切地依賴于對物理現(xiàn)象的感知。像光學(xué)，力學(xué)和電磁學(xué)這些屬于大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的課程構(gòu)成了類似于高中物理課程的關(guān)系，此外還有熱學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)。大多數(shù)學(xué)生認為大學(xué)物理很難學(xué)習(xí)，這是因為大學(xué)物理的傳統(tǒng)教學(xué)，只能在教室中進行某些物理實驗呈現(xiàn)給學(xué)生，而學(xué)生無法獲得動態(tài)直觀感知知識和清晰的物理圖片。大學(xué)物理教學(xué)是如何改變形式信息，集成圖形，文本，聲音和圖像，答案是有效地使用多媒體技術(shù)。多媒體教學(xué)活動給予學(xué)生多種感官積極參與學(xué)習(xí)和掌握知識的可能，并且變被動為主動。同時，它還提供了強大的教學(xué)和研究工具，以及可靠的技術(shù)支持，可實現(xiàn)平穩(wěn)高效教學(xué)。除了提高知識，多媒體的應(yīng)用還可以使單一的教學(xué)內(nèi)容直觀，從而激發(fā)學(xué)生的積極性，改善學(xué)習(xí)效率。集成了圖形，文本，聲音和圖像的多媒體課件不僅可以復(fù)制或模擬各種物理實驗和現(xiàn)象，還模擬物理過程，更直觀地展示物理定律，以增加對教學(xué)內(nèi)容的表達，動員學(xué)生通過多種感官參加多媒體活動，課堂氣氛的改善，學(xué)生注意力的吸引，更好學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)以及物理思想，過程和方法的深入理解都受益于此。學(xué)生更好地接受到生動，清晰，逼真的情感材料是因為傳統(tǒng)教學(xué)的課堂上應(yīng)用了多媒體技術(shù)，因而他們會感知完整。難以觀察或?qū)崿F(xiàn)的圖像物理現(xiàn)象，感覺到許多不可能的場景，主動建立模型。而且，學(xué)生可以更容易理解物理概念，定律和定理；同時，教學(xué)很容易效率也提高了。在使用多媒體課件的大學(xué)物理教學(xué)中，大學(xué)教師也會極大減少黑板繪畫量。老師可以花更多時間在講課，相比傳統(tǒng)手段在課堂上傳遞更多有質(zhì)量的信息。盡管現(xiàn)在大學(xué)物理課堂已經(jīng)應(yīng)用了多媒體教學(xué)方法，但是仍然不夠，方法有待改進，手段有待進一步改進和探索。因此，有必要在大學(xué)物理教學(xué)中有效地使用多媒體課件，對提高大學(xué)物理教學(xué)效果和水平具有重要意義。所以，多媒體課件的有效使用在大學(xué)物理教學(xué)中是必要的，且在大學(xué)物理教學(xué)效果和水平的提高中發(fā)揮著重要的作用。

2 多媒體技術(shù)在大學(xué)物理教學(xué)中的有效運用

2.1 多媒體技術(shù)與教師主動性的有效結(jié)合

普通大學(xué)物理教科書中的大多數(shù)概念和定律都是通過抽象理論和復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式得出。對于學(xué)生來說，很難掌握和理解在短時間內(nèi)通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式確定的概念和定律。計算機多媒體技術(shù)利用聲、光、電、形、色等多種功能，通過多種途徑傳遞教學(xué)信息，具有較強的現(xiàn)實感和表現(xiàn)力，更易激發(fā)學(xué)生的興趣和注意力，引導(dǎo)學(xué)生積極參與情感和行為。調(diào)動眼、耳、口、手、腦等多種感官進入學(xué)習(xí)活動，使學(xué)生的認知活動伴隨著豐富的情感和愉悅的情緒。豐富學(xué)生的想象力和積極的思維，這樣更能形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，從而提高學(xué)習(xí)效率，增強學(xué)習(xí)效果。計算機多媒體技術(shù)在教學(xué)中過程中可以將抽象的語言文字轉(zhuǎn)化為生動、富有感染力的圖像，把枯燥抽象的教學(xué)放在娛樂場景中，使科學(xué)性和趣味性高度統(tǒng)一，學(xué)習(xí)內(nèi)容變得生動有趣。此時，由于學(xué)生的精力高度集中，想象豐富了，思維活躍了，就會形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，從而提高學(xué)效率增強學(xué)習(xí)效果。作為課堂教學(xué)的輔助手段，多媒體課件可以演示圖形的變化，模擬實驗和思維的過程，使抽象的知識更具體，靜態(tài)內(nèi)容動態(tài)化，無形內(nèi)容展示在學(xué)生面前，學(xué)生可以使通過生動有趣的圖像變化，聯(lián)想和結(jié)合已有的經(jīng)驗和概念，建立抽象思維的概念和方法，進一步加深對知識的理解，給學(xué)生留下清晰而深刻的印象。物理教學(xué)中多媒體課件最重要的優(yōu)勢是動態(tài)仿真，仿真通過獨特的模擬動畫進行視覺實驗，創(chuàng)造良好的物理場景以激發(fā)學(xué)生的利益。讓學(xué)生獲得獨特的印象，掌握并理解物理概念和規(guī)律變的很快。在實踐中，用于大學(xué)物理的多媒體課件必須精巧簡單。結(jié)合傳統(tǒng)方法和計算機媒體應(yīng)主要解決課堂的重點和難點教學(xué)，解釋和處理難以理解的物理理論，過程和現(xiàn)象。多媒體課件在大學(xué)物理中的應(yīng)用不僅構(gòu)成傳統(tǒng)教學(xué)節(jié)省時間，滿足教學(xué)要求，使抽象的物理內(nèi)容更直觀的通過視頻和音頻方式的組顯示。除了縮短教學(xué)時間教學(xué)密度加大，教學(xué)效率和質(zhì)量也大大提高，從而適應(yīng)促進大學(xué)生與他們能力的結(jié)合。萬物都有兩面性，作為新的教學(xué)手段的多媒體教學(xué)也不可避免。課堂上的主導(dǎo)教學(xué)地位依然理應(yīng)掌握于教師手中，不應(yīng)該被多媒體課件去削弱，為了避免將多媒體課用作另一個黑板，并且僅通過視頻來教給學(xué)生，教師應(yīng)著重引導(dǎo)學(xué)生分析物理現(xiàn)象和原理，啟迪和引導(dǎo)學(xué)生的思維，增進對物理定律和定理，過程和概念的理解，授予學(xué)生分析解決問題的能力。

2.2 改進基于課堂的多媒體課程

傳統(tǒng)的教學(xué)方法常常由于黑板書寫，繪畫和反復(fù)解釋而浪費時間，這使學(xué)生在課堂上的練習(xí)減少，作業(yè)負擔(dān)加重。計算機多媒體技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)在節(jié)省了教師教學(xué)時間，增加了學(xué)生實踐能力，多媒體技術(shù)的快速性，使得實踐的針對性和科學(xué)性大大加強，也更好地提高了課堂效率加強了學(xué)生能力的提升。。多媒體教學(xué)不僅提供了一種新的教學(xué)方式，而且在教學(xué)中還可以快速地傳遞知識和信息。在課堂上，學(xué)生的問題無法及時解決，并且難以復(fù)習(xí)，從而在一定程度上削弱了學(xué)生的積極性。老師可以提供大學(xué)物理多媒體課程系統(tǒng)，包括完整的教學(xué)文件，教學(xué)大綱，教學(xué)課件教學(xué)目標(biāo)的要求和其他豐富的材料，涵蓋課程，提交和更正作業(yè)，分析樣本，模擬考試和實時問答等等。教師可以讓學(xué)生通過在線大學(xué)物理多媒體論文評估系統(tǒng)進行一系列的大學(xué)物理模擬考試，這也是多媒體技術(shù)中的一種新型教學(xué)模式管理。學(xué)生模擬測試并準(zhǔn)備正式考試，通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)學(xué)生可以測試自己掌握大學(xué)物理知識，以鞏固學(xué)習(xí)成果。大學(xué)物理考試主要測試學(xué)生對基本物理學(xué)知識的掌握程度，涵蓋多項選擇，判斷，填空，簡答，計算和證明。與傳統(tǒng)考試不同新的模式下學(xué)生提交測試，會立即給出分數(shù)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機更有利于及時獲得教學(xué)反饋提高教學(xué)質(zhì)量。在同時，系統(tǒng)必須能夠收集和存儲學(xué)生的號碼，姓名，職業(yè)，班級，分數(shù)等信息，為論文分析和相互之間的評估提供原始數(shù)據(jù)不同的課程，這樣教學(xué)管理變得更高效有助于教學(xué)質(zhì)量進一步的提高。

2.3 加強師生、生生交流

現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展使得不同的校園網(wǎng)建設(shè)也得到不斷完善，大多數(shù)學(xué)校都有自己的校園網(wǎng)，在校園網(wǎng)平臺學(xué)生可以進行交流和學(xué)習(xí)。學(xué)校的校園網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)上，學(xué)生們的交流領(lǐng)域通過互聯(lián)網(wǎng)變得更廣泛，吸收知識信息的渠道無限擴展。教師不再是教學(xué)的主角，不是知識的灌輸者而是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、促進者。比如，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生安排一些研究的小課題，學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)通過訪問一些與課題有關(guān)的網(wǎng)站來解決問題，也通過交換信息和留言的形式與其他學(xué)生進行交流，而教師僅需要給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變被動為主的，不僅能掌握知識，也能掌握學(xué)習(xí)的方法，提高了學(xué)生解決問題的綜合能力。

3 大學(xué)物理多媒體模擬實驗室與真實實驗的結(jié)合

物理實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，促進物理理論教學(xué)。主要由老師操作示范的真實的實驗演示是大學(xué)物理不可替代的一部分，在教學(xué)中起到輔助作用。設(shè)置示范實驗來補償教學(xué)課堂上的內(nèi)容，精心設(shè)計的實驗演示將以簡單的形式顯示基本物理量，有助于學(xué)生建立物理量抽象概念，有助于理解和掌握概念和法律，突破困難，拓寬學(xué)生視野，激發(fā)想象力，增加學(xué)習(xí)興趣，以及培養(yǎng)學(xué)生的能力。實驗的可觀察范圍有一定的限制性，在許多物理實驗的過程中，由于實驗的可視性小，許多學(xué)生不能清楚的觀察?？梢允褂枚嗝襟w的放大功能來放大某些物理現(xiàn)象，有利于學(xué)生觀察實驗幫助理論內(nèi)容理解。例如，當(dāng)研究分光計的讀數(shù)時，由于游標(biāo)盤太小，學(xué)生無法清楚地看到電流表的編號。這時，老師可以擴大表盤，讓學(xué)生清晰觀察，從而有效地提高實驗效果。在進行物理實驗的過程中，許多物理現(xiàn)象往往在很短的時間內(nèi)出現(xiàn)，甚至許多現(xiàn)象在眨眼間消失。如果老師不注意學(xué)生，他們可能會錯過一些重要的內(nèi)容。此時，如果將多媒體信息技術(shù)引入實驗中，并使用多媒體記錄整個實驗過程，則學(xué)生可以通過多媒體反復(fù)觀察實驗過程，以免錯過重要內(nèi)容。另外，由于實驗時間太長，很多學(xué)生幾乎忘記了實驗過程，老師可以利用多媒體將物理實驗過程錄制，以備以后復(fù)習(xí)利用，在復(fù)習(xí)課上，老師不必重新做實驗，這樣可以節(jié)省課堂時間?？萍硷w速發(fā)展的時代，在實踐活動中仿真實驗已經(jīng)是一種很普通的輔助學(xué)習(xí)方式，在很多課堂中被充分的應(yīng)用，尤其是對于實驗教學(xué)變的越來越重要。仿真實驗操做過程簡單、計算結(jié)果方便，非常有利于對課程教學(xué)目標(biāo)的完成，對學(xué)生的各方面能力培養(yǎng)起到了很重要的作用。目前，國內(nèi)外許多高校都在使用計算機模擬進行實驗教學(xué)。在傳統(tǒng)的實驗課堂中，老師先講解實驗原理然后利用實驗材料和儀器進行實驗演示，這樣雖然將理論和實際完整結(jié)合但是也有一定的限制性。一方面，實驗材料和設(shè)備損壞，需要定期補充和維護，另一方面許多進口設(shè)備相對昂貴不容易購入。計算機技術(shù)的飛速進步使得仿真實驗出現(xiàn)，傳統(tǒng)的實驗對時間、空間、材料儀器都有很多的限定條件。但目前的技術(shù)發(fā)展仿真實驗還達不到代替真實實驗，它有很多的不足和缺陷。比如，模擬實驗代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗，會讓學(xué)生失去對真實儀器接觸機會，不能提高學(xué)生的基本操作技能和動手能力。長久的利用仿真實驗脫離具體的實踐學(xué)生實驗技能會弱化。最好的辦法是結(jié)合兩者的優(yōu)點將仿真實驗與傳統(tǒng)實驗相將結(jié)合，利用仿真實驗對具體實驗原理內(nèi)容基本了解，熟悉實驗儀器結(jié)構(gòu)和操作方法，也可以熟悉內(nèi)容和實驗步驟，真正實際操作前對實驗有一定的基本認知。長久的利用仿真實驗脫離具體的實踐學(xué)生實驗技能會弱化。最好的辦法是結(jié)合兩者的優(yōu)點將仿真實驗與傳統(tǒng)實驗相將結(jié)合，利用仿真實驗對具體實驗原理內(nèi)容基本了解，熟悉實驗儀器結(jié)構(gòu)和操作方法，也可以熟悉內(nèi)容和實驗步驟，真正實際操作前對實驗有一定的基本認知。系統(tǒng)提供了強大的工具用于物理實驗教學(xué)，同時克服了實驗依賴課堂的時間限制，擴展有關(guān)時間和空間的內(nèi)容，有效提高預(yù)覽質(zhì)量，復(fù)習(xí)和實驗全面提高實際能力，有助于培訓(xùn)創(chuàng)新和探索精神，使學(xué)生獲得系統(tǒng)的實驗理論技術(shù)和完整技能。幾乎所有的物理過程，現(xiàn)象和實驗都可以通過多媒體生動地再現(xiàn)。因此，一些教師傾向于使用多媒體課件而不是真實的演示。在課堂上進行實驗，完全依賴于多媒體課件。教師必須在課堂上進行真實的示范實驗讓學(xué)生代替多媒體工具來演示物理過程和現(xiàn)象。一方面，這將訓(xùn)練學(xué)生觀察和分析真實的物理過程和現(xiàn)象，指導(dǎo)學(xué)生掌握自然本性，了解并掌握真實本性；另一方面，它將訓(xùn)練學(xué)生要尊重科學(xué)觀念和探索真理的精神。

4 結(jié)論

利用物理多媒體課件教學(xué)與傳統(tǒng)物理教學(xué)相比有著獨特的優(yōu)勢，它為物理過程和現(xiàn)象的顯示提供最佳視聽圖像手段。我們需要高質(zhì)量的物理多媒體課件將大學(xué)多媒體課件和傳統(tǒng)物理教學(xué)各自的優(yōu)勢結(jié)合，服務(wù)教學(xué)提高物理教學(xué)效果。因此，加強和改進大學(xué)物理多媒體的研究非常重要。