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物理是一门以观察和实验为基础的自然科学。绝大多数物理知识都是通过观察和实验,并在此基础上通过认真地概括、总结得出来的。人们无论是学习和研究物理学的基本概念,基本规律,还是将物理知识应用于日常生活,工农业生产实际,都离不开这一重要的科学研究方法。然而,单靠观察和实验,也是很难达到理想效果的,因为很多物理知识比较抽象,如关于分子运动及原子结构的知识,大气压强的知识,电、磁场的知识,光、声波的知识。这些物理知识所涉及的物质都是看不见、摸不着的,也就无法直接观察到了。
CAI是以计算机为中心的多种媒体的有机组合,这些媒体包括文本、图形、动画、静态视频、动态视频和声音等,这些媒体信息具有主动性和交互性。如果将多媒体教学课件的研究与物理教学研究整合起来达到优势互补,这就能够很好地解决这一重大问题。之所以如此,这也是由CAI课件自身的特点决定的。具体而言,它有如下一些鲜明的特点和作用:
第一,丰富的表现力。CAI课件具有丰富的表现力,不仅可以自然逼真地表现多姿多彩的视听世界,还可以对微观事物进行模拟,对抽象事物进行生动直观的表现,对复杂过程进行简化和再现等。根据不同的教学内容充分利用声音、动画、视频等多媒体手段,可以将静态变为动态,化抽象为形象,充分表现教学内容,突出教学重点和难点。
第二,强大的吸引力。通过CAI课件,可以根据不同学科特点,不同内容,利用多种媒体技术,以其声音、图像、动画和视频等特点强烈地刺激学生,使他们有身临其境的感觉,从而激发学生的学习兴趣和求知欲望,引发学生主动探索,主动学习的积极性。
第三,良好的交互性。在多媒体教学过程中,教师备课可以根据教学的需要来制作教学幻灯片和CAI课件,学生的学习是在和计算机的交流对话中完成的,学生可按自己的学习兴趣来选择自己所要学习的内容,选择适合自己水平的练习。计算机按照学生的要求提供信息,同时对学生的反应做出判断、调整或修改学习内容,提供新的教学信息。这种智能化的交互特征是传统的教育媒体很难做到的。
第四,省时高效。多媒体技术作为一种先进的教学辅助手段,和以前传统的“黑板 + 粉笔”教学模式相比,有着无可比拟的优势,它以其特有的文字、声音、图像、动画等功能,使课堂教学更显直观生动,更加容易突出重点,化解难点,能够取得以前传统教学辅助手段所达不到的效果,使教学内容更加紧凑、形象、直观,扩展了每堂課的知识容量,在用到某一板书或板图时,只需要用鼠标轻轻一点即可,不仅省时、省力,而且相当美观,大大提高了课堂教学时间的利用效率。
第五,实现资源共享。计算机网络技术的发展,多媒体信息的自由传输,使CAI课件可以让学生与学生之间,学生与教师之间及教师与教师之间互相交流,从而使每一个学生或教师能够同时拥有无限的信息来源,以便实现教学信息交流,资源的高度共享。
将CAI课件应用于物理教学,则应根据教学内容的不同而分别设计以下几种不同类型的课件。
(1)演示型课件。利用课件演示一些变化过程抽象、复杂,以至于用语言难以表达清楚的教学内容,以解决教学中用其它手段难以解决的重点和难点。例如,物态变化中的汽、液化,升华和凝华;光学中的反、折射规律,各种光学镜尤其是透镜成像的虚实及原因;分子的热运动及分子间的相互作用;电荷的移动及电流的形成;磁场及其磁感线;发电机、电动机的工作原理;其它如声、光、电等各种波的传播等等。这些概念或者运动过程,通过计算机来显示动态图形和过程,从而将抽象问题具体化,形象深刻地反映事物的本质,帮助学生正确地理解和掌握相关知识。
(2)模拟型课件。模拟型课件是指用计算机模仿真实现象或者理论上的“理想模型”,供学生观察,从而帮助学生认识和发现这些现象与规律的本质。这种类型的课件一般设计成通过使用者控制事件的某些过程,从而发展到不同的结果。这对于培养学生解决问题的能力非常有利,而且克服了因各种条件限制而无法完成许多真实实验的困难。
(3)练习型课件。练习型课件是通过练习的形式来训练。做必要的练习,使学生掌握所需的知识和技能,以强化学生某方面的知识或能力。这种类型的课件通常是计算机不断向学生提出问题并等待学生回答,当学生输入答案或做出回应后,计算机再判断正确与否,并根据学生回答的情况给予相应的反馈。例如,力学中的压强和浮力,电学中各种电路结构 、电路故障、电表读数变化,电功和电功率等知识点在物理上既是重点,又是难点,很容易造成学生的两极分化,如果用传统的粉笔加黑板的教学方式练习,很难在有限的时间内兼顾到好、中、差各种层面上的学生。若采用练习型课件既能节约教师在课堂上的大量板书时间,又能让学生根据自身的情况做有选择的练习,很容易达到令人满意的效果。
(4)游戏型课件。游戏型课件是指利用计算机创造一种竞争性学习的环境,基于物理学科的知识内容,将游戏内容与教学目标相联系,把科学性、教学性、趣味性融为一体,从而大大地激发学生的兴趣,起到寓教于乐的作用。
CAI课件图文声像并茂、形象生动。在实际教学中合理地、科学地运用,可以克服传统单一、低效的教学模式,大大地提高教学效果。但要设计合理、配合适当,无论从色彩搭配,声音运用到流程设计都要具有科学性、美育性,适时使用,恰到好处,才能获得最佳的教学效果。但我们也要清楚地认识到,CAI课件如果使用不当,则画蛇添足,效果适得其反。它只是辅助教学的一种手段,是人们为达到某些教学要求设计的,只能服务于教学,而不能主宰教学。特别是物理课件,它代替不了动手实验、作图、计算、推理的过程,尤其替代不了师生情感的交流。
CAI是以计算机为中心的多种媒体的有机组合,这些媒体包括文本、图形、动画、静态视频、动态视频和声音等,这些媒体信息具有主动性和交互性。如果将多媒体教学课件的研究与物理教学研究整合起来达到优势互补,这就能够很好地解决这一重大问题。之所以如此,这也是由CAI课件自身的特点决定的。具体而言,它有如下一些鲜明的特点和作用:
第一,丰富的表现力。CAI课件具有丰富的表现力,不仅可以自然逼真地表现多姿多彩的视听世界,还可以对微观事物进行模拟,对抽象事物进行生动直观的表现,对复杂过程进行简化和再现等。根据不同的教学内容充分利用声音、动画、视频等多媒体手段,可以将静态变为动态,化抽象为形象,充分表现教学内容,突出教学重点和难点。
第二,强大的吸引力。通过CAI课件,可以根据不同学科特点,不同内容,利用多种媒体技术,以其声音、图像、动画和视频等特点强烈地刺激学生,使他们有身临其境的感觉,从而激发学生的学习兴趣和求知欲望,引发学生主动探索,主动学习的积极性。
第三,良好的交互性。在多媒体教学过程中,教师备课可以根据教学的需要来制作教学幻灯片和CAI课件,学生的学习是在和计算机的交流对话中完成的,学生可按自己的学习兴趣来选择自己所要学习的内容,选择适合自己水平的练习。计算机按照学生的要求提供信息,同时对学生的反应做出判断、调整或修改学习内容,提供新的教学信息。这种智能化的交互特征是传统的教育媒体很难做到的。
第四,省时高效。多媒体技术作为一种先进的教学辅助手段,和以前传统的“黑板 + 粉笔”教学模式相比,有着无可比拟的优势,它以其特有的文字、声音、图像、动画等功能,使课堂教学更显直观生动,更加容易突出重点,化解难点,能够取得以前传统教学辅助手段所达不到的效果,使教学内容更加紧凑、形象、直观,扩展了每堂課的知识容量,在用到某一板书或板图时,只需要用鼠标轻轻一点即可,不仅省时、省力,而且相当美观,大大提高了课堂教学时间的利用效率。
第五,实现资源共享。计算机网络技术的发展,多媒体信息的自由传输,使CAI课件可以让学生与学生之间,学生与教师之间及教师与教师之间互相交流,从而使每一个学生或教师能够同时拥有无限的信息来源,以便实现教学信息交流,资源的高度共享。
将CAI课件应用于物理教学,则应根据教学内容的不同而分别设计以下几种不同类型的课件。
(1)演示型课件。利用课件演示一些变化过程抽象、复杂,以至于用语言难以表达清楚的教学内容,以解决教学中用其它手段难以解决的重点和难点。例如,物态变化中的汽、液化,升华和凝华;光学中的反、折射规律,各种光学镜尤其是透镜成像的虚实及原因;分子的热运动及分子间的相互作用;电荷的移动及电流的形成;磁场及其磁感线;发电机、电动机的工作原理;其它如声、光、电等各种波的传播等等。这些概念或者运动过程,通过计算机来显示动态图形和过程,从而将抽象问题具体化,形象深刻地反映事物的本质,帮助学生正确地理解和掌握相关知识。
(2)模拟型课件。模拟型课件是指用计算机模仿真实现象或者理论上的“理想模型”,供学生观察,从而帮助学生认识和发现这些现象与规律的本质。这种类型的课件一般设计成通过使用者控制事件的某些过程,从而发展到不同的结果。这对于培养学生解决问题的能力非常有利,而且克服了因各种条件限制而无法完成许多真实实验的困难。
(3)练习型课件。练习型课件是通过练习的形式来训练。做必要的练习,使学生掌握所需的知识和技能,以强化学生某方面的知识或能力。这种类型的课件通常是计算机不断向学生提出问题并等待学生回答,当学生输入答案或做出回应后,计算机再判断正确与否,并根据学生回答的情况给予相应的反馈。例如,力学中的压强和浮力,电学中各种电路结构 、电路故障、电表读数变化,电功和电功率等知识点在物理上既是重点,又是难点,很容易造成学生的两极分化,如果用传统的粉笔加黑板的教学方式练习,很难在有限的时间内兼顾到好、中、差各种层面上的学生。若采用练习型课件既能节约教师在课堂上的大量板书时间,又能让学生根据自身的情况做有选择的练习,很容易达到令人满意的效果。
(4)游戏型课件。游戏型课件是指利用计算机创造一种竞争性学习的环境,基于物理学科的知识内容,将游戏内容与教学目标相联系,把科学性、教学性、趣味性融为一体,从而大大地激发学生的兴趣,起到寓教于乐的作用。
CAI课件图文声像并茂、形象生动。在实际教学中合理地、科学地运用,可以克服传统单一、低效的教学模式,大大地提高教学效果。但要设计合理、配合适当,无论从色彩搭配,声音运用到流程设计都要具有科学性、美育性,适时使用,恰到好处,才能获得最佳的教学效果。但我们也要清楚地认识到,CAI课件如果使用不当,则画蛇添足,效果适得其反。它只是辅助教学的一种手段,是人们为达到某些教学要求设计的,只能服务于教学,而不能主宰教学。特别是物理课件,它代替不了动手实验、作图、计算、推理的过程,尤其替代不了师生情感的交流。