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在中学物理问题中有很多的物理状态和物理过程比较抽象,或者是用学生现有的知识无法解决的,只能是教师告知这个物理过程就是这样的.这种灌输式的教学极大地限制了学生的自主学习,这时学生只能是被动接受,这对其理解物理问题能力的提高,物理兴趣的培养都是负面的.随着信息科技高速的发展,以多媒体技术为核心的技术教育正在快速地得到普及与推广.我们应该将多媒体技术引到中学物理课堂中来,让学生获取动态图象、信息,从而形成鲜明的或感性的认识,为进一步形成物理概念,理解物理规律,上升为理性认识奠定基础,可以极大地提高物理教学的效率.当然,在实践摸索过程中,也表明,应用中也存在一些问题,但这些不应该阻碍多媒体教学应用的发展.如何在物理教学过程中有效地运用多媒体教学手段达到提高教学效果和教学效率的目的,值得我们长期深入研究.
1 适合运用多媒体技术突破的物理教学问题
物理学是一门教给学生物质结构和运动规律基础知识的学科.物理教育不应只限于向学生传授知识和技巧,而更应重视物理思想,物理方法的渗透.利用多媒体技术,可以让学生获取动态图象、信息,从而形成鲜明的或感性的认识,为进一步形成物理概念,理解物理规律,上升为理性认识奠定基础.多媒体技术能对文字、视频、音频、图像、动画等进行处理,并使之有机地结合在一起应用于教学中.特别针对于长期以来学生普遍性认为难学且理论性要求较高的物理学科,多媒体技术教学与传统教学相结合将显示出独特的优势.
1.1 可以模拟一些现实中不能直接再现的物理现象
在物理教学过程中,应用多媒体技术可模拟一些现实中不能直接再现的物理现象.例如,原子弹的爆炸过程(原子核裂变和聚变),因为有巨大的危害性,在现实生活中不能直接再现.应用多媒体技术模拟,并在模拟原子弹爆炸过程中,加入声音、色彩和与之形成对比的环境现象更加逼真,让学生犹如身临其境,感受到爆炸的巨大威力.还可以应用多媒体技术模拟一些现实并存在的物理模型,电场、磁场、磁通量等,加深学生的空间想象力.
1.2 可以模拟某些物理现象不明显或难以操作的演示实验
在物理教学过程中,应用多媒体技术可模拟某些物理现象不明显或难以操作的演示实验.例如,“仿真物理实验室”内置了基本的物理定理,建立了基本的物理模型,在物理平台上建立实验室,不再考虑任何的数学模型中,提供了一个如同真实实验室的虚拟实验平台.它可以模拟理想化的实验,可以对重力场、磁场、电场、质量、电荷量等各个物理场景和所涉物理量按照所需进行设置,并且可以输出所需要的数据或者图像.这样教师在教学过程中可以用“仿真物理实验室”模拟一些抽象的、在现实条件下无法实现的物理过程.学生在视觉的刺激下对物理的印象也会非常深刻、直观,也极大地提高了教学的效率.
又例如,理论讲解配合简单的PPT课件对静电机起电过程的动画模拟,可以更好地帮助学生深刻、清楚地掌握起电机的起电原理和起电过程,效果要比单纯地用语言讲解、让学生抽象地去理解要好得多.
1.3 可以模拟由于设备限制而无法进行的近代物理实验
在物理教学过程中,应用多媒体技术可模拟由于设备限制而无法进行的近代物理实验.使学生对理论的理解有一个感性认识,而不仅仅是对着书本示意图想象.例如:α粒子散射实验,中学不可能做,书本上也只有一个示意图.利计算机模拟这一实验过程,可以帮助学生理解实验过程和结论.又如,光的衍射是光的波动性的一种直观表现.运用Matlab编程开发软件根据配色原理,将白光衍射的情况分解为三基色衍射场的分布图,并且给出程序代码,使得结果形象直观.利用计算机模拟光衍射,不但可以不受实验仪器和实验场所的限制,计算机模拟演示可以方便地改变实验参数,得出不同条件下的实验现象和结果,动态直观地展现各种物理量之间的关系,有利于光学实验教学的开展,有利于学习者的理解.
1.4 可以帮助学生尽快理解实验结论
在物理教学过程中,应用多媒体技术演示实验,可以帮助学生尽快理解实验结论.例如:在研究平抛运动的实验中,课本上是依据开始做平抛运动的物体和做自由落体运动的物体总是同时落地这一实验现象得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动这一结论.现象到结论,不管用什么语言,总显得不够实在.若用FLASH制作一个动画,在实验演示以后播放,就可以很清楚、很实在地说实验结论.首先,重视实验现象,然后过两个一起下落的小球连在一条水平直线,使直线随小球一起下落,并放慢动画速度.这样一来,学生接受实验结论时就觉得自然、合理.
1.5 可以把渐变的物理量展现出来,防止学生因缺乏想象力而形成思维障碍
在物理教学过程中,应用多媒体技术可以把渐变的物理量展现出来,防止学生因缺乏想象力而形成思维障碍.例如静力学中的动态平衡,它表现为弹力、静摩擦力动态的变化的过程,教师在黑板上作画,难于帮助学生在头脑中建立起动态的画面.小球在挡板逐渐倒下的过程,要从静态图了解动态的过程,需要学生有丰富的想象力.为了突破该教学的难点,可以用flash的动画功能,利用对线段的伸缩和旋转,反映动态过程中弹力和大小和方向的变化,使原来要凭学生想象才能得到的动态变化过程展示出来,及时纠正学生头脑中异样构思,提高学生对知识理解的准确度.再如几何光学中的透镜成像,演示物体沿主轴由远及近向透镜移动的过程中像的大小及运动距离变化,在学生有了实验的感受性认识和理性分析后,给他们一个形象的、连续的鲜明的知识提炼.
2 多媒体技术在物理教学中应用的优势
2.1 可以优化课堂教学和提高课堂教学效率
利用多媒体技术,不仅减少板书时间,而且可通过多媒体播放大量精彩、有趣的图片和动态的演示过程,这样让学生易于进入教学场景、触发学生灵感、促进师生交流,在扩展学生知识面的同时,也增大了物理课堂教学的容量,优化教学过程,解决物理教材知识点多而课时少的矛盾,达到提高教学效率的目的.
1 适合运用多媒体技术突破的物理教学问题
物理学是一门教给学生物质结构和运动规律基础知识的学科.物理教育不应只限于向学生传授知识和技巧,而更应重视物理思想,物理方法的渗透.利用多媒体技术,可以让学生获取动态图象、信息,从而形成鲜明的或感性的认识,为进一步形成物理概念,理解物理规律,上升为理性认识奠定基础.多媒体技术能对文字、视频、音频、图像、动画等进行处理,并使之有机地结合在一起应用于教学中.特别针对于长期以来学生普遍性认为难学且理论性要求较高的物理学科,多媒体技术教学与传统教学相结合将显示出独特的优势.
1.1 可以模拟一些现实中不能直接再现的物理现象
在物理教学过程中,应用多媒体技术可模拟一些现实中不能直接再现的物理现象.例如,原子弹的爆炸过程(原子核裂变和聚变),因为有巨大的危害性,在现实生活中不能直接再现.应用多媒体技术模拟,并在模拟原子弹爆炸过程中,加入声音、色彩和与之形成对比的环境现象更加逼真,让学生犹如身临其境,感受到爆炸的巨大威力.还可以应用多媒体技术模拟一些现实并存在的物理模型,电场、磁场、磁通量等,加深学生的空间想象力.
1.2 可以模拟某些物理现象不明显或难以操作的演示实验
在物理教学过程中,应用多媒体技术可模拟某些物理现象不明显或难以操作的演示实验.例如,“仿真物理实验室”内置了基本的物理定理,建立了基本的物理模型,在物理平台上建立实验室,不再考虑任何的数学模型中,提供了一个如同真实实验室的虚拟实验平台.它可以模拟理想化的实验,可以对重力场、磁场、电场、质量、电荷量等各个物理场景和所涉物理量按照所需进行设置,并且可以输出所需要的数据或者图像.这样教师在教学过程中可以用“仿真物理实验室”模拟一些抽象的、在现实条件下无法实现的物理过程.学生在视觉的刺激下对物理的印象也会非常深刻、直观,也极大地提高了教学的效率.
又例如,理论讲解配合简单的PPT课件对静电机起电过程的动画模拟,可以更好地帮助学生深刻、清楚地掌握起电机的起电原理和起电过程,效果要比单纯地用语言讲解、让学生抽象地去理解要好得多.
1.3 可以模拟由于设备限制而无法进行的近代物理实验
在物理教学过程中,应用多媒体技术可模拟由于设备限制而无法进行的近代物理实验.使学生对理论的理解有一个感性认识,而不仅仅是对着书本示意图想象.例如:α粒子散射实验,中学不可能做,书本上也只有一个示意图.利计算机模拟这一实验过程,可以帮助学生理解实验过程和结论.又如,光的衍射是光的波动性的一种直观表现.运用Matlab编程开发软件根据配色原理,将白光衍射的情况分解为三基色衍射场的分布图,并且给出程序代码,使得结果形象直观.利用计算机模拟光衍射,不但可以不受实验仪器和实验场所的限制,计算机模拟演示可以方便地改变实验参数,得出不同条件下的实验现象和结果,动态直观地展现各种物理量之间的关系,有利于光学实验教学的开展,有利于学习者的理解.
1.4 可以帮助学生尽快理解实验结论
在物理教学过程中,应用多媒体技术演示实验,可以帮助学生尽快理解实验结论.例如:在研究平抛运动的实验中,课本上是依据开始做平抛运动的物体和做自由落体运动的物体总是同时落地这一实验现象得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动这一结论.现象到结论,不管用什么语言,总显得不够实在.若用FLASH制作一个动画,在实验演示以后播放,就可以很清楚、很实在地说实验结论.首先,重视实验现象,然后过两个一起下落的小球连在一条水平直线,使直线随小球一起下落,并放慢动画速度.这样一来,学生接受实验结论时就觉得自然、合理.
1.5 可以把渐变的物理量展现出来,防止学生因缺乏想象力而形成思维障碍
在物理教学过程中,应用多媒体技术可以把渐变的物理量展现出来,防止学生因缺乏想象力而形成思维障碍.例如静力学中的动态平衡,它表现为弹力、静摩擦力动态的变化的过程,教师在黑板上作画,难于帮助学生在头脑中建立起动态的画面.小球在挡板逐渐倒下的过程,要从静态图了解动态的过程,需要学生有丰富的想象力.为了突破该教学的难点,可以用flash的动画功能,利用对线段的伸缩和旋转,反映动态过程中弹力和大小和方向的变化,使原来要凭学生想象才能得到的动态变化过程展示出来,及时纠正学生头脑中异样构思,提高学生对知识理解的准确度.再如几何光学中的透镜成像,演示物体沿主轴由远及近向透镜移动的过程中像的大小及运动距离变化,在学生有了实验的感受性认识和理性分析后,给他们一个形象的、连续的鲜明的知识提炼.
2 多媒体技术在物理教学中应用的优势
2.1 可以优化课堂教学和提高课堂教学效率
利用多媒体技术,不仅减少板书时间,而且可通过多媒体播放大量精彩、有趣的图片和动态的演示过程,这样让学生易于进入教学场景、触发学生灵感、促进师生交流,在扩展学生知识面的同时,也增大了物理课堂教学的容量,优化教学过程,解决物理教材知识点多而课时少的矛盾,达到提高教学效率的目的.