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很多学生感到物理课难学,物理概念难懂,物理定律枯燥无味,物理规律复杂多变。要解决这个问题,使抽象的教学内容直观化、形象化、具体化,一个较好的方法就是利用信息技术手段进行辅助教学。
利用课件优化教学情境俗话说:
“好的开头是成功的一半”。在教学活动中,如果播放一段音乐、动画,定能激发学生的学习兴趣,增强他们的求知欲。如在讲授“声波、乐音、噪声”一节之前,可播放一幅锣鼓喧天的画面,接着是一段优美动听的小提琴演奏曲。锣鼓声震耳欲聋,琴声悠扬婉转,令学生精神振奋,耳目一新,为将要学习的内容做好铺垫。
利用课件模拟复杂的物理变化过程在教学中,我们常常遇到一些物理变化过程复杂、学生无法想象或认识不清的问题。这时,可以利用课件展示物理变化的全部过程。例如,学生对日食和月食的形成过程不甚明白,我们可以把日食和月食的形成过程作成三维动画演示出来。其变化过程惟妙惟肖,学生对所学的内容便可一目了然。
利用课件显示事物内部微小的变化过程有些物理现象或物理变化在一般条件下观察不到,这时可以利用计算机把它模拟出来。例如物体受挤压时的微小变化,气体分子的无规则热运动,电荷定向移动形成电流的过程等等,都可以做成动画演示出来,使学生能够在头脑中形成清晰的形象。再如讲重核裂变这节课时,学生难以想象裂变的真实情况,又无法做实验。这时可以用3DMAX模拟出重核裂变的过程,从而让学生直观、形象地观察到事物内部微小的变化过程。
利用课件模拟现实和模拟实验有些物理概念比较抽象,特别是必须利用三维空间加以描述的物理量,如果只让学生看到课本上的平面图形,很难在他们头脑中形成正确的空间立体图式。这时,可以把这些物理量的模型制成图形或三维动画演示出来,困难便可迎刃而解。有些物理过程发生得较快,实验中的某些现象学生无法进行细致的观察。如在讲授“滑动摩擦力”这一节时,由于摩擦力的大小既跟压力的大小有关,又跟接触面的粗糙程度及接触面的性质有关,当压力不变时,一般认为摩擦力产生的机理主要与接触面的状态有直接关系。而接触面的微观粗糙特征很难用肉眼观察到,但是,如果通过3DMAX软件来加以演示,就显得非常直观。首先进入GREALE菜单,生成两个BOX其中一个作为滑块,另一个作为地面。然后通过MODIFY中的微调器将其调整为相应大小,标出滑块的速度及其方向,给出运动中滑块所受的滑动摩擦力。同时利用NOISE噪波功能,使地面和滑块底部变得粗糙,以模拟接触面局部微观的粗糙形状。接着进入Key frame关键帧制作窗(即打开动画记录),再利用轨迹窗编辑功能,确定滑块运动的起点和终点,以求真实地再现滑块在摩擦力的作用下其运动逐渐变慢直至停止的全部过程。这样,通过动画过程的反复演示及教师的讲解指导,一幅“滑动摩擦”全过程的画面便栩栩如生地展现在学生面前。与此同时,为了让学生更为直接地看清接触面形貌,在动画设计中,还可以通过gream参数的调整,将摩擦过程放大显示,便可夸张地显示滑块与接触面之间的摩擦状况。从而加深学生对滑动摩擦力产生原因的认识和理解。
利用课件演示物理量的变化规律如果把一些物理量的变化规律用动画演示出来,学生就可以清楚地看到物理量的变化规律。如可以用Authorware把合力和两个分力制成动画,演示出合力的大小和方向随二分力夹角的变化而变化的规律。
课件使用中应注意的问题虽然信息技术课件在教学中有显著的作用,但是如果使用不当反而起不到应有的效果。所以,在使用课件时应注意以下问题:(1)绝不能用课件演示代替做实验:(2)不能用课件代替老师和黑板,因为它毕竟是一种辅助教学手段;(3)应坚持“滞后使用课件”的原则。所谓“滞后使用”是指要让学生先分析、想象课件要演示的内容,然后再展示课件。这样,学生的思维活动将始终处于一种主动的、积极的活跃状态。
Authorware 是Macromedia 公司推出的一种使用方便、功能强大的多媒体制作工具软件,它采用面向对象的设计思想,以图标为程序的基本组件,用流程线连接各个图标构成程序。非专业程序员的普通教师利用它可以高效率的制作出高质量的多媒体课件。我用Authorware 制作了一个减谐振动的物理课件,下面谈谈一些体会。
一、 设计原则
这个课件是为了用计算机辅助减谐振动这一课的教学而设计的。本着教学设计的原则,我认为不能孤立地为课件而设计课件,而应该站在系统的高度去设计它。比如:作为整个减谐振动这一课的教学内容,哪些内容放在课件中设计表现?哪些用传统的媒体手段进行表现?它们之间如何融合?这些都是需要认真思考的。那种将教学内容整个电子化的课件设计方法是不可取的,整个教学过程全是“人机交流”而缺少必要的“人机交流”的课件设计是不符合教育规律的。
要实现学习过程中学生真正的“意义构建”,情景的构建是很重要的,用多媒体课件去实现传统媒体手段不容易实现的情景的构建,是设计多媒体课件设计的一个重要原则。
根据这些思考,我在减谐振动这一课件中设计了两个主要内容:一是典型减谐振动——弹簧振子运动规律的动态分析;另一个是弹簧振子运动规律的数据图表分析。
以学生为主体的教学和学习过程应是交互的、可控制的,而交互性和进程可控制性是多媒体技术的重要特征。在用Authorware 设计课件时要充分考虑这两个特性,使教师能灵活地控制整个教学的进程。直线型、缺乏交互的课件内容不符合学习者的认知规律。
二、 设计的实现
下面介绍一下“弹簧振子运动规律的动态分析”(以下简称“动态分析”)这一课件内容的实现。
1、课件素材的准备
课件素材是课件的基础,是整体课件的组成元素,这些元素实际上就是外部现实世界事物以不同媒体形式的一种表现,文本、图片、图像、动画、音频、视频是这些媒体形式在以计算机为主的多媒体技术中的具体表现。
我在“动态分析”课件中设计了三种主要素材:弹簧振子运动的静态图像、弹簧振子运动的动态视频、弹簧振子运动规律的分析动画。前两个素材我是利用HyperCam(超级摄像机)和Hypersnap-DX(超级图像捕捉器)这两个软件工具在其它电子媒体中捕获的,文件名分别为thzhz01.bmp和 thzhz02.avi,如图一是弹簧振子运动的一个片段(详细制作过程略)。HyperCam和Hypersnap-DX是我们制作多媒体课件时两个很有用的素材制作工具软件,它们能扑获计算机屏幕上任何区域中的静态和动态面。第三种素材是一组动画媒体,它主要包括两个动画,一个是描述弹簧振子运动过程中力F和位移X的大小的变化规律,一个是描述弹簧振子运动过程中力F和位移X的方向的变化规律。如图二是这组动画的一个片段。
Authorware的动画图标可以配合显示图标和影片图标以产生动画或移动的效果,它提供5种不同的动画生成方式,可以制作出各种各样的动画,课件中这组动画主要是利用Authorware的动画图标实现的。其中描述力F和位移X的大小变化规律的动态变化条(如图二中的标注①)这个动画比较复杂,有形状的变化,用Authorware的动画图标不容易实现,我就用Flsah4.0制作了这个动画,文件名为fxbh.swf。Flash和Authorware是同一个公司的产品,兼容性非常好,Flash是功能强大且容易操作、生成的目标文件小、技术发展很有前景的一种网络动画制作工具,利用它我们可以方便地设计课件的动画素材。
2、Authorware 对课件素材的整和设计
(1)交互性操作的实现
多媒体课件不仅仅是一种不同媒体的演示程序,它的最大特点就是能实现人机对话,让用户参与进来,用户可以通过按钮、按键、输入文本、单击物件等,来控制程序的走向。Authorware有很强的交互功能,它提供的交互图标有11种交互方式。我设计的“动态分析”课件主要使用了热区交互方式和按钮交互方式。在课件的主画面设定几个文字热区,可以交互的控制课件各个模块的进程。在各个分支模块画面设定两个按钮,一个控制返回住画面,一个控制分支模块的演示。如图二中的标注②。在交互控制实现时用到了系统函数goto( IconID@"图标名")。部分程序如图三。
(2)AVI电影的导入
Authorware提供了直接导入AVI电影的电影图标,利用它能很方便的控制AVI电影的播放。如图四中标注①,具体程序略。当然,我们利用Authorware 的扩展函数导入AVI电影,能更灵活地控制电影放。
(3)Flash动画的导入
单击流程线,出现指示小手。单击 插入 Control Activex菜单命令,调出Select ActiveX Control对话框,从中选中 Shockwave Flash Object 选项,导入Flash动画文件fxbh.swf,设置动画的属性(略)。如图四中的标注②。
(4)力F和位移X变化规律的动画实现
实现力F和位移X变化规律的动画比较简单,只有一些直线运动。设计中只需注意在不同的位置F和X的方向是不一样的。部分程序如图四中的标注③。
三、一些体会
1、以多媒体技术为主的现代教育媒体有四个主要特性:形声性、再现性、先进性(交互性、进程可控制性、网络性等)、高效性。我们在设计课件时,要围绕这些特性进行设计,要使我们的课件充分体现这些特性。比如:动画的设计、交互式电影的设计、合理应用音频素材、是否便于网络交流等。
关键词: 多媒体课件 物理课堂教学 正确运用
现在一堂好的课大多要应用多媒体技术,使用课件是一种最普遍的手段。教师运用多媒体教学手段,有助于创设生动的教学情境,增强教学直观性,引导学生入情入境,从而提高课堂教学效率。其实课件只是多种教学媒体中的一种,在教学过程中只能起到辅助作用,可以用它来表现一些很难用其他东西在课堂上表现出来的东西,但是,绝不可以用课件来全盘替代传统的教学模式。特别是物理、化学等学科,它们的实验具有不可替代性,若用课件演示的方法来替代真实的实验,会让学生觉得不真实、不可信,可能会有疑问:会不会因为实验不能成功或其他什么原因,所以老师才用电脑做出来的?
一
下面以我上过的一节多媒体课“透镜”的教学过程为例,简要讲述我对于在物理课上如何在适当的地方正确运用多媒体课件来更好地达到教学目的的一些看法。
1.课题的引入
在引入课题时,我运用多媒体课件放映了一些利用透镜工作的日常物品,如望远镜、照相机、投影仪、放大镜、眼镜等,让学生觉得要学习的是生活中的物理,从而吸引他们的注意力,激发他们的学习兴趣,进而引入今天要学习的课题“透镜”。
2.透镜定义的得出
虽然透镜就在我们身边,但对于学生来说真正认识透镜还是第一次,而且透镜有凹、凸之分,因此我在每张课桌上都准备了一个凸透镜和一个凹透镜。首先我让学生隔着擦镜纸感受一下两种透镜在厚薄上的特点和不同之处,接着用课件放映各种形式的透镜,并且从侧面比较它们的厚薄,这时就体现出多媒体课件中动画功能的好处:可以从各个角度观察透镜,从而让学生清楚地看出两种透镜的不同之处,得出透镜的定义和凸、凹透镜的区别及定义,从而也得到第一种从定义上区分凸透镜和凹透镜的方法。
3.如何区分凸透镜和凹透镜
在从定义上来区分两种透镜的基础上,以活动的形式请学生用已经分出来的凸透镜和凹透镜来观察远处的物体和书本上的字,从活动过程中让学生自己得出两种透镜在使用上的不同之处,以得出区分凸透镜和凹透镜的其他两种方法,而并没有用课件来替代。这样学生不仅可以亲身体验探究过程的乐趣,而且对实验结果印象深刻。
4.探究两种透镜对光的作用
在探究两种透镜对光的作用时,我在教室里用激光演示仪演示了凸透镜和凹透镜对平行光的会聚和发散作用,但由于光源的强度比较有限,前面的同学能够很清楚地看到实验现象,而后排的同学看得不是很清楚,因此我又在实验过后采用课件的形式将实验现象重现一遍。这样既不失真实性,又弥补了实验的不足之处,而且在屏幕上可以将焦点和焦距很清楚的定义出来,一举三得。
5.总结与巩固
在一堂课新授内容结束后,总要进行总结和巩固练习。以前都是用嘴说一遍本堂课的重点,而现在就可以用课件中的PPT,让学生一边回忆一边在屏幕上投影出来,并用白板软件的注解模式进行讲解,这样更清楚直接。而对于课堂练习则采用学生每人一张练习卷,同时用屏幕上再显示题目而将答案隐藏的方法,当同学回答后在屏幕上同步逐条显示答案,让全班同学一起参与探讨,使课堂气氛更加活跃。
二
如果能将多媒体课件恰当地运用到课堂教学中,不仅可以保留传统教学方法的优点,而且可以弥补传统教学方法的不足,扬长避短,既能增强课堂教学效果,更好地达到教学目的,又可以提高学生的学习兴趣。尤其在物理教学中,绝不可将探究等其他手段抛弃,将多种教学手段结合使用,效果更佳。所以我们在日常的教学工作中应该注意以下几个方面。
1.不能过分夸大计算机的作用
教学中是否使用计算机,应取决于教学需求,应以服务教学为出发点,以最大功效来发挥媒体作用,以达到最优教学效果为宗旨来选择使用。如在《宇宙探秘》一节的教学时,因星球宇宙是不可直观观察的,所以要利用一些科技片来播放以提高学生的认知和学习兴趣。
2.不能以计算机模拟来代替实物探究
在物理教学中,建立一个概念或规律的时候往往要通过对探究过程的观察,并通过讨论总结得出结论。在这个过程中学生进行了很多学习心理活动,如:观察、分析、掌握探究方法等,其中最重要的是学生掌握了探究方法,学会通过探究得出结论的方法,这正是我们素质教育所强调的重要方面。例如:在“探究压力的作用效果”中,让学生自己动手进行实验进行体会压力的作用效果与什么因素有关,可以让学生直观地得出实验的结论,并且加深印象并体会“控制变量”的探究方法与探究过程。
3.要注意计算机模拟过程中的科学性
计算机模拟是对物理现象的提炼和再现,在整个过程中必须保持对物理实质的保真,否则就会误导学生。例如在教学“熔化”时,为了区分晶体和非晶体时,如果用计算机模拟冰和蜡的熔化过程,数据很精确,就会使学生产生怀疑结论的正确性,因为实际用冰做熔化实验的话很难达到这样的效果。
总之,用多媒体技术教学要做到有的放矢、有效、适当。
参考文献:
[1]李永前.论多媒体教学课件的特点与作用.
[2]董慎行.计算机辅助教学设计.
[3]赵建志,周春雷.浅谈课堂教学课件制作原则.
一、不能完全抛弃粉笔,只运用多媒体
有的教师挖空心思地运用现代化手段,以此来体现新课改的理念。多媒体教学固然好,但也不是万能的,物理探究就是要让学生不断地探索,学生提出的问题、涉及的知识很可能是教师没有办法预料的,多媒体课件更不能出现这些问题或知识,如果不板书就不可能很好地就这些知识、问题进行展开。部分教师的多媒体课件内容丰富、声音响亮、图片精彩、动画逼真,整节课学生被精彩的课件所吸引,但往往忽略了教学任务,分散了学生的精力,扰乱了学生的思维,也影响了教学质量的提高,有的老师甚至用多媒体替代探究实验,这完全和《义务教育物理课程标准》要求不符。
二、新课改只停留在形式上
传统接受式教学模式以教师为中心,由教师通过讲授、板书,以教学媒体及实验为辅助,把教学内容传递给学生或者灌输给学生。老师是整个教学过程的主宰,学生则处于被动接受知识的地位。《义务教育物理课程标准》强调以物理知识和技能为载体,让学生经历科学探究过程,学习科学探究的方法,培养学生的科学探究精神、实践能力、创新意识,提倡多样化的教学方式。但传统接受式教学模式在很多教师的脑海里根深蒂固,很多教师在教学中怕完不成教学任务或迫于升学压力,在教学中还采用老的教学模式,他们完全占据课堂,所有的东西大包大揽,根本没有学生的空间;更多的教师在教学上用新模式只停留在形式上、表面上,比如设计问题时设置假情景、假材料等等。
三、新课改实施中不能“矫枉过正”
部分教师在学习《义务教育物理课程标准》后,积极地投入到新课改中,并和传统的教学彻底脱离。在教学内容上没有目标,上到哪里算哪里,不重视教学内容,不根据教学情况,自己随意组合、取舍教学,使得所教的东西没有连贯性,更吸引不了学生;在教学形式上一味强调“热闹”和民主,结果导致课堂空洞,而学生在课堂内外没有规矩、没有约束,这也不符合新课程标准的要求。
一、实施有效的导入
我们常常说:好的开始是成功的一半。在课堂教学中,要想有一个好的开始,就不能不提到导入的技巧。导入是课堂教学的第一环节,它主要承担的功能是激发学生学习兴趣,启发学生的思维,引导学生进入新知识的学习。既然导入环节有如此多重要的功能,我们要想打造高效的课堂,当然不能忽视导入技巧的运用,在开展课堂教学之前,实施有效的课堂导入。例如,笔者在给学生讲《牛顿第三定律》时,就在上课之前,请两位学生来到讲台上给大家做了一个演示实验:首先让两位学生分别坐在一块滑板上,然后教师一声令下,让他们一起推对方。结果,两位学生都向后滑开了一段距离。这时候,教师问两位学生,刚才是什么感觉?两位学生都回答说,感受到了对方在用力推自己。接着,教师再让一位学生保持不动,另一位学生推对方,结果两位学生还是互相向后滑开了一段距离,这时候,再问两位学生的感受,依然和上次的感受一样,都感受到了对方对自己的作用力。这时候教师就可以提出问题:“为什么两位学生同时用力和其中一个学生用力导致的结果和感受是一样的呢?”就这样,在教师和学生的共同探究之下,总结出了物体间的作用力是相互的这样一个规律,从而顺利地引出了今天的课题“牛顿第三定律”。以上这种导入方式,就是借助了演示实验和提问的方式来导入新课,通过学生参与的演示实验,有效激发了学生主动参与的兴趣,而教师的问题则有效推动学生思维活动的开展,这样双管齐下,使得学生很快就对本节知识产生了浓厚的兴趣,从而顺利地进入了学习状态。除了以上列举的导入方式,在物理课堂上,还有很多灵活有趣的导入方式教师可以采用,像是讲故事导入法、游戏导入法、以旧引新导入法、图片导入法、实物模型导入法等等。每一种导入方法都有各自的优点和特征,教师可以根据具体的教学内容选择最适合学生的导入方法。一旦导入环节做好了,就可以为接下来高效课堂教学活动的开展奠定一个良好的开端。
二、开展有效的实验教学
很多教师在物理课堂上对于实验往往不够重视。与理论讲授相比,实验占用的时间往往要更多,尤其是一些探究性的实验。因此,很多教师宁愿通过讲实验,让学生背实验的方式来完成实验教学任务,也不愿意动手花时间做实验。这样,看似课堂时间被节省了下来,但事实上,教学的效果却大打了折扣。因为,很多能力的实现光靠语言讲授是不可能实现的,必须要经过实验的方式方能获得。因此,要想实现高效的物理课堂,就一定少不了有效实验的辅助。例如,笔者在讲到“电磁感应”这部分的内容时,就利用实验辅助课堂教学,并取得了很好的教学效果。首先,教师将一个检流器和螺线管连接成一个闭合电路,然后让学生注意观察,当条形磁铁插入或者拔出螺线管的瞬间,检流器的指针是否会发生偏转?经过实验演示,学生发现检流器指针的确发生了偏转,这时候,有学生就提出了问题:当条形磁铁静止在螺线管中,检流器指针是否还会发生偏转?为了给出答案,教师按照学生的要求又一次进行了演示实验,结果依然发生偏转,但是这时候,一些比较细心的学生发现,这次的偏转与上次的偏转幅度不一样。这时候,教师又一次进行实验演示。先是快速地插入条形磁铁或者拔出螺线管,然后再缓慢地插入条形磁铁或者拔出螺线管,这次,很多学生都发现,前一次指针偏转的速度明显要大一些。这时候,一些反应比较快的学生通过这几个实验,慢慢摸索出感应电流产生的条件、方向感应电动势的大小与哪些因素有关。由这个案例可以看出,如果教师没有采用实验的手段,而是直接将结论告诉学生,可能只要花上几分钟的时间,但是学生几分钟之内获得的知识与通过实验手段,一步步观察总结获得的知识绝对是不可同日而语的。因此,在物理课堂上,有效的实验是实现高效课堂的重要保障。
三、适当引入多媒体工具
随着教育条件的不断改善,多媒体工具在物理课堂上的应用越来越频繁。在构建高效课堂的过程中,多媒体工具可以说立下了汗马功劳。在课堂教学中,很多教师可能都有这样的感受,一方面觉得时间不够用,另一方面,觉得很多知识无法通过传统的教学工具很好地展示出来。而这些问题,多媒体工具统统都可以解决。在开展课堂教学之前,教师可以从网上下载一些优秀的教学课件,或者自制一些教学课件,把所有的教学资料按照一定的规律总结起来,这样,在上课的时候,轻松一点击鼠标,所有的内容都在几秒钟内呈现出来。这样不仅节省了大量的板书时间,同时也有效扩充了课堂教学的容量,提高了板书的质量。同时,物理教学中经常会遇到一些高度抽象而用传统实验方式无法展现的知识。这时候,多媒体工具就可以利用动画模拟等功能,把真实实验中无法展现的知识直观地呈现在学生面前,从而有效降低了学生的抽象思维难度。可以说,多媒体工具的这些全方位的功能给物理课堂有效性的提升带来了非常重要的作用。