多媒體技術(shù)與物理課堂整合教學(xué)研究

薛作友

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，教學(xué)中多媒體課件是實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充和輔助，使用的基本原則應(yīng)該是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，盡可能地靠近實(shí)驗(yàn)事實(shí)，即使在一些由于條件限制必須采用多媒體來演示的實(shí)驗(yàn)，也盡可能地真實(shí)地模擬實(shí)驗(yàn)。多媒體教學(xué)物理整合教學(xué)研究對于貫穿全課程的課件設(shè)計(jì)而言，這種應(yīng)用模式更接近通常所說的課件的定義，它首先來源于教師的精心設(shè)計(jì)。在對教材、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的全面分析的基礎(chǔ)上，教師精心設(shè)計(jì)出整節(jié)課的框架，由于采用了一些導(dǎo)航式的課件結(jié)構(gòu)，教師在課件的使用上也有一定的自由度。如有的課件幾大模塊結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，精心設(shè)計(jì)，如復(fù)習(xí)舊課，引入新課，講授新課，鞏固練習(xí)等環(huán)節(jié)清清楚楚，可以充分體現(xiàn)教師的設(shè)計(jì)思想，教師在使用時(shí)可以根據(jù)課堂教學(xué)的進(jìn)程隨時(shí)調(diào)用。

但是，由于一節(jié)課的框架已經(jīng)被確定，教師基本上沒有什么自由發(fā)揮的空間，教師只是在已經(jīng)編好的劇本中忠實(shí)地扮演自己的角色，與學(xué)生之間的互動(dòng)和交流受到很大的限制。當(dāng)學(xué)生的思路偏離教師原先的設(shè)想時(shí)，教師就會陷入一種尷尬的境地。學(xué)生的普遍反映是：偶爾有幾節(jié)這樣的課會感覺很新鮮，但聽多了這樣的課，就會覺得還不如不要用多媒體課會生動(dòng)一些。而教師也只會在公開課，觀摩課中才會花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去設(shè)計(jì)制作這種課件。

問題的關(guān)鍵在于這種課件的交互性和開放性。所以我認(rèn)為，在目前的技術(shù)條件和應(yīng)用水平下，課件的課堂教學(xué)中的靈活性和與學(xué)生之間反應(yīng)的交互性是有相當(dāng)大的缺陷的，無論如何也不可能達(dá)到教師口頭講述的水平，計(jì)算機(jī)只是一臺機(jī)器，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的教學(xué)在目前只能是輔助教學(xué)，對于這一點(diǎn)教師必須有清醒的認(rèn)識。

一、關(guān)于現(xiàn)代教育技術(shù)與課程整合的研究

現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，給我們的教學(xué)確實(shí)帶來了很大的變化，可這種變化不僅僅是在技術(shù)層面上的，更多地應(yīng)該在教育思想和教育理念的層面上。對課堂教學(xué)的影響也不應(yīng)該僅僅是多了一些輔助手段，應(yīng)該在教學(xué)的組織和實(shí)施上產(chǎn)生根本性的變化。

二、教學(xué)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型

從我國的現(xiàn)實(shí)情況看，雖然隨著現(xiàn)代教育思想和教育理念在我國教育界的傳播，我們的教育結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的變化，但是由于種種原因，我國傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)還是在行為主義教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下、以教師為中心的教授式教學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生一直處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，教師是課堂的主宰。這種教學(xué)模式對系統(tǒng)知識體系的傳授具有比較好的效果，但因其忽視了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的內(nèi)在心理的發(fā)展和變化，因此在培養(yǎng)學(xué)生獲取知識能力、創(chuàng)新能力等方面上有缺陷。其具體的表現(xiàn)有：

教師是知識的傳授者，是主動(dòng)的施教者，并且監(jiān)控整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的教師的進(jìn)程；學(xué)生是知識傳授對象，是外部刺激的被動(dòng)接受者；教學(xué)媒體是輔助教師教的演示工具；教材是學(xué)生的唯一學(xué)習(xí)內(nèi)容，是學(xué)生知識的主要來源。

以學(xué)生為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)，則是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益普及（特別是基于Internet的教育網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用），才逐漸發(fā)展起來的。所以，當(dāng)前創(chuàng)建新型教學(xué)結(jié)構(gòu)的核心，或者說，當(dāng)前深化學(xué)科教學(xué)改革的關(guān)鍵在于，如何充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正成為信息加式的主體和知識意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動(dòng)接受器和知識灌輸?shù)膶ο螅唤處焺t應(yīng)成為課堂教學(xué)的組織者、指導(dǎo)者。

以學(xué)生為中心教學(xué)結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)是：學(xué)生是信息加式的主體，是知識意義的主動(dòng)建構(gòu)者；教師是課堂教學(xué)的組織者、指導(dǎo)者，是學(xué)生建構(gòu)意義的幫助者、促進(jìn)者；教學(xué)媒體是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具；教材不是學(xué)生的主要（唯一）學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過自主學(xué)習(xí)學(xué)生要從其他途徑（如圖書館、資料室及網(wǎng)絡(luò)）獲取大量知識。

在具體的物理教學(xué)中，我們不妨思考以下的幾個(gè)問題：如何讓學(xué)生產(chǎn)生問題，產(chǎn)生思考？如何讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，自主探究？如何讓學(xué)生提高信息素養(yǎng)？也就是如何使教學(xué)媒體從輔助教師教學(xué)的工具變成促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具

三、示例

在牛頓定律的教學(xué)中，我們經(jīng)常會以直升飛機(jī)的飛行狀態(tài)和受力作為一個(gè)具體的物理情景，讓學(xué)生對物體的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系進(jìn)行體驗(yàn)。我們曾經(jīng)設(shè)計(jì)過三種不同的教學(xué)設(shè)計(jì)：

設(shè)計(jì)1：利用多媒體展示直升飛機(jī)的各種飛行狀態(tài)的照片，如飛機(jī)懸停、前進(jìn)、減速、轉(zhuǎn)變等狀態(tài)，教師提出以下問題，讓學(xué)生討論：

（1）飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)尾翼的作用；

（2）飛機(jī)懸停、前進(jìn)、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)變等狀態(tài)下飛機(jī)的受力情況。

設(shè)計(jì)2：利用多媒體播放直升飛機(jī)的一段飛行錄像，讓學(xué)生說一說其中的物理現(xiàn)象和原理（探究）。

設(shè)計(jì)3：利用自己制作的FLASH小游戲或者有關(guān)直升飛機(jī)的大型模擬飛行游戲（如超級科曼奇），讓學(xué)生在玩游戲中去體驗(yàn)，然后進(jìn)行交流。

顯然，在以上的三個(gè)設(shè)計(jì)中，以傳統(tǒng)的眼光來看，設(shè)計(jì)1教師的作用最為明顯，在這里，素材的選擇、展示，問題的提出、討論，都在教師的精心設(shè)計(jì)中，教師通過選擇，已經(jīng)把一些與教學(xué)目標(biāo)無關(guān)的現(xiàn)象剔除，對學(xué)生結(jié)論的得出具有很強(qiáng)的導(dǎo)向性。設(shè)計(jì)2與設(shè)計(jì)1相比，顯然要更開放一些，但是學(xué)生所提出的問題并不在教師的預(yù)想范圍之內(nèi)，在課堂的組織上顯然更困難一些。但是學(xué)生在提出問題的過程中，對現(xiàn)象的觀察和提煉能力的鍛煉則是設(shè)計(jì)1所無法達(dá)到的。設(shè)計(jì)3顯然是學(xué)生最為喜歡的形式，學(xué)生的自主性得到充分的體現(xiàn)，自然，教師的控制也是最弱的，對教師的課堂調(diào)控能力是一個(gè)前所未有的考驗(yàn)。但是就我們前面所提出的思路，這種設(shè)計(jì)是體現(xiàn)的最完美的。但是教師何在這種設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出自己的組織者、指導(dǎo)者、幫助者、促進(jìn)者角色是值得我們進(jìn)行研究的。

在設(shè)計(jì)1的課堂教學(xué)中，教師的目的是通過講授和學(xué)生的討論，讓學(xué)生進(jìn)一步理解受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，是把物理情景作為鞏固練習(xí)的一個(gè)背景，學(xué)生的收獲在于發(fā)現(xiàn)理論在實(shí)際問題中的作用，對如何分析物體的受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系也有了進(jìn)一步的了解，在目前的考試評價(jià)體系下，這是最最重要的。

在設(shè)計(jì)2的教學(xué)中，在同樣得到設(shè)計(jì)1的收獲外，教師試圖讓學(xué)生學(xué)會在一個(gè)真實(shí)的情景中如何提煉出物理問題，這種方式和能力是我們目前的教學(xué)中所缺乏的，卻是時(shí)代對于人才的要求，也是我們物理教學(xué)中所急需的。學(xué)生一旦開放了思維的閘門，其想象力和創(chuàng)造力往往會出乎教師的預(yù)料。

而設(shè)計(jì)3的教學(xué)，則更是突出了學(xué)生的自主性，在學(xué)生操作游戲前，教師只有一個(gè)要求：用物理學(xué)的觀點(diǎn)（牛頓定律的觀點(diǎn)）來發(fā)現(xiàn)其中的問題，多多益善，而這樣教師就把課堂的控制權(quán)完全交給了學(xué)生，如果沒有前期的一些準(zhǔn)備，學(xué)生玩得興高采烈，但在具體的知識和能力上可能會一無所獲。所以很顯然，就教學(xué)效率而言，設(shè)計(jì)3是最低的。

在以上案例中，多媒體提供了非常直觀的情景和友好的交互學(xué)習(xí)環(huán)境，特別是教師并沒有給出僵硬的學(xué)習(xí)目的，就給了學(xué)生充分的空間，有利于學(xué)生的主動(dòng)探索和主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，對學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展是非常有利的。當(dāng)然，其缺點(diǎn)是明顯的，就是教學(xué)效率的低下，這對矛盾的解決，還有待于我們在教學(xué)實(shí)踐中去不斷實(shí)踐和總結(jié)。