演示型CAI在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】當(dāng)前CAI課件在物理教學(xué)中主要運(yùn)用于輔助演示、技能操練、實(shí)驗(yàn)?zāi)M等，主要分析了演示型CAI在中學(xué)物理教學(xué)中的必要性，提出了在中學(xué)物理教學(xué)中合理有效地使用演示型CAI課件的優(yōu)化原則。

【關(guān)鍵詞】多媒體信息 CAI 優(yōu)化設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.12.018

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它的理論、規(guī)律的建立和發(fā)現(xiàn)都離不開實(shí)驗(yàn)，并且要不斷地受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。因此在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生在課堂上邊看演示實(shí)驗(yàn)邊聽講是比較常見的一種教學(xué)形式。教師普遍認(rèn)為演示實(shí)驗(yàn)可以使復(fù)雜的概念、規(guī)律形象直觀化，便于重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)，還可以節(jié)約課時(shí)，活躍課堂，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生積極思維，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。可是實(shí)際教學(xué)中由于實(shí)驗(yàn)儀器的限制以及教師操作能力等問題，有的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果并不理想，但是隨著計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，CAI的介入，這種現(xiàn)象有所改觀。

一、演示型CAI在中學(xué)物理教學(xué)中的運(yùn)用

物理學(xué)作為以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)中需要用大量的演示實(shí)驗(yàn)來向?qū)W生傳遞直觀知識，但由于時(shí)空、環(huán)境的限制，有許多演示實(shí)驗(yàn)在課堂上利用傳統(tǒng)的教學(xué)媒體和教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)時(shí)效果不理想或難以實(shí)現(xiàn)，這就需要演示型CAI進(jìn)行教學(xué)，以達(dá)到優(yōu)化教學(xué)效果。通常主要用于以下幾類演示實(shí)驗(yàn)：

1.定理、規(guī)律的推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。定理、規(guī)律是物理學(xué)中最重要的一部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，他們絕大多數(shù)都是在“理想狀態(tài)”（真空、光滑無摩擦等）下推導(dǎo)出來的。這在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中是難以實(shí)現(xiàn)的，教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可避免的會(huì)與定理規(guī)律有所偏差，容易使學(xué)生造成誤解，影響教學(xué)效果。而借助多媒體技術(shù)運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)CAI課件制作就可以很容易的模擬出“理想狀態(tài)”，使實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果與定理規(guī)律很好的吻合，避免了實(shí)驗(yàn)誤差對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，使其更清晰準(zhǔn)確的接受、理解，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

2.實(shí)驗(yàn)對象涉及宏觀微觀物體的實(shí)驗(yàn)。物理學(xué)中有許多微觀結(jié)構(gòu)和微觀現(xiàn)象是看不見、摸不著的演示實(shí)驗(yàn)是無法實(shí)現(xiàn)的。另外，還有一些關(guān)于宏觀物體的現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，由于時(shí)空、環(huán)境的限制也是不可能進(jìn)行演示的。傳統(tǒng)課堂教學(xué)只是靠掛圖、板書以及教師講授來進(jìn)行，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)枯燥無味，學(xué)完后印象不深，抽象空洞，難以達(dá)到規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)。運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)的CAI課件可以很逼真的模擬這些宏觀和微觀物體的現(xiàn)象與結(jié)構(gòu)，使學(xué)生將抽象的內(nèi)容具體化，給以深刻的印象，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)效果。

3.實(shí)驗(yàn)過程不可控的實(shí)驗(yàn)。自然界中有很多物理現(xiàn)象的過程過快、過慢或者過于抽象，但在教學(xué)過程中它們要通過細(xì)致的觀察才能學(xué)習(xí)掌握。如：“碰撞”是一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)完成的物理過程，僅僅通過教師講解、板書，難以讓學(xué)生真正認(rèn)真認(rèn)識理解。在教學(xué)中運(yùn)用CAI課件就可以控制兩物體的相互作用過程，通過放慢、定格，學(xué)生可以細(xì)致的觀察整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，加深理解，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

二、演示型CAI的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.選擇確能體現(xiàn)CAI課件優(yōu)勢的實(shí)驗(yàn)。演示型的CAI課件在中學(xué)物理教學(xué)中多為助學(xué)型課件，主要用于輔助教師進(jìn)行教學(xué)，為提高教學(xué)效果服務(wù)。該課件與教師講授是互為補(bǔ)充，取長補(bǔ)短，共同服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)。它不可能完全替代教師的工作，它在教學(xué)過程中一般只出現(xiàn)在一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢茫處煹陌鍟?、講授等都還是不可缺少的。一個(gè)演示型CAI課件不一定要形成一個(gè)完整的體系，主要是演示物理教學(xué)中一些不易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，如前面所提到的定理、規(guī)律的推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、涉及微觀宏觀、過程不易控制、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象抽象化等的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該在教學(xué)中有較高的使用率，能發(fā)揮多媒體計(jì)算機(jī)長處的內(nèi)容。對一些操作方便，效果明顯的實(shí)驗(yàn)，就不一定非要用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，真實(shí)實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生更容易、更直觀的接受。

2.充分合理地使用多媒體信息。多媒體信息是指文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、活動(dòng)影像、聲音等多媒體技術(shù)來表現(xiàn)信息并把這些信息有機(jī)地結(jié)合在一起，形成圖、文、聲、像并茂的效果。人類對信息的接收主要依賴于5種感覺，即視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺，其中前兩者接受的信息占接受信息總量的88%。演示型CAI在以視聽覺信息為主的同時(shí)，一定要根據(jù)教學(xué)原理，教學(xué)需求合理有效地使用多媒體信息。使多媒體信息的使用要恰到好處，促進(jìn)教學(xué)效果的產(chǎn)生。下面從各種多媒體信息類型出發(fā)談?wù)剝?yōu)化設(shè)計(jì)的原則：

（1）文字不宜過多，文本的呈現(xiàn)要突出重難點(diǎn)。由于演示型CAI是配合教師課堂教學(xué)的，所呈現(xiàn)的應(yīng)是配合實(shí)驗(yàn)需要突出加深的內(nèi)容，例如公式、定理等。切忌滿屏文字，要留給教師講解的空間，從而使整個(gè)教學(xué)過程中的CAI課件與其他教學(xué)手段、方法有機(jī)地結(jié)合在一起，使CAI使用流暢自然，不游離在教學(xué)以外，保證整個(gè)教學(xué)過程的完整流暢。

（2）圖形、圖像要清晰、實(shí)用。課件中的圖形、圖像，不必過分追求藝術(shù)效果，只要能清晰、準(zhǔn)確的表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，只要能將抽象的教學(xué)內(nèi)容形象具體化，便于學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容即可。如前面所提到的“碰撞”實(shí)驗(yàn)中的小球，不一定需要立體的，平面的實(shí)驗(yàn)展示更容易為學(xué)生所接受。同時(shí)清晰、實(shí)用的圖形、圖像還可以避免畫面的過分藝術(shù)渲染對學(xué)生注意力的分散，從而有利于教學(xué)過程中學(xué)生注意力的維持。

（3）正確處理動(dòng)畫與靜片的關(guān)系。根據(jù)中學(xué)生的年齡特點(diǎn)，決定了他們對鮮艷、逼真、動(dòng)感強(qiáng)的畫面十分感興趣，動(dòng)畫演示的確也可以表現(xiàn)出許多優(yōu)越性，它不僅能夠再現(xiàn)事物的發(fā)生發(fā)展過程，揭示事物的本質(zhì)屬性以及事物間的內(nèi)在聯(lián)系，而且還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過過程模擬，啟發(fā)聯(lián)想和引申探究。設(shè)計(jì)師一定要注意學(xué)生的年齡層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，注意做到科學(xué)、合理，藝術(shù)性為教育性服務(wù)，做到符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，不能為了“動(dòng)”而“亂動(dòng)”，以至于妨礙了教學(xué)效果的產(chǎn)生。另外，在操作中還要注意各分片的定位，使得動(dòng)靜結(jié)合，保證教學(xué)過程中操作方便，一步到位，準(zhǔn)確無誤。

三、結(jié)語

在提倡信息化教育的今天，不能盲目的追求CAI課件的使用，像物理這樣的基礎(chǔ)學(xué)科，無論是教師還是專業(yè)的軟件開發(fā)者，都應(yīng)本著教學(xué)原則，根據(jù)學(xué)科本身的特點(diǎn)，合理發(fā)揮信息技術(shù)在教學(xué)中的作用。更好的配合現(xiàn)代化教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

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