運用CAI輔助提高物理教學效果

何煥成

【中圖分類號】G62.20 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）18-0-01

如何認識CAI在中學教學中的地位，充分發揮CAI在中學教學中的作用，是擺在廣大中學教育工作者面前的一個重要課題。筆者擬就CAI對中學物理教學中的影響、在中學物理教學中應用、目前存在的問題談幾點拙見。

一、CAI對物理教學的影響

在現代課堂教學改革實踐過程中，CAI輔助中學物理教學，化抽象為形象、化微觀為宏觀、化靜態為動態、化不可操作為可操作過程。對化解知識難點，提高綜合能力，推進素質教育具有重要意義。

1、應用CAI使教學過程更加直觀。從認識論的角度看，學生對事物的認識過程的起點是對事物的感性認識。在物理科的學習中學生由于無法理解一些抽象的理論，而對物理產生一種畏懼的心理，阻礙了他們學習物理的情趣，但應用CAI技術就可以直觀的解釋一些物理現象和規律，激發學生的興趣，提高學習的效率。主要表現在以下幾方面：

應用CAI能夠實現抽象到具體的轉變。比如，機械運動中的相對運動、回聲測距、透鏡成像等。對初中學生就很難接受也很難描繪清楚。就相對運動的內容我們即可應用計算機來演示空中加油的情景和等速救護的過程，配上聲音的效果，讓學生從聲音、圖像全方位的感受，如置身于其情景，直觀地掌握該節的內容。

應用CAI可以實現動靜的相互轉化。在物理教學中，有很多物理現象出現的時間極短，當學生還沒來得及看清時，該過程就已經結束。學生就理解不了其中的本質，給教學帶來困難。如平拋運動我們就可以使用數碼相機把其運動全過程拍下來，然后進行制作，利用計算機可反復操作，使學生認識其過程，同時還可以利用它的某一時刻的靜止畫面來解釋它下落時的特點。教學中的難點就容易突破，省時方便。應用CAI能夠實現從微觀向宏觀轉移。由于條件限制，物理教學中有些物理的實驗在課堂教學中無法演示，學生只能從理論上了解。像原子物理這部分內容，學生理解不深刻、記不住。我們可以應用多媒體的三維動畫的進行動態的模擬演示。把中子、鈾核等用不同顏色區別，讓中子撞擊鈾核，伴隨著一聲巨響，看到裂變過程。當學生受此振撼時，其內容自然記憶深刻。

因而，應用CAI讓枯燥的物理理論得以升華，形象而又直觀的過程感染了學生的學習的動機，使學生變被動為主動，從而更加崇尚科學，因為科學有無限的魅力。

2、應用CAI可以加大課堂的信息量。二十一世紀是信息時代，對于在學校里學習的學生，也應培養處理大量信息的能力。因而在課堂教學中教師應該向學生提供更多的信息、更多的資料，及物理學的發展情況，來擴展學生的知識面。教學過程中，教師經常花較多時間板書，特別是上電學課時寫例題、畫圖例的時間更多，而采用多媒體中的顯示文本的功能，這可使本應花十幾分鐘的內容在幾秒內顯示于學生眼前。由于使用多媒體的直觀性也大大縮短了教學難點的突破過程。這就有時間講解更多相關的知識和現實的應用，引導他們理論聯系實際，豐富了課堂內容，而且從根本上改變過去"滿堂灌"的教學弊端，給學生較多自由時間復習鞏固，優化了課堂教學，增加了課堂的信息量。

3、應用CAI便于師生間雙向交流。傳統的物理教學過程中，主要是教師講學生聽，不便于學生個性的培養。應用CAI能夠真正改變學生和教師的位置，使學生成為學習的主體。當學生有問題時，可以及時提出或利用計算機網絡與同學討論，從而多渠道尋找解決問題的辦法。當學生對某個物理現象有自己的觀點時，也可以提供給大家進行研討和交流，教師提供解答，這樣雙向交流中使學生的思維更加活躍，有利于培養學生的創新意識，實現學生主體教師主導的現代教學思想。

可見，應用CAI于中學物理教學，有助于教學中難點的突破和重點的把握，符合當前教育發展趨勢，給我們教學順利的轉軌提供一種模式。

二、CAI在中學物理教學中的作用

結合目前中學物理教學的實際，CAI在物理學科中大體可應用在課堂教學、實驗教學、輔導教學等三個方面，下面就這三個方面加以探討。

1、計算機應用于課堂教學中。課堂是學生獲取各種知識的最直接場所，課堂教學是實現教師教與學生學的最主要途徑，也是計算機實現輔助教學功能的主要場所。利用計算機進行課堂教學，可以變以往學生處于被動學習地位為主動學習，提高學生學興趣及求知欲，促進知識和能力的正遷移。

（1）利用計算機，實現“人——機”交互式教學

常規教學中，教師了達到應試目的，一般都把教學對象定在中等程度學生身上，結果在教學過程中忽略了“兩頭”，造成優秀學生“吃不飽”，能力得不到充分發展；差的學生“消化不良”。造成這種現象的原因是局限于應試教育，不能因材施教，抑制了學生個性化的發展。而“人-——機”交互式教學，計算機可利用學生各自的記憶及理解水平，及時地判別各個學生的可接受程度，隨后據此向不同學生傳遞不同的教學內容和方式，最大限度地實現因材施教的教學模式。整個交互式學習過程可用以下流程圖來表示：

通過以上一系列的反饋學習，不同程度的學生在計算機的因勢利導下，使他們在掌握知識的同時潛移默化的學到了怎樣學習的本領。

（2）利用計算機模擬課堂演示實驗。

利用計算機強大的動畫功能及有關外設可以解決許多用常規手段難以表達或可見度低的實驗，如有關波的實驗（波的獨立性、波的干涉和衍射等）、透鏡成像（成像原理、演示物體靠近或遠離透鏡時，像的動態變化等）；也可以通過計算機放大微觀世界，采用“放慢鏡頭”模擬外部環境變化等手法來演示分子動理論、物體與物體的相互作用（如碰撞過程、物體微小形變）、氣體狀態變化等一些實驗。這些畫面清晰、直觀并且可以瞬間定格、重復播放，既減少了教師的勞動強度又使學生理解快、記憶扎實。

2、利用計算機進行實驗教學

學生通過實驗操作，不但可以達到理論聯系的效果，而且可以通過實驗培養動手能力、思考能力及想象創造能力。但傳統的實驗效果卻跟上述目的相差甚遠，這在很大程度上是由于大多數學生按部就班地做實驗，不能充分調動思維造成的；而利用計算機進行學生實驗的模擬教學，可以幫助學生手腦并用，發揮其想象創造能力。

比如高一學生實驗“測定勻變速直線運動的加速度”，就可以用模擬型教學，學生通過計算機，在機器的要求下邊思考邊選擇實驗儀器，組建模擬裝置，自己設定鉤碼的質量，觀測不同條件下的模擬結果，選擇數據處理等。通過這種教學，不僅引導和培養了學生動腦的習慣，而且給學生提供了拓寬思維的環境。