探索多媒體技術在大學物理教學中的使用*

楊艷麗，張 勇，劉 甲

（山西農業(yè)大學信息學院，山西 晉中 030600）

1 引言

物理學是一門基于實驗的自然科學，學生學習物理概念知識以及其理解和掌握都密切地依賴于對物理現(xiàn)象的感知。像光學，力學和電磁學這些屬于大學物理教學內容的課程構成了類似于高中物理課程的關系，此外還有熱學和現(xiàn)代物理學。大多數學生認為大學物理很難學習，這是因為大學物理的傳統(tǒng)教學，只能在教室中進行某些物理實驗呈現(xiàn)給學生，而學生無法獲得動態(tài)直觀感知知識和清晰的物理圖片。大學物理教學是如何改變形式信息，集成圖形，文本，聲音和圖像，答案是有效地使用多媒體技術。多媒體教學活動給予學生多種感官積極參與學習和掌握知識的可能，并且變被動為主動。同時，它還提供了強大的教學和研究工具，以及可靠的技術支持，可實現(xiàn)平穩(wěn)高效教學。除了提高知識，多媒體的應用還可以使單一的教學內容直觀，從而激發(fā)學生的積極性，改善學習效率。集成了圖形，文本，聲音和圖像的多媒體課件不僅可以復制或模擬各種物理實驗和現(xiàn)象，還模擬物理過程，更直觀地展示物理定律，以增加對教學內容的表達，動員學生通過多種感官參加多媒體活動，課堂氣氛的改善，學生注意力的吸引，更好學習興趣的激發(fā)以及物理思想，過程和方法的深入理解都受益于此。學生更好地接受到生動，清晰，逼真的情感材料是因為傳統(tǒng)教學的課堂上應用了多媒體技術，因而他們會感知完整。難以觀察或實現(xiàn)的圖像物理現(xiàn)象，感覺到許多不可能的場景，主動建立模型。而且，學生可以更容易理解物理概念，定律和定理；同時，教學很容易效率也提高了。在使用多媒體課件的大學物理教學中，大學教師也會極大減少黑板繪畫量。老師可以花更多時間在講課，相比傳統(tǒng)手段在課堂上傳遞更多有質量的信息。盡管現(xiàn)在大學物理課堂已經應用了多媒體教學方法，但是仍然不夠，方法有待改進，手段有待進一步改進和探索。因此，有必要在大學物理教學中有效地使用多媒體課件，對提高大學物理教學效果和水平具有重要意義。所以，多媒體課件的有效使用在大學物理教學中是必要的，且在大學物理教學效果和水平的提高中發(fā)揮著重要的作用。

2 多媒體技術在大學物理教學中的有效運用

2.1 多媒體技術與教師主動性的有效結合

普通大學物理教科書中的大多數概念和定律都是通過抽象理論和復雜的數學公式得出。對于學生來說，很難掌握和理解在短時間內通過復雜的數學公式確定的概念和定律。計算機多媒體技術利用聲、光、電、形、色等多種功能，通過多種途徑傳遞教學信息，具有較強的現(xiàn)實感和表現(xiàn)力，更易激發(fā)學生的興趣和注意力，引導學生積極參與情感和行為。調動眼、耳、口、手、腦等多種感官進入學習活動，使學生的認知活動伴隨著豐富的情感和愉悅的情緒。豐富學生的想象力和積極的思維，這樣更能形成良好的學習氛圍，從而提高學習效率，增強學習效果。計算機多媒體技術在教學中過程中可以將抽象的語言文字轉化為生動、富有感染力的圖像，把枯燥抽象的教學放在娛樂場景中，使科學性和趣味性高度統(tǒng)一，學習內容變得生動有趣。此時，由于學生的精力高度集中，想象豐富了，思維活躍了，就會形成良好的學習氛圍，從而提高學效率增強學習效果。作為課堂教學的輔助手段，多媒體課件可以演示圖形的變化，模擬實驗和思維的過程，使抽象的知識更具體，靜態(tài)內容動態(tài)化，無形內容展示在學生面前，學生可以使通過生動有趣的圖像變化，聯(lián)想和結合已有的經驗和概念，建立抽象思維的概念和方法，進一步加深對知識的理解，給學生留下清晰而深刻的印象。物理教學中多媒體課件最重要的優(yōu)勢是動態(tài)仿真，仿真通過獨特的模擬動畫進行視覺實驗，創(chuàng)造良好的物理場景以激發(fā)學生的利益。讓學生獲得獨特的印象，掌握并理解物理概念和規(guī)律變的很快。在實踐中，用于大學物理的多媒體課件必須精巧簡單。結合傳統(tǒng)方法和計算機媒體應主要解決課堂的重點和難點教學，解釋和處理難以理解的物理理論，過程和現(xiàn)象。多媒體課件在大學物理中的應用不僅構成傳統(tǒng)教學節(jié)省時間，滿足教學要求，使抽象的物理內容更直觀的通過視頻和音頻方式的組顯示。除了縮短教學時間教學密度加大，教學效率和質量也大大提高，從而適應促進大學生與他們能力的結合。萬物都有兩面性，作為新的教學手段的多媒體教學也不可避免。課堂上的主導教學地位依然理應掌握于教師手中，不應該被多媒體課件去削弱，為了避免將多媒體課用作另一個黑板，并且僅通過視頻來教給學生，教師應著重引導學生分析物理現(xiàn)象和原理，啟迪和引導學生的思維，增進對物理定律和定理，過程和概念的理解，授予學生分析解決問題的能力。

2.2 改進基于課堂的多媒體課程

傳統(tǒng)的教學方法常常由于黑板書寫，繪畫和反復解釋而浪費時間，這使學生在課堂上的練習減少，作業(yè)負擔加重。計算機多媒體技術的優(yōu)勢體現(xiàn)在節(jié)省了教師教學時間，增加了學生實踐能力，多媒體技術的快速性，使得實踐的針對性和科學性大大加強，也更好地提高了課堂效率加強了學生能力的提升。。多媒體教學不僅提供了一種新的教學方式，而且在教學中還可以快速地傳遞知識和信息。在課堂上，學生的問題無法及時解決，并且難以復習，從而在一定程度上削弱了學生的積極性。老師可以提供大學物理多媒體課程系統(tǒng)，包括完整的教學文件，教學大綱，教學課件教學目標的要求和其他豐富的材料，涵蓋課程，提交和更正作業(yè)，分析樣本，模擬考試和實時問答等等。教師可以讓學生通過在線大學物理多媒體論文評估系統(tǒng)進行一系列的大學物理模擬考試，這也是多媒體技術中的一種新型教學模式管理。學生模擬測試并準備正式考試，通過系統(tǒng)的學習學生可以測試自己掌握大學物理知識，以鞏固學習成果。大學物理考試主要測試學生對基本物理學知識的掌握程度，涵蓋多項選擇，判斷，填空，簡答，計算和證明。與傳統(tǒng)考試不同新的模式下學生提交測試，會立即給出分數，以激發(fā)學生的學習動機更有利于及時獲得教學反饋提高教學質量。在同時，系統(tǒng)必須能夠收集和存儲學生的號碼，姓名，職業(yè)，班級，分數等信息，為論文分析和相互之間的評估提供原始數據不同的課程，這樣教學管理變得更高效有助于教學質量進一步的提高。

2.3 加強師生、生生交流

現(xiàn)在網絡技術的不斷發(fā)展使得不同的校園網建設也得到不斷完善，大多數學校都有自己的校園網，在校園網平臺學生可以進行交流和學習。學校的校園網連接到互聯(lián)網上，學生們的交流領域通過互聯(lián)網變得更廣泛，吸收知識信息的渠道無限擴展。教師不再是教學的主角，不是知識的灌輸者而是學生學習的引導者、促進者。比如，教師可以根據教學內容為學生安排一些研究的小課題，學生利用互聯(lián)網通過訪問一些與課題有關的網站來解決問題，也通過交換信息和留言的形式與其他學生進行交流，而教師僅需要給予適當的指導。這樣，學生的學習過程變被動為主的，不僅能掌握知識，也能掌握學習的方法，提高了學生解決問題的綜合能力。

3 大學物理多媒體模擬實驗室與真實實驗的結合

物理實驗是物理學的基礎，促進物理理論教學。主要由老師操作示范的真實的實驗演示是大學物理不可替代的一部分，在教學中起到輔助作用。設置示范實驗來補償教學課堂上的內容，精心設計的實驗演示將以簡單的形式顯示基本物理量，有助于學生建立物理量抽象概念，有助于理解和掌握概念和法律，突破困難，拓寬學生視野，激發(fā)想象力，增加學習興趣，以及培養(yǎng)學生的能力。實驗的可觀察范圍有一定的限制性，在許多物理實驗的過程中，由于實驗的可視性小，許多學生不能清楚的觀察?？梢允褂枚嗝襟w的放大功能來放大某些物理現(xiàn)象，有利于學生觀察實驗幫助理論內容理解。例如，當研究分光計的讀數時，由于游標盤太小，學生無法清楚地看到電流表的編號。這時，老師可以擴大表盤，讓學生清晰觀察，從而有效地提高實驗效果。在進行物理實驗的過程中，許多物理現(xiàn)象往往在很短的時間內出現(xiàn)，甚至許多現(xiàn)象在眨眼間消失。如果老師不注意學生，他們可能會錯過一些重要的內容。此時，如果將多媒體信息技術引入實驗中，并使用多媒體記錄整個實驗過程，則學生可以通過多媒體反復觀察實驗過程，以免錯過重要內容。另外，由于實驗時間太長，很多學生幾乎忘記了實驗過程，老師可以利用多媒體將物理實驗過程錄制，以備以后復習利用，在復習課上，老師不必重新做實驗，這樣可以節(jié)省課堂時間。科技飛速發(fā)展的時代，在實踐活動中仿真實驗已經是一種很普通的輔助學習方式，在很多課堂中被充分的應用，尤其是對于實驗教學變的越來越重要。仿真實驗操做過程簡單、計算結果方便，非常有利于對課程教學目標的完成，對學生的各方面能力培養(yǎng)起到了很重要的作用。目前，國內外許多高校都在使用計算機模擬進行實驗教學。在傳統(tǒng)的實驗課堂中，老師先講解實驗原理然后利用實驗材料和儀器進行實驗演示，這樣雖然將理論和實際完整結合但是也有一定的限制性。一方面，實驗材料和設備損壞，需要定期補充和維護，另一方面許多進口設備相對昂貴不容易購入。計算機技術的飛速進步使得仿真實驗出現(xiàn)，傳統(tǒng)的實驗對時間、空間、材料儀器都有很多的限定條件。但目前的技術發(fā)展仿真實驗還達不到代替真實實驗，它有很多的不足和缺陷。比如，模擬實驗代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗，會讓學生失去對真實儀器接觸機會，不能提高學生的基本操作技能和動手能力。長久的利用仿真實驗脫離具體的實踐學生實驗技能會弱化。最好的辦法是結合兩者的優(yōu)點將仿真實驗與傳統(tǒng)實驗相將結合，利用仿真實驗對具體實驗原理內容基本了解，熟悉實驗儀器結構和操作方法，也可以熟悉內容和實驗步驟，真正實際操作前對實驗有一定的基本認知。長久的利用仿真實驗脫離具體的實踐學生實驗技能會弱化。最好的辦法是結合兩者的優(yōu)點將仿真實驗與傳統(tǒng)實驗相將結合，利用仿真實驗對具體實驗原理內容基本了解，熟悉實驗儀器結構和操作方法，也可以熟悉內容和實驗步驟，真正實際操作前對實驗有一定的基本認知。系統(tǒng)提供了強大的工具用于物理實驗教學，同時克服了實驗依賴課堂的時間限制，擴展有關時間和空間的內容，有效提高預覽質量，復習和實驗全面提高實際能力，有助于培訓創(chuàng)新和探索精神，使學生獲得系統(tǒng)的實驗理論技術和完整技能。幾乎所有的物理過程，現(xiàn)象和實驗都可以通過多媒體生動地再現(xiàn)。因此，一些教師傾向于使用多媒體課件而不是真實的演示。在課堂上進行實驗，完全依賴于多媒體課件。教師必須在課堂上進行真實的示范實驗讓學生代替多媒體工具來演示物理過程和現(xiàn)象。一方面，這將訓練學生觀察和分析真實的物理過程和現(xiàn)象，指導學生掌握自然本性，了解并掌握真實本性；另一方面，它將訓練學生要尊重科學觀念和探索真理的精神。

4 結論

利用物理多媒體課件教學與傳統(tǒng)物理教學相比有著獨特的優(yōu)勢，它為物理過程和現(xiàn)象的顯示提供最佳視聽圖像手段。我們需要高質量的物理多媒體課件將大學多媒體課件和傳統(tǒng)物理教學各自的優(yōu)勢結合，服務教學提高物理教學效果。因此，加強和改進大學物理多媒體的研究非常重要。