淺析CAI在初中物理教學中的有效應用

鄭麗蘭

摘? ?要：本文對CAI在初中物理教學具體實施過程中的有效策略進行簡單解析。

關鍵詞：CAI;多媒體;物理策略;有效性

1? 研究背景

CAI（Computer Aided Instruction），就是教師在進行教授知識時利用計算機等現代科技進行輔助教學的教學工作。主要包括①練習;②個別指導;③對話與咨詢;④游戲;⑤模擬;⑥問題求解。CAI為接受教育的人提供了比較形象、方便、直觀的學習環境與學習體驗，通過對各種云端，大數據以及計算機多媒體的綜合應用，完全可以彌補在傳統教學方式下的不足與局限性。通過多大數據的篩選應用，其根本目的就是提高教學的質量以及效率。

2? 學生學習物理存在的問題

2.1? 學生缺乏內驅力

美國奧蘇伯爾把內驅力分為三種：認知內驅力，自我提高內驅力和附屬內驅力[ 1 ]。認識內驅力是學生能夠自覺學習的力量，致使這一力量缺乏的原因是中學物理相對其他科目難度更大些，學生容易受到挫折，因此對于知識的好奇心也隨之下降。對于自我提高內驅力是一種尋求成功的力量，相對來說是更永久性的動力，這種內驅力的提升大部分來自于初中生的世界觀，但不是物理學科所特有的。如果孩子們缺乏內驅力就像“提線木偶”一樣當外力提一下或者拉一下，它才會動一下，沒有方向，沒有目標。綜上可知很有必要通過CAI來提高學生學習的內驅力，可以使學生在吸收知識的同時又提升了對知識內容的興趣，甚至對知識的渴望，在學習中獲得成就感，找到前進的方向。

2.2? 初中生對物理的學習的興趣不夠濃厚

學生的學習興趣是能夠促進學生求學的一股內在力量，但是由于時代的變遷中學生的叛逆期只增不減，其實問題的根源無非是身體和心理上的不成熟導致的。不懂得對社會上的各個誘惑說不，只會越陷越深，陷入誘惑，對學習提不上興趣，且自我約束能力較為薄弱，主要體現在：上課喜歡偷偷地講話，做些小動作，打瞌睡，心不在焉等現象。容易受外界因素影響，久而久之導致學業成績下滑直至跟不上。避免這一現象出現，作為老師有責任有義務認真備好每一堂課，適當補充與物理相關的科技時事，更能充分地抓住學生學習物理的“胃”，即吸引學生學習興趣，這時CAI是課堂教學非常好的輔助工具，所以教師對現代化信息技術手段要有一定的了解和研究。

2.3? 學生學習時間的有限性

首先，受教育者剛接觸到物理這門科目的時候是初中二年級，而且也是在學習階段新增加的一門科目，學生比較容易受到其他科目先入為主的觀念影響，無法及時且正確意識到初中物理在中考的重要地位，導致學生在自主分配的時間里永遠把物理這門科目放在最后才完成或者直接馬虎應付完成。其次，經過訪談得知，學生除了存在態度上不重視的問題外，物理在各學科當中可以稱得上算是一門相對比較嚴謹細心的學科，而想要學好物理學科的話必不可少是需要掌握（1）嚴謹的邏輯思維;（2）深入的理解能力;（3）獨立分析問題以及總結問題;（4）更要懂得羅列出物理的各個關系式并且合理運用;（5）對實驗要有一種探索精神。然而據受教育者的身心發展的規律來說，心智各方面還不夠，能夠喜歡物理并且學好物理確實不易，所以就不愿意花時間去克服困難。但是中學生此時的智力水平正處于全面待開發的狀態，只要很好地帶其入門，稍加指引就可避免出現厭煩此學科的情緒。再者，結合筆者所在學校學習氛圍，老師都很有責任心，非常拼命地教學，每個老師無不希望自己教的科目學生都能學得好，所以難免一些科目占用學生課下比較多的時間。當今時代學生學習壓力大，在與家長溝通與交流中得知學生每天六點多就得起床，晚上完成作業和洗漱后要到十一點多或者十二點才能上床睡覺。如何使中學生身心健康成長，快樂學習，教育者是有必要研究提高物理課堂效率的策略，盡量把教學任務在課堂里消化，同時借助多媒體因材施教地布置少量有效地課后作業。

3? CAI的有效應用在初中物理教學中的體現

3.1? 充分利用現代化視聽手段激發學習興趣

夸美紐斯說：“興趣是創造一個歡樂和光明的教學環境的主要途徑之一[ 2 ]?！蹦侨绾瓮ㄟ^CAI培養教育對象的物理學習興趣？經大多學者的研究指出“視、聽、嗅、味、觸，這五種感官指引著人們對周圍信息的感知、接受周圍的信息，這五種感覺器官感知信息組成部位分別為：視覺83%;聽覺11%;嗅覺、觸覺1.5%、味覺1%”。數據表明在接收信息方面占著重要比例的感覺器官是眼睛和耳朵，所以有必要充分利用CAI的圖表和聲音功能。

由此可見，接受信息的主要途徑是通過視覺，CAI以文字，表格，圖片等形式輸出。

（1）字體在大小，格式，顏色，粗細等方面相互結合，更能凸顯出重難點知識，體現出心理過程中知覺的選擇性的特性。

（2）CAI中的表格應用使所研究對象之間形成明顯的對比功能。

（3）但是文字不如表格，表格不如如圖片。圖片具有直觀性，它是最直接能刺激神經細胞，使所學知識在記憶保存得更長久，并能根據需要快速提取出來。在課堂中合理利用好圖片還能調動課堂氣氛，比如：在長度與時間的測量中，可以通過建立長度矛盾和沖突，激發學生思考的火花，如果單從人類感覺器官出發，眼睛看到的并不一定是可靠的，也會存在錯覺。如圖3-1所示人眼覺得右邊中間的圓會比較大，而實際上圖中間的兩個圓是等大的; 圖3-2兩條線段長度相等，但視覺上會覺得線段長度不一致;再如圖3-3這些條紋是平行，可用直尺平移驗證，說明長度測量工具的重要性，因此我們需要長度的測量工具。

（4）同時不同而有序的圖片連續播放就形成了視頻或動圖，具有較強的連貫性和邏輯性。現在很多平臺的小視頻資源都做得生動有趣，像“樂樂課堂”“愛學堂”“物理大師”“洋蔥數學”等平臺把一個小知識系統連貫的展現出來，同時又非常富有趣味性，讓受教育者感受到物理的魔力，產生對學習的渴望并樂在其中，使教學效果達到事半功倍。

（5）還可以通過CAI實施多種方式綜合使用，如在希沃白板上板書重要知識，突破了傳統板書內容的空間和時間的局限性;不僅如此，在白板上能夠直接畫圖建立物理題意模型，CAI具有克隆復制與旋轉功能。如：一個箱子由一個位置移動到另外一個位置，通過克隆技術可以實現靜態現象轉化為動態現象，教師再結合自身語言魅力，可以使一個箱子富有生命力，使物理物理知識富有故事性、邏輯性與連貫性。

其次，聲音的功能就是視覺信息的補充。有的學生從小培養閱讀能力，其閱讀能力比較強，可以在一道題目中快速的提取有用的信息，但是有的學生在這方面就比較薄弱，可以通過CAI進行圖文加講解相結合，圖文結合講究的是充分地調動視覺和聽覺共同參與到學習當中，從而更好地提高學習效率，使教學工作更有效地進行。如果在學生學習的過程中將重難點變成播放適當的影片或者音頻，這對于有的學生來說可以有效地集中其注意力，將注意力放在重難點上。比如在學習“聲音的世界”這一章節，可以將世間美妙奇特的聲音請進我們的課堂，通過讓學生聽聲音辨物體，調動課堂氣氛，從而得出聲音的特性中的音色這一知識點。而在闡述聲音的能量的內容時，借助海豚音震碎杯子的視頻，開拓學生眼界，讓孩子們很好的感受到物理世界的美妙，從而很好地激發學習興趣。

3.2? CAI有助于初中物理實驗的補充

對于物理來說，無實驗無物理，但是在做實驗中有的實驗現象不明顯，不易顯出事物本質特征或實驗具有危險性。因此可以通過CAI進行模擬實驗，建立物理模型等。

模擬實驗安全又環保，還能隨時隨地培養學生獨立思考與動手能力，如在探究電路特點時，可通過仿真模擬實驗降低學生對電路實驗儀器的損壞，且仿真實驗具有高度真實性，如電流短路導致著火現象，電流表燒壞，仿真實驗可以清晰的體現出來，使實驗現象明顯又能達到實驗目的，并形成深刻的印象。

另外，通過CAI構建的物理模型更能清晰明了地突出事物本質特征。如：磁場是看不見摸不著的東西，單純地給學生講授磁場，會使他們感覺云里霧里摸不著方向，但是將磁場中的磁感線用帶箭頭的線條來表示，這就很大程度上給學生建立一個模型，將抽象的東西變得具體，像光線，磁感線就很好地化抽象為具體，變復雜為簡單，這就是CAI的好處。同時，還可以實現在二維平面及三維立體空間的展示，如：探究凸透鏡的會聚功能和磁體的磁場分布情況，CAI能從立體空間突出事物的本質特征。

而對于比較危險的實驗，例如托里拆力實驗是用汞來做的實驗的，而水銀是一種有毒的金屬液體，不方便在課堂上實物直觀的呈現出來，所以CAI可以彌補實際課堂的不足，避免同學們接觸有毒的水銀，在學習的同時也保證了自身的安全。

3.3? CAI有助于因材施教理念的實現

在大數據背景下，CAI使教師更精準、深入地去了解學生。根據課堂上課情況和課下作業情況幫學生分析對應優勢、劣勢，查缺補漏 ，并進行有針對性的教學。在課下可進行分層作業的個性化布置，不同程度的學生完成的內容根據具體情況來發布，使所有受教育者都獲得有個性的發展，從而增加學習信心。在傳統物理教學中，學生將作業本上交給科任老師，老師用紅筆批閱后再分發到學生手中。這個過程對老師來說是困難且漫長的，存在學生上交作業及時問題。如果利用現代科技，使學生和老師在云端進行聯系交流，使每個學生都能及時得到作業情況的反饋，將問題立即解決，更有利于學生掌握物理相關知識要點。立即分析學生出現錯誤情況的共同點，教師將更有針對性，方向性地采取措施來教學。

3.4? 各種教育教學資源的共同分享離不開CAI的幫助

CAI需要中學教師自身有較高的綜合素質修養，對于教育者來說是機遇與挑戰并存。教師面對如此龐大的資源，需要一定的篩選能力與辨別能力，可選擇交互式強的軟件來制作課件，并擁有熟練操作多媒體網絡技術的能力。例如希沃白板具有入門快，操作簡單快捷的特點，里面也有一些不錯的課件資源可供參考。同時它可以實現資源網絡化，不再需要像傳統課件一樣需要U盤這一媒介來實現在資源在不同電腦的呈現，只要登入賬號就可以呈現自己準備好的課件，解決了教師忘帶U盤或者U盤遺失帶來的不必要麻煩。再者，資源分享也很便捷，只需要一鍵分享，對方打開對應鏈接就能馬上實現在資源共享，然后老師之間就可以對共享的材料提出意見或使用，使得教學資源更優質化。

3.5? CAI是重要的教學輔助工具，但使用要適度

凡事都要講究適度原則，否則物極必反。CAI它只是一種工具，并不可以完全取代教師的教學工作，要使實際教學和CAI緊密地結合在一起。如視頻具備了生動有趣的性質，但是否采用要根據本堂課的教學目的來進行選擇，其內容要求要簡潔明了，突出重點難點。不可過渡依賴多媒體，一旦新鮮事物太多，反而更容易使學生無法集中思維，思維一旦分散，考慮角度自然片面，這樣明顯降低了我們課堂教育的效率，會有一種喧賓奪主的感覺。

4? 結束語

總之，在當今“互聯網+”的趨勢下，這其中CAI的有效應用便是這場革命的重要轉折點，也是未來教育發展的趨勢。但如何真正做到有效合理的應用，仍然還只是處在探索的過程階段，教育工作者有必要共同努力研究，在實踐中不斷地總結有價值的經驗，并互相分享與探討具體有效的措施，讓CAI更有效地服務于各學科的教學中。

參考文獻：

[1]沈亮.初中物理有效教學策略研究[D].蘇州：蘇州大學，2009.

[2]孫艷紅;淺談低年級學生數學識圖能力的培養[J].學周刊，2014，（27）.