多媒体辅助教学在大学物理课堂中的运用

多媒体辅助教学在大学物理课堂中的运用 温俊青 (西安石油大学理学院 陕西西安 710065) 摘 要：本文分析了多媒体教学具有的特点，并以夫琅禾费单缝衍射为例讨论了 多媒体教学的具体应用。 关键词：大学物理; 多媒体; 单缝衍射 基金项目：西安石油大学青年创新基金(编号：YS28031220 和 YS29031227) 作者简介：温俊青(1977-)，女，山西代县人，博士，西安石油大学理学院讲师，从事合金结构 方面的研究 大学物理是大学理工科类的一门基础课程，内容体系按基础课的性质和物理 学的发展过程分类，由牛顿力学、热力学和分子动理论、电磁学、波动光学、相 对论和量子物理组成。通过课程的学习，使学生熟悉自然界物质的结构，性质， 相互作用及其运动的基本规律，为后继专业基础与专业课程的学习奠定必要的物 理基础。通 过 课 程 的 学 习 ， 使 学 生 掌 握 科 学 的 学 习 方 法 和 形 成 良 好 的 学 习 习 惯 ， 养 成 辩 证 唯 物 主 义 的 世 界 观 和 方 法 论 。 为深化大学物理教学，多媒体技术作为一种现代化的教学工具和手段，愈来愈多 地应用于教学领域。多媒体教学具有的特点：(1) 多媒体教学作为一种现代化的教 学手段具有直观化、形象化的特点，可以在课堂上形象、直观地显示出传统教学 手段难以表达的教学内容或无法观察到的现象。物理学是一门以实验为基础的自 然学科，在教学过程中将物理现象作为研究对象，学生对抽象的物理概念的理解， 最初要依靠对物理现象的感知。传统教学手段是黑板加粉笔的以教师灌输为主的 “填鸭式”教学法，在此过程中不能把物理实验拿到课堂上演示给学生看，只能用粉 笔在黑板上展示物理过程并给学生讲解。而利用多媒体课件可以模拟各种物理实 验和现象，利用直观的画面来展现所学内容，调动学生学习的主动性。(2) 多媒体 教学可以增大课堂教学的信息量，提高教学效率。传统的教学模式中，讲授教师 往往要花大量的时间在黑板上写板书、绘图，传达给学生的信息量较少。运用多 媒体教学手段，可节省下大量的板书及绘图的时间，因此给教师留下了大量的讲 解时间，增加课堂传递的信息量。 在多媒体教学中教师要做到以下几点：(1)教学中，要积极发挥教师的主导作 用，现代教育理论认为，教学过程是人与人之间的相互作用过程，教师是教学活 动的组织者和引导者，在教学过程中要发挥主导作用。(2) 多媒体教学与传统教学 手段要有机结合：传统教学手段与多媒体技术之间并无矛盾，在教学实践中不应 将两者对立起来，而应将两者有机结合起来，使之相互补充。多媒体手段能为教 学提供大量形象、极具直观性的物理背景材料，对一些难以直接观察到的物理现 象能以多种形式进行三维动态模拟，充分展示物理现象发生、变化的全过程，使 2 学生建立起清晰的物理表象，从而激发其创新究能力。(3) 精选教学内容，精制教 学课件：一个优秀的多媒体课件，应该同时具备科学性、教育性和艺术性。内容 上，必须保证概念准确、推导严密。制作课件时，应尽量注意色彩的搭配、背景 的选取、画面的设计。(4) 真诚对待学生，让学生真正成为学习的主体，注重知识 教育和素质与能力培养相结合，在课堂上教师与每一位学生都是平等的交流者， 教师应全身心地融入到学生中去，与学生一起合作、交流。这样才能调动起师生 合作的积极性。 在本文中，我结合自己的教学实践，对多媒体技术这一新的教学工具在大 学物理中单缝衍射教学中的应用进行讨论。 课程内容介绍 ：单缝衍射的教学内容在实际授课时为 1 学时，具体内容分为 三个方面，三方面内容设置方案如下。 （1）衍射装置。本课程中以夫琅禾费单缝衍射为例讨论问题，需要的实验仪 器由光源、衍射屏和接收屏。若采用多媒体动画展示实验装置，可以使抽象的仪 器形象化、直观化，激发了学生的学习兴趣。 （2）单缝衍射的光谱特征。屏 上 的 衍 射 图 样 是 一 些 相 互 平 行 的 条 纹 ， 他 们 都 平 行 于 狭 缝 。 对 于 衍 射 角 =0 的 地 方 ， 各 衍 射 光 线 之 间 由 于 没 有 光 程 差 而 相 干 加 强 ， 因 而 此 处 光 强 最 大 。 除 了 中 央 主 极 大 外 ， 屏 上 光 强 分 布 还 有 次 级 大 存 在 。 次 级 大 的 位 置 可 同 过 计 算 结 果 为 ： asin=(2k+1)/2 (k = 1, 2, 3, .) 这 些 次 级 大 又 称 为 高 级 衍 射 斑 。 暗 纹 位 置 满 足 关 系 asin = k(k=1, 2, .)。这部分内容如 果只用板书来讲的话，学生听起来没有实例，有些枯燥乏味。笔者在讲授此部分 内容时，是先运用半波带法在黑板上推导得到单缝衍射的明暗纹条件。此时，学 生对衍射条纹的分布已经有了基本的了解，然后再通过多媒体演示整体的动画效 果，带领学生分析单缝衍射的光谱特征，讲授以板书为主、多媒体动画为辅，二 者有机结合，使得学生对抽象的光谱分布通过多媒体动画一目了然。 （3）分析单缝衍射明纹角宽度。明纹角宽度的定义是相邻两暗纹对应的衍射 角之差，有衍射公式可得= /a，中央明纹角宽度 =2 /a，中央明条纹的角宽 度是其他明条纹角宽度的两倍。此部分的讲授应先根据衍射公式推导出明纹角宽 度，多媒体动画为辅，使学生可以从动画上观察到中央明纹角宽度和其它明纹角 宽度的差别。 在以上三部分内容的讲授过程中，多媒体上始终放映的是单缝衍射的光谱动 画演示界面，而黑板上则进行了两部分内容的推导，以板书为主、多媒体为辅， 二者有机结合，使得课程教学浑然一体。 总之，在物理教学过程中物理教师应努力使多媒体技术与传统板书有机结合， 3 这样才能真正发挥传统教学模式和多媒体技术的优势。要实现多媒体教学与传统 教学手段的理想结合还有许多工作要做，还需要多与他人交流，多向他人学习。 【参考文献】 1 刘向兵,李立国. 高等学校实施战略管理的理论探讨J. 科技信息. 2010(23) 2 祁顺生. 以价值为基础的要素与企业 J /news/class/ .中国教 育期刊学会.2001(02) 3 张振川. 现代企业风险价值管理问题探讨J. 会计研究 . 2004(03) 4 汤谷良,林长泉. 打造 VBM 框架下的价值型财务管理模式 J. 会计研究. 2003(12) 5 胡笑寒 ,万迪昉 . 战略控制方法与管理控制方法的比较及发展研究J. 广东科技. /news/class/. 2003(04) 6 何有缘,侯兰,任洪斌. 信息沟通中经理人应遵循的“ 531”策略J. 中国职教期刊学会. /news/class/ .2002(04) 7 德国胜. 提高变电站电力系统自动化的技术途径探讨J. 黑龙江科技信息. 2010(36) 8 刘萍. 从经济学角度分析公允价值与市场价值J. 中国科教期刊学会 . 2002(12) 9 王春美,闫彩英. 浅谈企业文化建设的价值取向J. 生产力研究 . 2001(06) 10 袁改莲 ,芦震. 220kV 小店变电站 2 号主变差动保护跳闸的事故分析J. 科技情报开 发与经济. /news/class/. 2010(33) 11 周雯,邢建武. 新经济时期以来美国制造业及服务业的发展 J. 特区经济. 2009(01) 12 赵东安 ,杨春. 中国工业期刊学会关于生产性服务业对制造业升级的影响研究韩 国现代化经验及对我国的启示J. 特区经济. 2009(01) 13 戴靖波. Z 形接地变压器在变电站的应用J. 湘潭师范学院学报( 自然科学版). /lunwen/class/?195.html.2008(01) 14 侯晓音. 地区变电站自动化系统设计J. 北华大学学报 (自然科学版). 2007(05) 15 顾乃华 ,毕斗斗 ,任旺兵. 生产性服务业与制造业互动发展 :文献综述J. 中医药期刊学 会. /qikan/class/ .2006(06) 16 益瑞涵 . 美国大学的品牌管理及启示 以马里兰大学为例J. 华南理工大学