论技术与中职物理实验教学的整合.doc

信息技术与中职物理实验教学的整合 姓名：李冬梅单位：中泰宝石学院信息技术与中职物理实验教学的整合摘要：计算机辅助教学作为一种先进的教学手段，已经受到社会各界的广泛关注。计算机辅助教学同其它教学手段一样，是有利有弊的，需要改进。本文通过分析我国中学物理教育的现状，对比CAI辅助中学物理实验的优势和劣势，从两个方面讨论了多媒体CAI在中学物理实验教学的益处与弊端，针对问题提出了改进方法。关键词： 计算机辅助教学 中学物理实验引 言随着教育改革的深入，教育现代化已迫在眉睫。教育的现代化可以提高教学质量，激发学生学习兴趣，增强教育竞争优势，是教育体制改革的主要发展方向。就目前我国中学教育的现状来讲，中学课堂教学任务繁重，传统的教学方法媒体单一，教法陈旧。随着科技的发展，计算机已进入我国的教育领域，由此进一步形成传统教学与计算机技术相结合的教学模式-计算机辅助教学。计算机辅助教学首先改变了几百年来的一支粉笔、一块黑板的传统教学手段。它以生动的画面、形象的演示，给人以耳目一新的感觉。计算机辅助教学不仅能替代一些传统教学的手段，而且能达到的传统教学无法达到的教学效果。物理学是一门以实验为基础的自然科学，所以在教学中如能从实验中让学生得到最大的理解，是掌握知识的最好途径。但有些实验通过带领学生手工操作，很难得到理想的实验现象。而多媒体课件通过对中学物理教学中的实验进行模拟，可以把实验结果显现出来。如粒子散射实验，通过对粒子散射实验进行模拟，可以将抽象知识具体化。计算机模拟实验增强学生对知识的感性认识，从而激发学生形成学科学、爱科学、用科学的热情。多媒体技术改进了我们的教学手段，产生良好的教学效果。计算机辅助教学作为一种先进的教学手段，具有许多传统教育手段无法比拟的优点，但同时它也存在着弊端。本文总结多年来的教学实践，分析我国中学物理教育的现状，对比CAI辅助中学物理实验的优势和劣势，从两个方面讨论了多媒体CAI在中学物理实验教学的益处与弊端，针对问题提出了改进方法。一 CAI的概述。多媒体计算机辅助教学（CAI）是以计算机为主要媒体进行的教育活动，它是使用图形，动画，声音，图象等多种媒体进行教学内容的呈现与传递。1、像媒体（声音，图象）和计算机媒体（文本，图形，动画）有机融为一体。也就是多媒体CAI必须在电化教育与计算机基础上取长补短，优势互补，并且多媒体技术在多媒体教学中起主导作用，它与视听，声音，网络等有机融合，才能真正发挥出多媒体CAI教学的优势。2、多媒体CAI教学系统不同于以往单一媒体信息系统，它是以计算机为中心，把语音，图象处理技术和视听技术集成在一起，并通过对音频，视频信号的模拟转化和数据压缩，解压过程实现计算机对不同媒体信息的存贮传递，加工，交换的检索，它可以使传播信息和接收信息之间进行实时的交换，而不象传统的电视，广播系统那样，人只能被动地接收，正是这种实时交换特征更适合双边教学需要，把学生的多感官有机地结合起来，获取相关的信息，充分调动了其学习积极性。3、教师在计算机辅助教学中更多的是起到一个师傅和向导或顾问的作用，不同与传统教学中截然分开的讲授解释实验活动，教师可以自由地由讲解转到讨论，也可以设计计算机活动，要求学生各自讨论，并讲述他们的结果。在计算机工具的协同下，实验十分容易与其他教学活动一起混合进行。这样，就在讲解问题，问题解决和动手实验之间建立了强有力的联系，而这正是传统教学中的薄弱环节。二、 CAI在中学物理实验教学中的优势物理学是一门讲述物质结构和运动规律等基础知识的学科。物理教育不应只限于向学生传授知识和技巧，而更应重视物理思想，物理方法的渗透。注意学生理解能力，思维能力的培养。物理实验是进行物理教学的主要手段之一。利用CAI的模拟功能，能够把一些抽象的理论内容，不易观察清楚，难于操作的或现实中不可能直接操作的实验内容，通过二维或三维动画的形式，进行信息处理和图象输出，在显示屏幕上进行微观放大、宏观缩小、瞬间变慢。让学生轻易地获取有用的信息，从而形成鲜明的或感性的认识，为进一步形成物理概念，理解物理规律，上升为理性认识奠定基础。1. 在课堂教学上，运用CAI模拟某些物理现象不明显或难以操作的演示实验。在“光学”的本影和半影教学中，利用CAI模拟出太阳、地球、月亮三者之间的转动情况，借助学生熟悉的日食（全食和偏食），月食（全食和偏食），分析本影和半影的形成，进而让学生更深入地理解日食和月食的成因，使整个教学形象、具体。 2、模拟一些现实中不能直接再现的物理现象。如原子弹的爆炸过程（原子核裂变和聚变），因为有巨大的危害性，在现实生活中不能直接再现。通过CAI模拟，并在模拟原子弹爆炸过程中，加入声音、色彩、和与之形成对比的环境现象使之更加逼真，让学生犹如身临其境，感受到爆炸的巨大威力。还可以利用CAI模拟一些现实并存在的物理模型，电场、磁场、磁通量等，加深学生的空间想象力。3、利用CAI在中学阶段由于设备限制而无法进行的近代物理实验。使学生对理论的理解有一个感性认识，而不仅仅是对着书本示意图想象。如：a粒子散射实验，中学不可能做，书本上也只有一个示意图。利用计算机模拟这一实验过程，可以帮助学生理解实验过程和结论：（a）利用CAI演示实验，可以帮助学生尽快理解实验结论。如：在研究平抛运动的实验中，课本上是依据同时开始做平抛运动的物体和做自由落体运动的物体总是在同一时间落地这一实验现象得出平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动这一结论。从这样的现象得到结论，不管用什么语言，总显得不够实在，甚至于掀强。若用FLASH制作一个动画，在实验演示以后播放，就可以很清楚、很实在地说出实验结论。首先，重现实验现象，然后过两个一起下落的小球连一条水平直线，使直线随小球一起下落，并放慢动画速度。这样一来，学生接受实验结论时就觉得自然、合理。 （b）用CAI可以把渐变的物理量展现出来，防止学生因缺乏想象力而形成思维障碍。如静力学中的动态平衡，它表现为弹力、静摩擦力动态的变化的过程，教师在黑板上作画，难于帮助学生在头脑中建立起动态的画面。如：小球在挡板逐渐倒下的过程，要从静态的图了解动态的过程，需要学生有丰富的想象力。为了突破该教学的难点，可以用FLASH的动画功能，利用对线段的伸缩和旋转，反映动态过程中弹力和大小和方向的变化，使原来要凭学生想象才能得到的动态变化过程展示出来，及时纠正学生头脑中异样构思，提高学生对知识理解的准确度。再如几何光学中的透镜成像，演示物体沿主轴由远及近向透镜移动的过程中像的大小及运动距离变化（点光源射向透镜不是三根光线，而是一个锥体），在学生有了实验的感受性认识和理性分析后，给他们一个形象的、连续的鲜明的知识提炼。三. CAI课件在中学物理实验中的局限性和困难借助CAI可发实现教和学的多元化，提高课堂效率和教学质量。但CAI若使用不当，也极易造成违背物理学本身特点的后果，使教学效果适得其反。1、物理学是一门集观察，实验科学思维于一体的基本学科，目前在计算机辅助教学中学物理教学实践中，却有很大一部分课件利用计算机强大的动画和计算机模拟物理实验，以代替可以进行的演示实验，有的学习课件甚至通过建立教学模型，模拟实验仪器，仪表和元件建立虚拟实验室，提供给学生进行研究性实验，使物理实验丧失了其在物理教学中应起的作用，我们知道，物理实验在物理教学中的主要作用有：（a）有利于激发学生的学习动机，提高学生学习物理的兴趣；（b）有利于培养学生的观察能力，因为实验中需要通过自己的观察获取信息；（c）有利于培养学生的思维能力和科研能力，因为实验中常出现一些意想不到的现象，解释这些现象的过程中，思维形式活跃很多；（d）有利于实现因材施教，因为实验所涉及的基本概念，实验原理，设计思想形式多样，为不同类型的学生提供了发展平台。而如果用计算机的模拟来代替实际的实验操作，那么物理实验在教学中应起的作用就无法实现，因为所有的过程都是人为设置的。学生一方面无法体验到前人在各种实验设计中所体现出来的物理思想的光辉；另一方面，也会产生这样的疑问：真的是这样吗？这无疑不利于素质教育。利用这种模式教育出来的学生，对一切物理过程都是理想的情况，或许实际能力很强，而一旦接触实际的科学实践活动，必将暴露出其缺少实际操作训练的一面。2、CAI在课堂上的运用造成教师和学生的注意力分离。在传统的物理课堂，无论是教师讲，学生听，教师在讲台上做演示实验，或是学生亲自动手实验，教师巡视，师生的注意对象在内容上是一致的，这种注意为师生的情感交流提供了一个有效的通道，有利于提高教学效率。而在CAI运用中，教师的操作点在电脑键盘，鼠标上，而学生的注目点在屏幕，这种注意对象在空间位置上的分离阻碍了师生情感的交流，不利于课堂教学。结束语CAI作为一种辅助教学工具,可以提高教学质量，激发学生学习兴趣，为教学改革提供了新的思路和方法。但它不能完全取代教师的指导作用和学生的亲自动手实验。在课堂教学中，教师是主导，学生是学习的主体，CAI只是辅助性的工具。教师应合理利用CAI辅助教学，借以提高教学质量，同时避免在教学中受课