“光的干涉”的课件设计.doc

“光的干涉”的课件设计兼谈CAI课件开发、使用中不可替代性问题 陈建（江苏省南通师范学校 226006） 随着计算机多媒体技术的迅猛发展，计算机辅助教学（CAI）也逐渐成为最具吸引力的现代化手段，开发高质量的计算机辅助教学软件即CAI课件是充分发挥CAI优势的核心CAI的介入，无疑将改变传统物理课堂教学基本靠教师口授、板书、演示的局面但物理学是一门以实验为基础的学科，现在运用动画制作软件对实验过程进行仿真模拟不但可能而且“高效”，如何处理演示实验与计算机模拟、传统信息展示与计算机信息展示的关系，是CAI课件制作和使用中不容回避的问题最近，笔者以高中物理教材为基本依据，利用多媒体软件Authorware设计、制作了“光的干涉”课件其基本结构为：在设计制作过程中，笔者对如何发挥已有媒体的作用；如何体现媒体家族中计算机这一新成员的特点；发挥其不可替代作用等方面作了初步思考笔者认为，就“光的干涉”这一课件而言，CAI使用的不可替代性可体现在以下几方面：1 过程分析动态化多媒体技术把视频、音频、动画结合起来，可突破时空、环境的限制，进行逼真的模拟，一些比较枯燥、难于理解的教学内容或课堂上一些无法或不易演示的实验（如微观过程、动态过程等），可借助多媒体来实现同时，CAI课件的设计中，将抽象物理过程的分析动态化，知识的剖析更生动、透彻，能有效地深化学生对知识的理解，突破重、难点“光的干涉”教学中，双缝干涉、薄膜干涉、牛顿环等实验演示难度不大，且效果良好若课件设计中仅仅是对相关实验的模拟、录像，教学中用模拟替代实验势必影响学生对所学知识的信任度，学生也难以学到科学的方法双缝干涉、薄膜干涉教学中，亮、暗条纹与光程差的关系知识抽象，传统演示媒体难以详尽揭示，设计课件时就应考虑让干涉现象形成过程动态复现，明晰展示相关因素变化的复杂性，这样既符合学生的认知规律，又能有效地完成教学信息的传递，使学生深刻理解实验原理当然，并非一切物理过程的分析都适宜进行动态分析，动态分析应针对那些“不用动画表现就不能达到最优效果”的教学内容2 知识构建具体化加强直观是物理教学的基本原则“教学从直观始，首先充分感受事物，在感受事物的同时，还要能动地作用于事物，把握事物所蕴含的本质”（裴斯泰洛齐语）物理概念、规律抽象性强，CAI课件能为教学提供大量素材，其直观的深刻、内容的具体是其他各种教学手段所无法比拟的如双缝干涉条纹随色光波长的变化，尽管可用“J2508型光的干涉演示器”通过在光源上加不同滤色片来进行观察，这是学生获得完整知识的基础但演示过程中必须通过转动光具座导轨让学生在座位上轮流观察，学生很难对不同色光的条纹进行对比，感性材料往往是相互分离的课件设计时，可运用多媒体计算机的交互性，在不同色光间连续切换，有助于学生构成完整的知识链不同色光干涉条纹混合为彩色条纹的模拟（如图2），更是淋漓尽致地揭示了白光照射在双缝上形成彩色干涉条纹的本质再如，用干涉法检查加工表面的平滑程度，课堂上一般难以演示，而计算机模拟就相当便捷CAI可使物理规律的抽象性大大降低，学生始终处于一个具体、形象、生动的环境中，可充分调动学生的注意力，同时有利于学生知识构建的系统化，取得其他教学手段难以收到的效果3 信息呈现多样化多媒体技术是非常有效的知识表达和信息传输工具，它丰富的表达方式可使原本单调枯燥的描述变得更充实、更形象、更具吸引力，从而提高学生的学习热情和学习效果屏幕上图形和文字的移动、大小的变化、反白、闪烁，都构成了引导学生注意的方式光的干涉与自然现象密切相关，并有广泛应用，如“用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，其中为什么有彩色花纹？”、“肥皂泡上的彩色花纹是如何形成的？花纹的颜色为什么会随着肥皂泡的变大而变化？”等源于生活的疑问，“干涉法检查镜面”、“增透膜”、“增反膜等许多技术方面的应用，都是教学中必然要涉及到的问题设计时可考虑用文字、图形、声音、动画等多媒体信息将相关内容和演变过程多层次地表达清楚，将间接知识通过多种方式演变为学生的直接经验再如将与光的干涉密切相关的“漫天飞舞的彩色肥皂泡”作为背景图、适当处添加“生活中，有许多奇异现象只有追根溯源，才能抓住它”等背景文字，可对学生进行潜移默化的人文教育和科学精神教育通过严谨精炼的文字、色彩鲜明的图像、形象活泼的动画展示教学内容，多样化地呈现教学信息，可以把学生多种感官有机地组合起来获取相关信息，从而使他们以更积极的态度对待学习内容和学习过程，取得优于传统媒体的效果4 教学过程个性化CAI课件在课堂上不能替代教师，而是辅助教师进行教学，因此，课件提供的素材必须适应教师课堂教学设计一方面，CAI课件要有一定的结构体系，体现设计者的个性风格，将设计者的想法（包括教学内容、教学策略、教学顺序等）融入其中，同时又能为教师的课堂教学设计提供有益启示，弥补传统教学媒体的缺憾另一方面，设计时应考虑到教师不仅是软件的“用户”，而且是设计教学的主观能动者课件必须具备较强的开放性，使教师可根据不同教材、不同学生实际进行选用、编辑，使其成为教师课堂教学设计的有机组成课件制作的过程实际上也是一个学习和创意的过程，它要求教师从新的角度研究教材、安排教学流程、进行一定的创新思维，这一过程对“教学相长”的作用是其他媒体难以达到的设计“光的干涉”课件时，应考虑到部分模块较高中必修课本在内容上有所拓展，如双缝干涉中双缝间距、缝屏到光屏的距离、光波长对干涉条纹的影响及牛顿环和相关物理学史等内容，软件在有关子模块中可作适当考虑，同时，整个课件又应具有一定的灵活性，以便教学中根据相应要求取舍、整合，体现教师的个性和创造性 在课堂教学这个群体教学的环境下，实现个别化教学，让学生掌握学习的主动权，这对发展学生个性、提高课堂教学效果有重大意义，这方面CAI更有其独特的优势如通过计算机联网，学生可根据自己的实际水平，选择进修材料和各种疑难点的解答等，来延伸、补充、复习教学内容，使他们自主学习的品质得到真正培养如“光的干涉”课件中“问题讨论”模块，可由不同难度系数的习题部分和人机交流部分组成，通过一系列反馈，不同程度的学生在计算机的因势利导下，在亲切、和谐的环境下找到自己的生长点可以说，提供个别学习的素材越丰富，学生的个性越能得以发展CAI对构建全新的教学模式有积极作用，它为学生自主学习提供了更广阔的空间，这方面的理论和实践都亟待我们去探索总之，多媒体计