计算机网络在物理教学中的应用.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date计算机网络在物理教学中的应用计算机网络在物理教学中的应用计算机在物理教学中的应用物理这门学科是向学生传输科学知识，提高学生科学素养的一门重要课程，但也是学生普遍感到难学的课程。在物理课堂授课中，利用计算机模拟技术制作的多媒体课件能形象、快速的展现通常无法看到的宏观、微观世界，能将转瞬即逝或非常缓慢的物理过程以正常的速度呈现出来，还可以直观、具体地展现物体的内部结构和物

2、体的内部运动过程。因此，计算机模拟技术在物理教学中有着广泛的应用。21 世纪终身学习体系的重要手段 ,是实现教育机会均等的有效途径 ,是教育适应未来信息社会培养高素质人才的必然选择。物理教学以实验和理论并举 ,形象和抽象并重 ,这种先进的教学方式对于物理学科的教学有良好的应用前景。在物理教学中 ,实验和实践对于理论的理解和深化起着重要的作用 ,这样运用多媒体手段教学效果是显而易见的。现在 ,高校扩招对教学要求有了新的变化。在新的教学改革形式下 ,强调以学生为主体、发展个性教育。传统的教学受时空限制 ,有着明确的教育者和受教育者之分 ,由学校和教师根据经验制定并向成批量的学习者传授一套预定的知识

3、和技能 ,受教育者没有太大的选择和自主余地。而运用网络教学可以很好地解决这个问题。在网络教学中 ,教学高度互动化 ,学习实现自主化 ,教与学两者之间的界限越来越小 ,教学的重心由以教师为主向以学生为主转移 ,教师在很大程度上起到的是一个引导的作用。学生可以根据自己的兴趣和能力 ,选择适合自己的学习方式和进度。网络教学可以突破时间和空间的限制 ,实现优秀教学资源的共享 ,即使是生活在偏僻的乡村也可以接受更好的教育 ,向最优秀的教师请教;任何一个人都可以通过网络从世界上的任何地方找到与自己志趣相投的人 ,不分国籍与种族、不分性别、年龄与受教育程度 ,任何人都可以请求他人与自己一同分享经验和知识。在

4、很短的时间内 ,人们就可以组织起来讨论 ,成为一种高效率沙龙式教育集体。计算机网络教学不仅具备了一般电化教学手段的优势 ,如课堂教学实现了大容量、多信息 ,提高学生的学习兴趣等等 ,更为重要的是网上多媒体信息的传递与资源共享 ,具体表现在以下三个方面。一些传统的演示实验，有如准确性差、过程模糊、受控因素多等缺点。因此，教学中如能在发挥传统演示实验的基础上，配合以多媒体课件演示，可以达到更好的教学效果。 比如在教学“平抛物体的运动”时，教科书中采用了闪光照相的方法研究平抛运动，以两个小球同时运动的照片说明平抛物体与自由落体运动在水平方向的运动不同，但他们在竖直方向上的运动是相同的，如果我们据此结

5、论应用计算机模拟技术设计出一组小球同时做各种初速度的平抛运动的动画，则更便于学生对闪光照相结论的理解掌握，将此动画与平抛物体运动公式对照分析，有助于学生把握该公式的物理意义的内涵。当然，模拟毕竟是被理想化了的模型，对一些操作方便、效果明显的实验，无论从真实性还是从效果上看，都不宜用计算机模拟。 有利于对学生进行个别化教育和因材施教 理想状态的教学系统中 ,应是一个教师对应一个学生。然而我们目前的课堂教学远不是如此。一个教师上课时往往要面对几十个学生。由于每个学生的基础、智力、接受能力等因素各不相同 ,教师只能根据大多数学生的情况进行教学 ,而忽视了一部分学生。使用多媒体网络进行教学 ,能把班级

6、教学和个别化教学有机地结合起来 ,既可以做到面向全体学生 ,又可以按照每一个学生的接受能力灵活地安排学习进度 ,达到因材施教、因人施教的目的 ,达到优化教学的目的。例如 ,我们可以在网上设计许多层次、难易适度、多样化的练习(为成绩中下等的学生没计一些弥补知识欠缺的练习 ,为优秀的学生设计一些难度较大的综合题、智力题、趣味题) 。学生在计算机上可任选一组适合自己的题目 ,使每个学生都有可能在自己天赋所及的范围内得到最优化的发展。此外 ,教师还可以通过网络了解每个学生的学习情况和学习进度 ,并对他们进行辅导等等。有利于发挥学生的主体作用 多媒体网络教学有利于实现以学生为主体的学习 ,使学生能在积极

7、的心态下 ,充分调动已有知识和经验去尝试解决新问题 , 进行创造性学习。通过网络 , 还可以克服宏观、微观、时间、空间的限制 ,使学生获得更广范的信息以拓展知识面 ,实现课堂教学的大容量、多信息、多趣味和高效率 ,最大限度地优化教学过程。例如 ,让学生在计算机上进行绘画、写作、解题、或通过从网上查阅有关某个方面的情况 ,制作一个调查报告表及时对此报告进行分析等等。使学生拓宽思路 ,充分展示个人的聪明才智 ,培养学生的创新精神和实践能力 ,促进学生个性品质的发展。有利于师生之间的信息交流 有效教学过程是一个重要因素 ,就是教学反馈。在现有的班级教学中 ,由于学生人数较多 ,教师往往不能及时地收到

8、学生反馈回来的信息 ,也不能及时了解学生掌握知识与技能的情况。利用多媒体网络组织教学 ,通过网络传输 ,能为教与学之间提供有效的网上信息交流渠道 ,就好像每个学生都有一个教师那样 ,可以实现人机对话。学生能在机上获取对自己所做题目的反馈信息 ,从而能及时了解到正确和错误的原因;教师还可以及时收集到学生的信息 ,对学生的反应进行诊断和评价 ,并给予适当的指导和纠正。此外 ,学生还可以通过网络 ,向老师请教疑难问题 ,师生之间也可以在不干扰他人的情况下就某个问题进行探讨。网络教学主要有以下几种功能:浏览功能 通过目录、导航、热字及超链接进入相关知识点。做到资料详尽确切、层次分明、链接灵活 ,树状目

9、录与网状超级链接并存。多渠道的内容导航 ,方便学习者在课程内容之间进行跳转。结构导航功能使学习者在整个网络课程范围内迅速进入想学的内容。 演示功能 具有文本、图形、图像、动画、交互、仿真、视频等多种媒体方式 ,突出本课程实践性强的特点 ,采用动态、交互式的案例教学 ,吸引学生的学习兴趣 ,提高学习效果。测试功能 分别以单元测试、篇测试和综合测试三种方式建设了与网络课程内容配套的练习与试题库 ,选编题 ,实现随机出题、连机测试功能。学习者在学完相关内容后 ,通过测试了解自己掌握的情况 ,检验学习效果。检索功能 完成了对教学内容以知识点为单元的检索功能。充分发挥计算机的存储与检索的功能 ,实现与课

10、程教学内容相关的目录检索和关键字检索。一、计算机网络在物理教学中的应用计算机网络教学软件采用了图形操作界面 ,具有人机交互性。通过它使用辅助教学软件 ,改变了传统电化教育手段的单向传递情况 ,能促进学生的主动式学习 ,充分发挥学生学习的主动性。改进教学内容表现形式 据有关资料表明 ,人类接受信息是通过视、听、嗅、触、味这五种感官进行,其中人类 80 %的信息是通过视觉从图像中得到的,因此直观图像是一个最重要的环节 ,一幅图像可以胜过千言万语 ,但图像有时如过眼烟云 ,还得附以有声的语言和文字说明 ,图、文、声、视并茂 ,便于使学生加深对物理原理的理解。利用计算机网络教学软件 ,可以使每一位学生

11、看到教师电脑上的图像情境 ,听到与情境相配的声音 ,教师可以有选择、有重点地讲解并演示 ,这样一来 ,使书从静止不动、无声抽象的描述 ,变得生动形象、有声有色 ,教学中的难点、重点自然突破。利用计算机网络的屏幕广播 ,语言对话等功能 ,教师可以自如地讲解演示; 学生则可以“趁热”在学生电脑上及时上机练习;利用监控功能 ,学生的练习情况可以在教师眼中一览无遗 ,并可以“手把手”个别地指导学生学习; 学生练习中的典型问题也可以传播给所有的学生看。这样一来 ,教学的多个环节有机地成为一体 ,可以更大地提高教师的教学质量水平。提高学生的物理知识运用能力。增大信息量 ,提高教学效率 计算机网络可以存储大

12、量的信息资源 ,可以按不同的信息分类建立多媒体教学所使用的素材库。也就是说 ,计算机网络是一个电脑室、语音室、播放室、资料室、图书馆等等。教学时 ,教师只要坐在计算机网络的教师用机前 ,就可以快捷地检索所需信息。将多媒体素材展现在每台学生电脑上。学生也可以通过计算机网络共享上述的所有教学素材库。这种高效的教学手段和大信息量的教学方式 ,能极大地提高教学的效率和教学质量。因此 ,计算机网络是继传统的电化教育手段之后能在有限空间、时间内 ,人机交互地传播大信息量的新技术手段。从教学使用情况看 ,计算机网络比传统的电化教育手段更灵活、更方便、优势更明显。把内容变得易教易学 数字化技术通过数字模拟、数

13、字动画、数字作图等形象化的表现 ,使学生对抽象的物理图像与概念定量有了深入地理解 ,并在形象理解的基础上能极快地过渡到对物理公式或概念的抽象理解。有利于营造良好的学习环境 数字化技术的引入不仅能丰富教学内容 ,同时还可以带来新的教学模式 ,特别是有利于营造素质教育和创新教育的学习环境。例如: 授之工具、传之方法 ,在教师指导下的学生自主学习模式 ,解析 + 数字化一条龙式的教学模式等等 ,这些模式能实实在在地提高学生的科学素质、创新思维和处理问题的实际能力。传统教学的模式在得到一个解析公式的结果后 ,问题就告完结。许多情况下 ,学生对这个解析结果包含的整体概念和内容细节都不很清楚 ,特别是些较

14、为复杂的解析式 ,有时连教师也未必真正全弄清楚了 ,例如每本量子力学书上都讲波函数必须是复数 ,但大家只看到解析表达的复数波函数 ,象自由粒子、一维线性谐振子的复数波函数到底是什么样子 ,在书上大家从未见过 ,而利用数字化技术 ,学生可以自己把它画下来;又如角动量 z 分量L z 对应m = 0 的本征波函数是一个什么样的波 ,等等。通过一条龙教学模式 ,使学生看到解析形式的同时又看到具体形象数字化的图像 ,这无疑是数字化技术带来的好处。在电磁学教学中 ,教材给出了一个有限长直载流导线的磁场解析公式 ,而有限长直导线中不可能有持续电流 ,学生对此产生疑惑 ,利用数字化技术引导学生研究了一个载流

15、正方形线圈的磁场分布 ,当学生们完成了这个作业后 ,才理解有限长直导线解析公式的重要应用 ,在此基础上有学生独立地求解了环形电流的磁场分布。二、计算机教学于课件制作的方便与软件开发一样，多媒体课件制作之前要进行需求分析。在物理教学中，不是所有章节都适合多媒体教学的，我们应该挑选教学的重点和难点内容，尤其是其他课堂形式难以表现的，恰恰又是多媒体的优势所在。例如，有些被描述对象太抽象（如运动的合成与分解），有些被描述对象太大（如天体运动）或太小（如分子热运动），无法用实物来展示。其次，选题的同时还必须分析和确定教学课件制作和实施的可能，分析学校的资源条件，包括学校现有的软件和硬件。在运用计算机辅助教学时，多媒体课件的选择和设计要注意物理学科的特点，最大程度地把抽象思维具体化。 同时，恰当把握运用时机，理顺与传统教学的关系，避免滥用，实际做到合理选择、正确运用。教师在教学活动中应起主导作用，多媒体只是辅助教具。教师应着意设计、制作、改进有新意的物理演示实验，使各种教学设备和相应的现代化教学辅助手段能充分发挥各自的作用，才能有效地提高物理教学质量。合理选择、正确运用多媒体进行物理教学能使教学手段极大的进步。我们要大力弘扬计算机辅助教学，他是传统物理教学模式在现代物理教学中的体现，而不是传统物理教学的否定，只有二者融为一体，才能使物理教学迈上一个新台阶。-