计算机多媒体在物理教学中的应用.docx

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1、计算机多媒体在物理教学中的应用随着经济和科技的不断进步，传统的教学媒体如黑板、教科书，承载信息的种类和能力都显得十分有限，远远满足不了现代教学的需要。前几年，随着电子技术的发展，出现了大量媒体，如幻灯、投影、录音、录像等，这些媒体承载信息的能力大大提高，已被广泛应用于教学领域，但这些媒体也在一定程度上存在着各自的弱点，如幻灯投影不易表现事物的运动，电视录像缺乏灵活的交互能力，不能实现人机对话，更谈不上智能化了。计算机多媒体的出现，有取众之长的优势，它可以将声音、文字、图像等多媒体信息集成于一体，利用文字、图像、影像、声音、视讯等不同的媒体信息在不同的界面上组合、流通，使其可在计算机上存取、转换

2、、编辑、同步化等，以达到计算机与使用者双向交流及多样化操作的一种环境1。作为一种新的媒体教学手段，已被广大的学生、教师所接受，开始进入各种教学活动的各个环节中，但就目前中小学校在教学中应用计算机多媒体的现状而言，还存在着运用失当、效率低下的情况，本文试以中学物理课堂教学为背景，以本人的教学实践为实例，阐明如何使用计算机多媒体才能更准确、高效地为教学服务。一、多媒体教学的必要性1、多媒体教学的特点。首先，多媒体教学能够提供各种直观的信息，使学生产生身临其境的感觉，形成强烈的视觉冲击。其次，多媒体教学的交互性和控制性强，能够使学生直接参与教学活动，并且能灵活自如的控制和管理多媒体的各种功能。再次，

3、多媒体教学的许多资料是信息数字化，易于复制，修改方便。它会使我们的教学变得更轻松。最后，在教学活动中，多媒体教学往往以超文本、超媒体的方式来组织信息，组织教学。这种非线性的跳跃方式往往更加符合我们的思维习惯2。多媒体的这些特点也是它的优点，所以多媒体教学在我们的教学活动中有着其他教学方式无法比拟的优势。2、多媒体教学是教学改革的需要。传统的教学方式是“凭教师一张嘴、一支粉笔、一块黑板对学生大脑皮层的单调刺激”，信息量小，不能满足现代学生的需要，不利于培养学生的创新思维。因此，在实施素质教育的今天，教学应在现代教育理论和科学方法的指导下，把多媒体教学和传统教学方式结合起来，这就是教学改革的需要，

4、是教学发展的必然趋势。多媒体辅助教学较之传统教学，多了一条生动形象的信息传递渠道，这条渠道可以将信息变间接为直接，变抽象为形象，变静态为动态，变枯燥为趣味，从不同的侧面影响学生，全面提高学生的素质。因此，把多媒体辅助教学引进课堂，是非常必要的。3、媒体辅助教学是教师教学的需要。教师要由过去的知识传授者转变为学生学习的指导者，有过去单纯帮学生获取知识转变为促进学生发展，只限于传统的教学观念和传统的教学方法是不行的。传统的教学中，相关的录像资料缺乏，投影、挂图展现不了动态过程，有时教师收集了一些与课堂学习内容相关的图片、电视画面等，因受时间、空间的限制不能有效的使用而多媒体辅助教学有效的改变了这一

5、现状，使用鼠标操作，简单灵活，切换快捷，可随时停留在某个画面进行讲解或快速转换其他内容，远比挂图、录象、投影等易控制、效果好。因此，多媒体辅助教学也是教师高效率教学的需要。4、多媒体辅助教学是学生主体发展的需要。多媒体辅助教学能构建良好的学习环境，改善学生的学习过程。因为多媒体辅助教学能使信息渠道变为活动的、立体的、交互式的、多方位的渠道3。学生可观看、可欣赏、可动手操作、可选择使学生的学习意向逐渐增强，大大激发学生学习的愉悦感，提高学生学习的独立性，有效发挥学生的主体作用，学生的学习由“外部动机”变为“内部动机”，由“被动接受”变为“主动参与”，促进了学生的思维，培养了学生的能力，所以多媒体

6、辅助教学是学生主体发展的需要。二、物理教学中的计算机多媒体应用实例1、根据学习目标、学习内容、环境条件的需要选择计算机多媒体在课堂教学中是否使用和如何使用计算机多媒体需要视学习目标、学习内容、环境条件等而定。据统计发现，对于以学习知识、培养能力为教学目标的课堂中，利用计算机多媒体辅助教学，对实现教学目标是十分有效的4，对于以满足需求和兴趣为教学目标、参与社会活动的课，利用计算机多媒体教学的效果就不会有很好的效果4，而对于以培养品质为教学目标的课，利用计算机多媒体教学可以说是几乎没什么效果4。所以在课堂教学中不必每一节课都使用计算机多媒体进行教学。如一些可以用真实实验很好体现或说明的物理概念或规

7、律，通常应让学生亲自动手做一做，使同学们都能感受一下其中的过程与方法。而对于以下几种情况，则应选择适当的计算机多媒体进行辅助教学。（1）物理教学中的一些演示实验，受实验条件的限制，实验可见度低，教室后面的同学往往不容易观察清楚，此时就可利用多媒体课件模拟，或事先用摄像机把实验过程拍摄下来，然后按需要做适当的编辑，上课时在计算机上播放出来，也可以在视频展示台上完成操作，甚至可以用计算机虚拟设备代替真实的实验设备，优化实验观察效果。如在探究“凸透镜成像”规律实验中，由于受条件限制且具体的光路没有一个直观的印象，大多数学生很难清楚地观察到成像情况，影响了探究的效果和功能，对学生的观察和掌握形成了障碍

8、。这时就应利用多媒体演示代替实物演示增强效果。用两条红线代替光线慢慢延伸至凸透镜经折射后按照不同情况延伸方向不同，在适当位置形成不同性质的像，再伴以声音效果，将整个实验过程展露在学生面前，增强了实验的直观性。不但弥补了常规演示的不足，同时声音和色彩也给学生留下了直观印象，使学生注意力集中，加深了感知程度，提高了学生动态思维能力，物理概念的抽象性降低了，而物理规律却牢牢地印在学生的脑海中。又如学生在学习声现象一章时，教师要向学生演示各种声音的波形，这就要用到示波器，但实验室的示波器体积大而笨重，要每间课室提着去很不方便，而就为了看一下这波形，把学生拉到实验室去上课也不现实，而且示波器的屏幕不大，

9、坐在稍后一些的学生大多看不清楚，为了解决这一问题，在互联网上可找到一个可以在PC 上运行、利用声卡的虚拟示波器。 图2 虚拟示波器示意图它不但可以免去提笨重的示波器上课、让声音波形的可见度大大提高，使全班向学都能清楚地观察得到，它还有保存波形图像等功能、还可以作频率计、音频信号源使用等，如想让学生对不同频率的声音有一个直观的感受，就可以用该软件的“音频信号源”功能，直接产生所需频率的声音，或频率连续变化的声音等，让学生直接感受到频率高和频率低的声音听起来有什么不同，还可以使学生直观地感受到声音的频率与响度的区别，这样就可以大大简化了相关实验的操作、提升了实验效果、使教学难点得以突破。还有，探究

10、磁体周围的磁场、讲解分子动理论时对扩散现象的微观过程、飞机升降力的原理等，这时就利用Flash制作动画，这样可把物理问题变抽象为形象，帮助学生理解。（2）有的实验，课堂演示时往往不容易成功。如讲授马德堡半球实验时，把两个马德堡半球合在一起，抽掉里面的空气后叫一个学生拉一下，拉不开，就证明大气压强的存在。但是，究竟大气压强有多大？学生没有感受，印象不深。采用多媒体，可以在课堂里模拟300多年前的马德堡半球实验。分拉两个半球的马匹从2匹增加到4匹、8匹，直到16匹，再配以紧张而有节奏的马赛进行曲伴奏，直到“啪”的一声，把两个半球拉开，声像并茂，把学生带入了现场实验情景，所有学生都十分投入。采用多媒

11、体对马德堡半球进行剖析讲解，强化了学生对大气从四面八方施压给半球的基本概念的理解。再如做测量大气压强值的托里拆利演示实验时，由于无法改变教室里的大气压强，只能凭嘴讲：随着大气压强的变化，管内水银柱的高度也会发生相应变化。而运用多媒体后，就能模拟这一过程。（3）许多实验，学生不但要亲自去做，还需教师的讲解自己反复观察思考，才能获得知识、留下深刻的印象。例如，电流表、电压表的读数，由于实物展示不方便就应把它们做成相应的动画加以放大。这样可很方便地面对全体学生讲解，所有学生都看得非常清楚；再如讲解汽油机、柴油机的模型以及工作原理，应将其做成Flash动画。并采用局部放大、停留、慢动作等方式，为学生提

12、供鲜明的视觉信息，让学生全面观察后再反复观看各个冲程，可取得良好的教学效果。（4）实验都有其操作规范，错误的操作会导致不良的后果，轻则达不到教学目的，或损坏了仪器，重则危及人身安全。用多媒体模拟违规操作，将可能产生的后果展示给学生，让学生看到错误操作的严重后果，不仅可以规范学生的实验操作，还可以有效避免安全事故的发生。例如在做电路连接实验时，以前都是教师把连接正确的电路图画在黑板上，告诉大家必须按照此电路图来连接，否则会发现错误。紧接着老师再讲一些可能出现的错误（当然这些都是考试时可能会考到的）以及结果。这就直接导致一些学生在不理解实验、甚至不做实验的情况下，依然会写出完善的实验报告和考出高的

13、实验成绩。这样的学生哪会去分析实验，只知道背实验，这就失去了实验的意义了，更不要说提高学生的动手操作能力和综合素质了。这时就应利用多媒体技术设计一电路实验板。在电路图中的实验仪器并未连上，让学生自己用鼠标连接。如果出现了错误则会出现事先设计好的错误结果，比如：电源烧坏、电流表冒烟等。当学生用鼠标拖动仪器放在正确的位置之后，会出现段音乐奖励，并继续向下进行。如果放得不对，但是符合事先设计好的错误的电路图，则出现错误后的结果，（比如，关键仪器冒烟、电源烧坏、电灯不亮等）并出现声音：“电路图连接不对，请再连遍”的声音。若学生乱连，则仪器自动退回原位，不会连接到电路图上，从而给学生留下深刻的印象。又如

14、可以用多媒体演示体温计测量沸水的温度、用超过弹簧秤量程的力拉弹簧秤、有金属外壳的用电器未接地等错误操作及造成的后果，远比教师口头反复强调“要注意规范操作”效果好得多。（5）用物理图像形象直观地描述物理量变化的规律，把较复杂的物理变化浓缩成一幅物理图像，胜过千言万语，是突破学习难点的有效方法，有些物理变化的函数关系，很难运用中学数学知识画出确切的物理图像。例如：可以很轻松地利用Excel绘制晶体或非晶体的熔化、凝固时温度与时间的关系图象；还有功率P与电阻R的变化规律这给教师们省去了很多的麻烦，使教师们教起来更得心应手。（6）科学家在特定条件下完成的一些特殊实验，教师不可能再次在课堂上演示，只能借

15、助图片、视频录像等来再现，让学生通过想像在头脑中再现，如原子弹的爆炸、“神舟七号”飞天、“太空漫步”等场面，若用多媒体，则可顺利再现其壮观的场面。让学生获得更多的感官刺激。他们仿佛身临其境，从而激发爱科学、爱祖国的热情。2、根据学习者的认知水平、认知能力的需要选择计算机多媒体因材施教是优化教学过程的重要目标之一，但传统的文字教材、录音教材、录像教材，其信息组织结构都是有顺序的，要在传统教材中同时满足基础较差、一般和优秀学生对教学内容的不同需求是很难做到的，而利用多媒体的超文本功能可按学生的知识基础、水平把相关学科的预备知识及开阔视野所需的补充知识组成有机的整体，其信息组织结构是非线性的网状结构

16、，只要利用超文本功能设置相关知识的一些热键即可，可根据学生各自的实际能力、学习需要去安排学习，为学习者提供了一个良好的个性化学习环境。人类的记忆也是网状结构的，因此，利用多媒体能发挥学生的个性，加快获取知识的速度，提高获取知识的能力5。由此可见，在课堂教学中怎样使用计算机多媒体还需要视学习者的认知水平、认知能力而定。也就是说对于不同的班，应根据学情，选择不同的多媒体进行辅助教学。如同为学习电流的磁场一节内容，某个班的学生对“安培定则”的知识在预习时就能看明白，那教师在讲课时就没有必要多此一举再播放有关“安培定则”的Flash动画；而在另一个班，学生们对“安培定则”的知识难以理解，教师就应借助事

17、先制作好的有关“安培定则”的Flash动画进行讲解，使这个班的学生能正确理解和使用“安培定则”。又如在学习电磁感应一节内容时，也会出现有的班的学生很容易就明白“切割磁感线运动”的含义，而有的班的学生则不易理解，这时就应事先把各种运动的情况制作成动画，在上课讲解时进行播放对比，使得这些学生正确理解了“切割磁感线运动”的含义。3、要建立以知识点为基本单位的计算机多媒体部件库（1）制作计算机多媒体部件的必要性在计算机多媒体应用的很长一段时间里，许多教师都是以课时内容或章节内容为单位，用Authorware或Flash来制作课件的，这样制作出来的课件修改困难，甚至不能修改，所以常会因为学生或教材的变化

18、而出现“这个班好用，另一个班不好用”、“去年能用，今年不能用”的现象，为了适应新的情况，又要重新制作相关课件，为此耗费老师们大量的时间和精力，也为自己过去的劳动成果白白浪费而感到无比的惋惜。可见，很有必要有一种可便于灵活调用、又可相对长期重复使用的多媒体部件。（2）制作计算机多媒体部件的可能性为了可以根据实际情况灵活调用不同的计算机多媒体进行辅助教学，以多年的教学经验和计算机多媒体应用经验，不难发现不管教材怎么变，都只是内容结构或顺序上的改变，如人教版旧教材八年级下册的第六章是欧姆定律，而在的新版教材的欧姆定律内容安排到了第七章来学习等，而具体要知道、理解和掌握的知识点（或称之为考点）都几乎没

19、什么变化，所以应该根据本学科特点以知识点为基本单位来制作计算机多媒体。如把“平面镜成像的光路原理”、“导体和绝缘体的微观解释”、“滑动变阻器的变阻原理”等知识点内容可各自用Flash制作成一个个动画、将“保险丝的熔断”等知识点内容用摄像机拍摄成一段视频录像、把“直流电动机的结构原理及换向器的作用”等知识点内容制作成一个Gif动画等等。且把它们称之为以知识点为基本单位的“多媒体部件”。然后再利用PowerPoint或网页的超文本功能把各种所须的多媒体部件组织起来，做成一个计算机多媒体课件，这样的课件就可以做到修改方便、调用灵活，不管学生怎么变、教材怎么变，都可以灵活适应，使计算机多媒体能更准确、

20、高效地为课堂教学服务。（3）建立计算机多媒体部件库的意义和作用如今，互联网发展迅猛，使全国各地的计算机多媒体教学资源方便快捷地交流、共享得以实现。然而，现在在网上搜索到的计算机多媒体教学资源没有多少有利用价值的！主要有两个方面的原因：第一方面是全国各地所使用的教材版本不同，第二方面是这些教学资源多是以课时内容或章节内容为单位制作的Authorware或Flash课件，修改困难，使这些计算机多媒体教学资源几乎没有可重用性，使得教师们的劳动价值没有得到充分体现、增加了其他教师的重复劳动，降低了工作效率。经过对全国各地中学现行的物理教材版本，如“人教版”、“苏教版”、“沪教版”、“粤教版”等的对比，

21、如人教版八年级下册的内容是电学部分，力学内容安排在九年级学习，而苏教版教材则是八年级开始学力学知识，到了九年级才安排学习电学内容等等，不难看出整个中学阶段各教材版本间所要求知道、理解和掌握的知识点（即考点）没有多大的出入，只是内容结构或顺序不同而已。为了使校内、本地区内，甚至全国各地的计算机多媒体教学资源方便快捷地交流、共享得以真正实现，减少重复劳动、提高工作效率，在小范围内，可以在校内设立以知识点为基本单位的具有重用性的计算机多媒体部件库，大范围的可以地市、省甚至可以建立全国的以知识点为基本单位的具有重用性的计算机多媒体部件库，让校内或本地市、本省、以至全国各地的教师都以知识点为基本单位制作

22、相关的计算机多媒体部件，这样的计算机多媒体部件将具有很强的可重用性，然后再把这些多媒体部件上传到指定的网络服务器上，让校内或本地市、本省、以至全国各地的教师都能方便地下载使用，这样全国各地的教师不管使用哪个版本的教材、面对什么样认知水平的学生都可以按照实际情况灵活组织调用这些多媒体部件，提高计算机多媒体部件的利用率，真正实现资源共享，减少重复劳动、大大提高工作效率，最终实现计算机多媒体准确、高效地为教学服务的目的。三、多媒体教学需要注意的问题计算机多媒体的“海量”给人印象深刻，许多需在课堂上讲的话、写的字、画的图等，都可事先设计在计算机中。因而一堂课下来，所讲授的内容可比传统方式教学内容多两到

23、三倍容量，这时如果利用计算机多媒体手段把课堂容量增大两到三倍，并不见得会对学生们的学习成长有多大的益处，相反只会降低学生的学习效益。因为教与学本身应寻找到师生思维的同频效应，只有师生思维同一节奏地往前发展，课堂效率才是高的。相反，依靠计算机多媒体的优越性，大量的灌输知识给学生，学生只有接受而无消化思考的余地，这样的课上完下来，效果不会好到哪里去。所以，利用计算机多媒体进行教学，应相对保持传统课堂教学的内容容量，加大的是多媒体信息，如声音、图像、动画等等，充分发挥多媒体计算机在物理课堂教学中的辅助优势，加强人机交互性，增加学生个体学习的机会，使学生真正参与课堂活动，充分发挥学生的主体作用，改变传统教学中对学生主体地位不够重视的情况，使学生便于理解所学内容，更热爱所学课程内容，在轻松愉快中度过一堂课，培养的是学生的能力，而不是变过去的“人灌”为现在的“电灌”。