利用现代教育技术优化物理教学过程_浅谈优化物理教学过程

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利用现代教育技术优化物理教学过程

一、现代教育技术应用中的误区

1、动态教学过程被“电子化”，教学主题被冲淡

教学是一门艺术，引用多媒体课件辅助教学则是艺术中的艺术。教师的教学过程是动态的，教师必须根据教学内容的难易程度、学生的接受能力、课堂气氛等因素及时调整教学进度和教学方法，正确地使用多媒体技术，选择那些传统的教学手段不便处理的内容进行尝试，可以收到较好的效果。然而，有些课件为了赶时髦（或应付检查或参加比赛），不论教学内容是否适合采用多媒体课什进行教学，简单地将教材内容“电子化”，当然不会有好的效果。如这次江阴市教育局对高中教学视导，学校以硬任务让每学科组一名老师上多媒体课，我校一名物理教师讲课内容是“机械运动”，这是一节物理概念课，这位老师用Powerpoint做了一组幻灯片，无非就是打了一些文字，用屏幕替代黑板，没起到辅助作用。有些课件则为了追求新颖，制作一些与教学内容不相关的画面和音乐，成了“花架子”，冲淡了教学主题，影响了教学效果。

2、课件切入时机和方式不合理，分散了学生的注意力

将多媒体课件引入课堂掌握好时机，而且课件与教师的教学语言的衔接、媒体的切入方式都直接影响着教学的实际效果。有些课件缺少必要的“序曲”和“尾声”；而有的使用者没有从光照变化、音响效果、视觉效果以及课堂气氛等多方面考虑课件的切入时机和方式，而是进行简单的切换，其结果是分散了学生的注意力，不利于完成教学任务。

3、信息量过大，滞留时间短，不利于记忆

多媒体课件的使用，减少了教师绘图、板书、画表的时间，提高了教学效率，但学生接受信息和掌握知识需要有一定的时间跨度，过快地更换屏幕内容，将使学生丢失教学信息，不利于学生记忆知识，提高认知水平。有的课件制作者为了使课件操作简便，将课件制成“流水型”模式，教师只要按键或鼠标，课件就会顺利“放映”。这种课什很难根据学生的反馈信息进行灵活高度，导致教学信息一晃而过，起不到应有的辅助作用。

4、硬件不匹配，影响教学效果

多媒体课件的采用只能作为辅助手段，长期沿用的以黑板为主要媒体的教学方式目前还是主要的教学形式，如何将多媒体显示屏与黑板及其他教学设备有机结合，从空间位置及声、光、色等多方面解决好它们的匹配问题是十分重要的。否则就会影响多媒体课件辅助物理教学的实际效果。

二、利用多媒体课件优化物理教学

1、利用现代媒体创设物理情境 激发学生兴趣

物理学是一门深奥抽象而又充满逻辑推理的自然科学，因此不少学生感到物理难学，尤其是喜欢学文的女学生，她们喜欢形象思维，对物理课常常是望而生畏。所以，将抽象的知识形象化，激发学生学习兴趣，是提高物理教学的关键。在教学中应用多媒体的声、光、色、形、像、动画等功能，创设物理情境，将抽象的物理概念转化为形象生动的物理画面，激发了学生学习物理的兴趣。如超重失重现象中宇航员的完全失重的模拟，有效地帮助学生总结出超重失重的条件；天体运动的模拟及动态分析，使学生更好地理解万有引力定律及应用；α粒子散射及核裂变的模拟，将微观世界抽象的规律形象而生动地展示给学生；左手定则中，通电导线在磁场中所受作用力的方向跟磁场方向及电流方向之间的关系，通过多媒体动态展示出来，使学生很容易建立三个物理量空间的立体关系。因此，通过软件模拟，可以将教材上抽象静止的画面变成栩栩如生的动态情境，降低了物理学习难度，激发了学生的学习兴趣。

2、利用现代媒体辅助物理实验教学

物理是一门实验科学，我们对事物的认识必须以实验结果为依据，尊重事实，实事求是。因此，物理实验是物理教学中的一项重要内容，是培养学生观察能力、分析能力和动手实践的一个重要途径，也是培养学生掌握科学方法的有效手段。但是，物理实验也有其局限性，那就是有些东西如：电场、磁场无法直接看到，许多物理量的变化，如：磁通量、电场强度、磁感应强度等也不能直接观察到。而需要学生发挥想象能力去理解，这就使学生在学习物理中遇到了很大困难。而计算机多媒体课件恰好能够弥补这些缺陷，利用多媒体课件我们可以清楚地展现在物理实验中看不到的电场、磁场的分布、以及各种物理量的动态变化。帮助学生轻松地理解有关的物理规律。但是必须指出，计算机课件并不能够完全代替物理实验，因为计算机多媒体课件无论做得多麽逼真，毕竟只是物理现象的模拟，缺乏真实性、可信性，也不利于培养学生动手实践的能力。因此完全以计算机多媒体课件取代物理实验是不可取的。我们经过认真研究，认为只有将物理实验和计算机多媒体课件两者有机地结合起来才能取得最好的效果。

例如在“电磁感应”这节课中，我们首先提出研究课题：“如何才能利用磁场获得电流？”，让学生展开讨论，设计出实验方案。明确实验的基本环节。然后在实验仪器的选取与操作、实验现象的观察、故障的排除以及结论的得出等一系列环节中，适时地对学生进行点拨，让学生自主地在实验中进行探索。其后，在学生分析实验现象的过程中，再利用计算机动画再现实验过程，把实验中本来看不见的磁感线的分布及其变化展示在电脑屏幕上，此时可以充分利用计算机技术的特长，将穿过闭合电路的磁感线用一种颜色显示，而不穿过闭合电路的磁感线用另一种颜色显示，动画中当线圈（或导线）移动时可以清楚地看到穿过闭合电路的磁感线条数是否变化，从而使学生可以很快得出正确结论。在计算机网络教室中，学生还可以自己移动鼠标来控制实验过程，增强了教学的直观性。采用上述模式进行教学，既可以在实验过程中让学生动手动脑，锻炼和培养学生的创新能力，又充分利用了现代技术手段把抽象的东西变成直观的画面，帮助学生克服学习中的难点，提高了课堂教学效果。

此外，还有一些作用过程可见度小或作用时间很短不易观察的物理实验，还有受实验条件限制，有危险性的实验、在学校实验室无法进行实验的微观或宇观物体运动现象等等。也只有借助计算机多媒体课件才能最好地展示给学生，让学生能够形象、生动的观察到这类物理现象。

3、利用现代媒体进行知识提炼

物理教学过程中，学生通过实验、讨论等方式获取的知识有时可能是感性而不全面的，需要老师引导学生归纳、概括、总结和提炼得出规律性的结论，这是物理教学的重要一环。利用多媒体手段进行知识提炼快捷高效，同时可根据需要再现实验过程，使总结归纳不再是单一枯燥的语言叙述，激发了学生的学习兴趣。比如透镜成像规律，要求学生掌握成像的虚实、倒正、大小及物体移动时像的变化和移动情况。在教学过程中，学生通过实验法、作图法、公式法学习了这部分知识，作为总结可以利用多媒体手段演示物体沿主轴移动时像的变化和移动，进而引导学生列表得出透镜成像规律。再如在电磁振荡的新课学习中，已知电容器中的电荷及电场能、线圈中的电流及磁场能在一周期内的相互转化情况，作为总结可以动态地再现转化过程，并与弹簧振子一周期内动能和势能的相互转化进行比较，自然得出共同的规律。还有象楞次定律磁铁插入及拔出线圈原磁场的方向、磁通量的增加与减少、感应电流及其磁场方向、原磁场与感应电流的磁场方向关系，都可以动态地再现给学生，进而引导学生归纳总结规律。学生在实验的感性认识和理性分析之后，再给他们一个形象、连续、鲜明的知识提炼，达到深化理解、融会贯通的目的。

又如在高中物理教学中，学生最感困难的就是动态变化过程。许多物理量因外界条件变化而同时发生变化，这些物理量如何变化，它们的相互依存关系如何，常常需要学生有很强的想象能力，如果想象不出就无法理解物理过程，也就无法正确解题。而在学生中常常会有许多人由于缺乏想象力，在这个问题上形成思维障碍，从而使这类问题成为学生学习的一大难点，甚至因此而失去学好物理的信心。例如静力学中的物体平衡问题，它表现为弹力、静摩擦力等力的动态变化。过去老师只能在黑板画出固定的图，无法向学生展示各个力如何变化，需要学生通过想象去进行推测。用计算机多媒体课件正好能够很好地解决这一难题。如在“力的分解”这节课中，我们利用“数理平台”这个软件（“几何画板”也可以）制作了“斜面、档案和球”、“用细线悬挂在墙上的球”、“悬挂在三角支架上的重物”等系列的小课件。在多媒体网络中，让学生自己动手用鼠标拖动伸缩、旋转有关线段，同时观察各个相关力的大小和方向如何变化，把原来学生难以想象的力的变化过程变成具体直观的画面，学生看后一目了然，很快纠正了原来头脑中的错误认识，得出了正确的结论。又如一道力的学习题：质量相等均为M的A、B两木块用一根弹簧相连，开始静止在光滑水平桌面上，一粒质量m子弹水平沿A、B轴线方向以速度u射入木块A，问：当弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能是多少？在解题过程中许多学生难于理解为什么当弹簧被压缩到最短时A、B速度相等，这时就可以用计算机模拟A、B的运动，用慢速放映的办法逐步解说A的速度如何变化，B的速度又如何变化，它们之间的距离又如何变化，从而清楚地展现确实是当A、B速度相等时它们的距离最小。物理学中还有许多如：位移、速度、加速度等物理量的动态变化过程，都可以用类似的方法来展示，解决学生学习中的难点。

4、利用现代媒体开展丰富多彩的课外活动

物理课外活动能充分发挥学生的特长，巩固和运用所学知识。如果能将多媒体手段应用于课外活动，必将极大地激发学生的参与热情，同时可将学生学习的微机理论用于实践。比如让学生用计算机设计串并联综合实验板，每一小组设计出自己的方案后切换到大屏幕上，大家共同讨论确定出最佳方案，然后按方案制作线路板。这一过程培养了学生动手动脑及团结协作的能力，同时也加强了计算机知识的应用。另外在课外活动中，可引导学生制作小学教学课件，这不仅增强了学生学习微机的主动性，同时调动多方面因素提高了学生逻辑思维能力和概括能力及审美能力。还可以鼓励学生课余时间上网，从网上学习或下载物理学最新成果、物理实验模拟、物理小论文等，然后进行信息交流。这不仅让学生学习了更多的知识，增强了他们对现代信息技术的认识及应用，同时也扩充了学校的物理资料库。为了培养学生协作学习的能力，还可以利用学校的局域网设计一个“讨论室”，给学生提供一个协作学习的环境。学生在电子教室中学习时，随时可以进入这个“讨论室”与同学和老师讨论问题，通过讨论、交流，通过不同观点的交锋，加深了每个学生对当前所学问题的理解，增强了协作学习的意识。为学生今后参加科学研究活动时进行协作研究打下了初步的基础。

5、利用现代媒体教学使我们教学更加开放

传统的学科教学局限于学校和课堂，而在信息化的社会中，学校将不可避免地要加强与社会的沟通，学生从信息化的社会中获取的信息越来越多。这就要求学校必须走出封闭的圈子，采取开放式的教学，而现代技术手段则为开放式教学提供了必要的技术条件。例如，我们在“机械波”这一节课的教学设计中，考虑到学生在学习“机械波”这一知识之前，并非对波的现象一无所知，尤其是城市学生大多数对波已有一定认识。所以采用要求学生在课前收集有关“波”的材料的办法，将学生分成四组：①到图书馆查阅资料（教师事先提供参考书目）；②上国际互联网查找资料（教师事先提供相关网址）；③带着照相机、摄像机在校园中拍摄所能找到的“波”；④访问广西大学物理系老师，了解自然界中有哪些“波”。各个组回来后，将自己收集到的最好的材料或作品（做成计算机演示文稿）向全班同学展示。有许多学生还应用找到的资料作出了相当不错的课件。通过这种方式使学生既学到了知识又学会了怎样自主学习的方法，还有了做出作品的成就感，提高了学习兴趣和学好物理的信心。并且，通过这种做法将教学活动从课堂延伸到课外、校外，拓展了教学时空，有利于开拓学生视野、增长见识，更激起学生强烈的好奇心和求知欲，培养了学生动手能力。

为了培养学生自学能力，我们还组织学生课后应用计算机软件自学以及进行电子阅览。发放了一批VCD教学光盘、计算机自学软件，让学生回家后进行自学。学生也可以在课余时间到学校电子教室，查阅教学资源库中的资料或上网查阅有关教学资料。既提高了学生学习兴趣，又在不知不觉中培养了另一种重要的科研能力－－学生自己动手找资料捕获信息的能力。

6、在“仿真物理实验”中探索物理规律

以建构主义学习理论为基础的教学设计强调以学生为中心，强调“情境”对意义建构的重要性，强调对学习环境的设计以及利用各种信息资源来支持学生的学习。现在市面上出现了一种“仿真物理实验室”软件，使用计算机虚拟技术，创设出一个探索物理现象和物理规律的虚拟环境。使学生在这个虚拟环境中，可以按照自己的想法去探索研究物理现象和物理规律，达到让学生通过自主探究，“发现”和总结出物理规律的教学目的。

学生通过这个虚拟物理实验环境可以模拟物理实验过程，与常规的物理教学软件不同，“仿真物理实验室”软件不是单纯地演示几个现成的实验，而是提供了一个实验器具比较完备的综合性实验环境，可以设定各种研究对象和实验环境。让学生自己先创设出一个合适的物理模型，然后按照这个模型的要求设定实验环境及有关参数，创建出所需的实验。例如，在研究加速度与力、质量的关系时，我们通过“仿真物理实验室”软件，设置了平直轨道（长木板）、小车（研究对象M）、滑轮、砝码（m）等物体，设定了重力场环境，让学生自行模仿实验过程，改变和控制m或M的质量，测定物体的加速度。并根据模拟测量得到的数据，进行数据分析，从而总结出质量M与加速度a的关系、外力F与加速度的关系。

又如在“单摆”实验中利用“仿真物理实验室”软件提供了一个单摆的实验装置。让学生通过改变各种物理参数（如摆长、摆角、摆球质量、振幅、阻尼的改变等等），并在摆动过程中随时显示摆球的速度和加速度矢量以及各时刻的瞬时数据形成的图像，十分生动、直观，使学生通过观察认识了单摆振动过程中各个物理量的变化。并且总结出单摆周期与哪些因素（如摆球质量）无关，与哪些因素（如摆长、重力加速度）有关，有什么样的关系（周期公式）。

事实上，计算机仿真确实是现代科学研究中的一种先进方法，例如：模拟核试验、计算机模拟气象变化、模拟导弹运行轨迹、模拟桥梁受力情况等等。我们通过这类计算机仿真实验，不仅使学生加深了认识，突破了教学难点，而且让学生初步学会了一种真正的科学研究方法。这对于培养21世纪的创新人才是非常重要的。