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多媒体技术在物理教学中的应用
作者：康树林 王海英
[关键词]多媒体技术 物理教学 计算机辅助教学
利用计算机多媒体技术进行辅助教学是计算机应用于物理教学的主要方面。它丰富了教学手段，扩充了人的感知空间，提高了学生对客观世界的认识范围，同时提供了图像、声音、视频、动画、语言等交互界面和窗口交互操作。学习后能通过各种灵活方便的交互界面来操纵控制学习，从而提高了教学效益，是教学手段现代化的重要标志。
（一）计算机多媒体物理教学的主要优点
首先是内容丰富、程序调用快、提高效率高。用多媒体计算机制作的课件操作很方便，能展示出课程内容，框架结构，总结出实验结果；能通过文字、图形、视频、动画、声音等展示现实物理现象，把抽象的物理模型形象化、直观化，有利于学生对知识的理解，增强学生对知识的记忆，很大程度地节省课堂时间，提高课堂效率。其次，体现了动静结合，印象深刻，形象直观等特点。在物理教学过程中，有些演示实验比较抽象，往往会出现教师描述不尽完善，学生想象不尽确切的情况，而传统的教学手段往往是用一些挂图、模型或者是幻灯投影片来帮助教学，现代的多媒体技术则采用了简单而明了的动画形式解决了这一“化静为动”的难题。
（二）多媒体在物理教学中的应用
1.创设教学情境，激发学生的学习兴趣。兴趣是获得成功的动力，也是推动人们求知的一种内在动力。实践证明：学生对学习如果没有浓厚的兴趣，就没有探求新知识的愿望，兴趣达不到“着迷”程度，就无法激发人们的灵感。例如在讲到平抛运动时，可以先利用Flash做一个飞机投弹的动画，让学生自己指挥投弹，这样的话学生一下子兴趣就来了，但都是不好投中的，教师可以借机提出问题：“要知道如何才能准确投中，则需学习平抛运动的知识”，这样通过创设生动有趣的图文、声像画面的教学情境，极大地调动学生主动参于教学活动，激发了学生对物理的学习兴趣。
2.优化物理教学过程，活跃课堂教学气氛。一要创设学习情境，发散学生思维。在教学中，教师的任务是创设一个有意义的教学情境，为学生提供各种感知材料。利用多媒体可创设愉悦的、求知的、成功的课堂情境，适时适地呈现出适当内容的形象材料，给学生多通道的刺激，让学生边听、边看、边思考。用生动具体的物理现象再现，揭示物理问题的实质，变抽象为具体，变枯燥为生动，从而激发学生对物理的浓厚兴趣，引导学生探索物理问题的好奇心，为积极主动地学好物理打下良好的基础。二要再现物理过程，建立物理模型。物理现象的再现，概念的建立，规律的理解，物理实验数据的分析和处理，在很大程度上取决于相应物理模型的建立。如运动学中的“质点”，电磁场中的“电场线”、“点电荷”、“磁感线”、“安培分子电流假说”等物理模型的建立。传统教学手段只能事倍功半，学生很难理解。而多媒体教学手段则立竿见影，用其丰富形象的表现力，将物理现象的物理过程生动、形象地呈现在屏幕上。
3.优化物理实验，增强实验效果。首先要提高实验的可见度，增强演示实验的效果。物理教学中的许多实验都是为了再现物理过程，给学生提供观察素材，要求学生有目的针对性地进行观察，然而有一些演示实验由于其可见度不高，或受环境条件的限制而无法达到预期效果。有些实验只能前排学生可观察，而后排学生只能凑热闹而已。看不见又何以能唤起学生的注意，引起学生的好奇，激发学生的兴趣呢？在这种情况下，利用多媒体可提高演示实验的可见度，培养学生的注意品质。其次要实验摸拟仿真，突破局限时空。课本中有些实验因具有危害性或时空限制而无法在课堂演示，学生因受知识水平，生活环境及认识上的不足，很难想象出物理过程。但这些可借助多媒体计算机设计成CAI课件，通过模拟演示，让学生感知，激发学生大胆想象。将这些复杂不易弄清的内容，跨越时空的事物，通过多媒体将之动静结合，生动地在屏幕上展示其物理过程、工作原理，变快为慢或变慢为快，变大为小或变小为大，变二维为三维立体空间，使呆板生动化，抽象具体化，深入浅出让学生超越时空限制，突破思维障碍，培养学生的想象力和创新精神。
4.复习梳理，重组整合，增大教学容量。教学中，我们经常要对前后不同时期学习的知识进行比较、归纳、概括、总结，对各种物理过程，各种概念进行规律的对比。若重做实验，不仅浪费时间，而且无新鲜感，多媒体能灵活的展示、逼真的摸仿、生动的再现其物理过程，借助强大声、图、画再现功能，对学过的知识重新梳理、重组和整合的演示，可唤起学生的回忆，固化所学知识，使所学知识条理化、系统化和结构化。更重要的是利用多媒体传播速度快，预设性能好的特点，多通道传输信息，加大教学容量。这一点尤其在复习课中更显其优越性。
（三）多媒体应用于物理教学时应注意的问题
一是多媒体大屏幕不能仅仅是“黑板”。在实际应用多媒体课件时，要根据教学实际和学生的学习情况，有所选择和加工，注重择优。千万不可图省事，对现成教学课件照搬不误，否则会错误百出，不切实际，成了花架子。不能把传统课堂上板书的内容全部搬到了电脑屏幕上，再用投影仪设备投射到大屏幕上来代替黑板。二是多媒体课堂教学不是“满堂灌”。在多媒体课堂教学中，多数教师对计算机辅助教学（CAI）了解不多，操作不熟练，对Flash、Authorware 、3Dmax使用较少，使用最多的是Powerpoint制作的演示型课件。它起到的作用成了替代板书。对技术问题讨论的还是很多，而对教育却淡化了许多。教育理论告诉我们，多媒体辅助教学的立足点是辅助，而不是替代，所以只能是“CAI”。课堂教学不能“满堂灌”。不能讲得天衣无缝。要使学生有自学、思考的余地。而有些教师只管低头盯着电脑屏幕“念”或者操控电脑演示多媒体课件或者引用大量信息，大屏幕成了信息海洋，不管学生能否来得及阅读和消化，这样的“满堂灌”现象，其危害是很大的。三是多媒体教学手段与传统教学手段不可分离。“最好的技术”+“最先进的理论”≠“最佳的学习效果”，多媒体技术虽然本身具有一些其它教学媒体和教学手段所不具备的优良的特性，但是在带来优良特性的同时，多媒体技术也不可避免地带来了一些局限。比如，多媒体网络教育可以实现教师和学生在时空上的分离。这打破了传统教学在时空上的限制，但同时也打破了面授教学所特有的师生交互性强、学习氛围佳的特性。研究证明，在所有的沟通形式中，面对面进行沟通的形式影响最大，也最有利于促进学习者之间相互知识建构、社会建构。可见，多媒体教学手段与传统教学手段不可分离。四是多媒体不能完全替代真实的物理实验。物理是一门以实验为主的自然科学，实验在物理学中处于重要地位，它的直观性、尤其是真实性是多媒体课件无法达到的，它也是检验物理原理物理规律的标准，因此它是不可替代的。在物理实验教学中，有的教师只让学生观看或操控用flash或3Dmax制作的实验动画完全替代了实物操作。
根据戴尔的“经验之塔”理论，人的经验从直接经验、代替经验到抽象经验，依次排成一个“经验之塔”。教学活动应从具体到抽象，而真实的实验经验属于直接经验，不进行真实试验而直接播放试验录相或课件，违背了“经验之塔”所蕴含的教学原理。