淺談多媒體CAI與物理課堂教學的整合

摘 要：《基礎教育課程改革綱要（試行）》明確指出：教學過程中要大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生的互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和學習工具。本文通過對整合的背景、應當遵循的原則、整合的方式及應注意的問題入手，談談多媒體CAI與物理課堂教學的整合。

關鍵詞：多媒體CAI 物理 課堂教學

作者簡介：

李芳，女（1976—），本科，商丘市人，商丘職業技術學院講師。研究方向：物理學教育。

一、多媒體CAI與物理課堂教學整合的理論背景

1.1、“建構主義”學習理論

“建構主義”學習理論主張以學生為中心，強調學生是信息加工的主體，是知識意義的主動建構者。同時認為學生所獲取的知識不是由教師灌輸的，而是由學生在一定的情景下通過協作、討論、交流、互相幫助，并借助必要的信息資源主動建構的。多媒體CAI為建構主義學習環境的實現提供了理想的途徑，已經成為培養創新思維和創新能力的創造型人才的必經之路。同時也是指導多媒體CAI與物理課堂教學整合的理論基礎。

1.2、認知心理學理論

人對事物的認識總是從感性認識到理性認識，再進一步發展到創造性實踐的過程。促使思維從具體的形象思維發展到抽象的邏輯思維，這是多媒體CAI與物理課堂教學整合的指導思想。

學生的認知規律是從已知到未知，從低級到高級循序漸進的認知過程和從知識點到知識面再到知識體系的形成過程。此過程可以理解為學生從自己的主觀意識出發，利用自己已有的知識和經驗，對學習內容作出主動的、有選擇性的信息加工過程。這集中體現了多媒體CAI與課堂教學整合的意義所在。

二、整合過程應遵循的原則

2.1、目的性原則

即課件要充分考慮教學過程中的各個基本因素，要遵循教學活動的基本規律，貫徹教學原則；符合課程計劃與教學大綱的要求及學習的認知規律。必須明確多媒體CAI在教學中的使用要解決什么問題，達到什么目的。

2.2、科學性原則

科學性是整合評價的重要指標?？茖W性的基本要求是不出現知識性的錯誤，模擬物理現象及過程要符合物理原理。整合所表達的概念、定理、定律、原理等內容表述要準確，解釋、說明、引申正確無誤，現象描述要嚴密，無懈可擊。

2.3、實用性原則

多媒體CAI作為一種輔助教學手段，不應包括整個課堂教學過程的講解、描述。不能取代教師的作用。而應當根據教材的內容，充分利用多媒體CAI的交互功能，將課件設計成一些既相對立，又相互聯系的“積件”。

2.4、交互性原則

要把握多媒體CAI的交互性特點，在課堂教學中加強師生的雙向交流，讓師生的交流突破時間、空間的限制，并加強針對學生的個別指導。

2.5、共享性原則

把多媒體CAI共享性的特點，在物理課堂教學中充分利用各類教學資源，有效地提升教師的物理課堂教學的綜合能力。

2.6、開放性原則

要把多媒體CAI開放性的特點，加強物理課堂教學與社會、生活、科學技術之間的聯系，使學生的視野更加開闊。

2.7、實時性原則

要把多媒體CAI的實時性的特點，使物理課堂教學的內容、方法和手段緊跟教學的節奏，緊跟時代的步伐。

三、多媒體CAI與物理課堂教學的整合的方式

多媒體CAI集文字、圖像、影像、聲音、動畫于一體，組成了交互系統。在輔助教學過程中，它可以根據教學目的和要求，把抽象的概念和內容具體形象化、而且具有很強的感染力，不易受到空間、時間的限制。隨著多媒體CAI優勢的不斷凸現，將多媒體CAI的優勢移植到物理課堂教學中，實現多媒體CAI與物理課堂教學的整合，利用多媒體CAI的優勢彌補傳統物理課堂教學方式的缺憾，就成為了提高物理課堂教學效果的有效途徑。具體表現如下：

3.1、創設教學情景、構造物理圖景

“情景創設”、“協商會話”和“信息提供”是建構主義學習環境的基本要素，多媒體CAI可以很好的完成構建。利用多媒體CAI課件的圖形、圖像、音頻、視頻、文字及動畫等創造情景，可以適度地刺激學生的感官，從而引導學生學習，激發學生學習興趣，最大限度地喚起學習的“內驅動”，取得最佳的學習效果。

例如：在實施“超重和失重”教學的課前準備中，讓學生站在電梯中的體重計上，并記錄在電梯起動、上升、停止、下降過程時的體重計的示數，并用攝像機拍攝整個過程，再將這段錄像插入到多媒體課件中。課堂教學時首先用多媒體CAI播放宇航員在太空中完全失重狀態下的一段生活錄像，這一段內容的選用會使物理課堂教學過程變得更加絢麗多彩，極大地活躍了課堂教學氣氛，再播放CAI課件中所插入的電梯中體重計示數變化的錄像。多媒體教學課件很好地再現了與本節課相關的教學情景，使師生之間的信息交流環節變得豐富而生動。學生置身于這樣一個和諧的教學情境，學習興趣得到極大的提高，同時促進了學生對本節難點及重點內容的理解與掌握。

又如：在進行“人造地球衛星的運動”內容教學時，對于從近地點向遠地點運行過程中，動能減小，勢能增加。用普通手段很難讓學生建立正確的物理圖景，但利用CAI課件進行模擬衛星的運動后，學生會很快接受并建立這一物理圖景了。

3.2、模擬實驗過程、物化抽象理論

物理課堂教學中常見的難點主要表現在問題抽象、物理過程復雜。若僅用傳統的教學手段和抽象的語言文字及靜態的圖片，是很難說清其中的物理意義和過程變化情況。將多媒體CAI課件引入課堂進行輔助、模擬，就能化抽象為形象，變靜態為動態，變微觀為宏觀，化枯燥為生動，使復雜的物理過程更加條理化、動態化，這必將幫助學生對某一物理現象、規律的理解和掌握，突破教學的重點和難點，提高課堂的教學效率與質量。

例如：在《簡諧振動》的教學中，傳統的教學手段很難突破四個矢量（）的變化規律。在演示“彈簧振子”的實驗后，再利用 CAI課件模擬彈簧振子的振動過程。同時動態顯示回復力（）、速度（）、加速度（）、位移（）四個矢量的大小和方向隨著振子位置的變化而變化的規律，使彈簧振子簡諧振動的圖景非常直觀、清晰、動感，各個物理量的變化和特點一目了然，章節的重點和難點很快被突破。

又如：a粒子散射實驗，可用仿真物理實驗室展現出整個實驗過程，并動態模擬從裝有放射性物質釙的呂盒中不斷有a粒子發生較大的偏轉，并且極度少數a粒子偏轉角超過90。。這樣，學生很容易記下a粒子散射實驗裝置、過程、現象，深刻理解盧瑟福的原子核式結構理論。提高了教學效果。

3.3、促進教學交互、實現教學反饋

利用多媒體CAI課件的交互功能，可以為學生提供主動學習和思索的空間，促使學生積極參與、引導學生積極思考，充分體現學生的主體作用。同時還要充分利用計算機教學設備，為多媒體CAI的開展創造環境，使學生在此環境中實現一人一機操作，從而完成教學、練習、測試等。另外，多媒體CAI還為知識的反饋、釋疑及進一步深化創造了條件，大大縮短了反饋周期。

例如：學生開始接觸電路時，對電路的連接缺乏感性認識，連接電路時，容易出現各種錯誤，所以，電路的識別連接一直是教學的重點和難點。利用電路圖游戲的課件，讓學生來玩游戲，計算機對學生游戲中出現的各種錯誤進行糾正，這樣，學生有了學習的興趣，通過游戲正確掌握電路圖連接以及電路的識別，有效的突破了這一教學難關。

3.4、整合相關信息、變課件為積件

對教學任務本來就十分繁重的任課教師來說，進行多媒體CAI課件的設計、制作，必然要加重教師不必要的負擔，從而影響課堂教學質量的提高。要通過整合實現教學質量的提高，就應當縮短課件的制作周期。應當調動相關教師的主動性、積極性創造性，及時收集一些課件素材及一些現成課件。同時，應該根據教材的內容，充分利用物理課件的交互功能，將課件設計成一些既相對獨立，又相互聯系的“積件”，讓每一位教師均能按自己教學過程的實際實現整合。從而充分表現個人的教學風格，真正讓課件（積件）服務教學，提高課堂教學效果。

四、整合過程中應該注意的幾個問題

盡管多媒體CAI應用到物理課堂教學中具有極大的優越性，但由于多媒體CAI過程的模擬性特點，決定了其在實際課堂教學中的輔助地位。因此，在課堂教學中運用多媒體CAI課件應當避免一些誤區。

4.1、以多媒體CAI代替實際實驗操作

物理是一門一實驗為基礎的學科。實驗對培養學生的動手能力、觀察能力、思維能力等，起著十分重要的作用，實驗技能也是素質教育的重要組成部分。如果熱衷于在計算機上模擬操作而忽視學生的實際操作，勢必會不利學生實驗技能的形成。同時由于模擬實驗不是真實的實驗，使學生無法體驗到前人在各種實驗設計中所體現出來的物理思想的光輝。

4.2、以形象思維代替抽象思維

教學活動的一個重要目的就是培養相似的抽象思維能力，對高年級學生而言，這種能力的培養顯得尤為重要。多媒體技術可以利用自己強大的功能，降低難度，突破重點，但是只是簡單地以生動形象的畫面把本來應該在學生頭腦中的想象再現出來，那么勢必會影響學生的抽象思維能力的形成與發展，不利于學生的長期發展。

4.3、以教師的操作代替學生的思考

教學活動中，必須發揮學生的主體作用。雖然多媒體CAI的作用在于應用現代化的技術手段，刺激和調動學生思考的積極性、主動性，啟發學生的思路，培養學生發現問題、思考問題、解決問題的能力。但是過多的多媒體CAI內容演示，會擠占學生的探索、分析、思考的時間，影響學生的思維能力的培養。

總之，在應用多媒體CAI時，應根據實際情況而定，不能因為它是現代化的教學設備而忽視了傳統的教學手段，忽視了學生的主體作用。

參考文獻：

[1]、艾行爽：淺談CAI在教學改革中的作用和地位[J]。丹東紡專學報，1997（1）。

[2]、鄔付江：多媒體技術在中學物理教學中的應用初探[J]。商情，2010（15）。