多媒体技术在物理教学中的应用

多媒体技术在物理教学中的应用

引言：翻开纪元史上第三部千年史册，人类正以惊人的速度走出工业文明步入信息时代。信息时代的降临不仅改变着人们的生产方式和生活方式，而且改变着人们的思维方式和学习方式，这是对教育的严峻挑战。如何更有效的体现“教师为主导，学生为主体”的教学理念、实现多媒体技术和课程整合将成为当前教育教学领域非常重要的课题。这里所说的多媒体技术是以计算机为中心的多媒体技术与以前那种多媒体的概念不一样，以前只是将几种媒体加以简单的组合(例如把幻灯、投影、录音、录相加以组合)。今天的多媒体技术则是以计算机为中心，把语音处理技术、图象处理技术、视听技术都集成在一起。把这一信息时代的技术杠杆引进到教学中去，可以改变传统的教学方式，优化教学过程，加大信息量的传授，激发学生学习的兴趣，发展学生的智能。下面就我在物理教学中应用多媒体技术略谈自己的几点体会。

多媒体技术在物理教学中应用的意义

应用多媒体进行教学激发了学生的学习兴趣

所谓课上得有趣，就是说：学生带着一种高涨的、激动的情绪从事学习和思考，对面前展示的真理感到惊奇甚至震惊；学生在学习中意识和感觉到自己的智慧力量，体验到创造的欢乐，为人的智慧和意志的伟大而感到骄傲．”教师使学生对上课有兴趣是比较容易做到的，但要使学生对上课的学习内容有兴趣则往往要困难些。多媒体技术具有运用多种现代化手段对信息进行加工处理，显示与重放、模拟、仿真与动画技术的应用，可以使一些普通条件下无法实现或无法观察到的过程和现象生动而形象地显示出来，充分调动了学生的视觉、听觉，使大脑兴奋，思维活跃，缩短了理论与实际的距离，使模糊的概念清晰化、抽象的内容形象化、复杂的理论简单化，加深学生对感性材料的印象，激发了学生的学习热情和兴趣。他们不仅没有新知识难以接受的感觉，而且从接受到掌握到再运用这些知识的全过程都是在自发之中进行的，对知识本身的学习更有持久的兴趣，对提高物理课堂教学效率起着决定性作用。

2、应用多媒体进行教学有利于知识的获取与保持

多媒体计算机提供的外部刺激不是单一的刺激，而是多种感官的综合刺激。这对于知识的获取和保持，都是非常重要的。实验心理学家赤瑞特拉（Treicher）作过两个著名的心理实验，一个是关于人类获取信息的来源，就是人类获取信息到底主要通过哪些途径。他通过大量的实验证实：人类获取的信息83%来自视觉，11%来自听觉，这两个加起来就有94%。还有3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉。多媒体技术传递教学信息既能看得见，又能听得见，还能用手操作。使学生的多种感知器官，同时接受信息。这样通过多种感官的刺激获取的信息量，比单一地听老师讲课强得多，信息和知识是密切相关的，获取大量的信息就可以掌握大量的知识。他还作了另一个实验，是关于知识保持即记忆持久性的实验。结果是这样的：人们一般能记住自己阅读内容的10%，自己听到内容的20%，自己看到内容的30%，自己听到和看到内容的50%，在交流过程中自己所说内容的70%。这就是说，如果既能听到又能看到，再通过讨论、交流用自己的语言表达出来，知识的保持将大大优于传统教学的效果。这说明多媒体计算机应用于教学过程不仅非常有利于知识的获取，而且非常有利于知识的保持。

3、多媒体的超文本功能可实现对教学信息最有效的组织与管理

首先，可按教学目标的要求，把包含不同媒体信息的各种教学内容组成一个有机的整体。在传统的印刷教材中，有关语音和活动影象的内容无法与文字内容组成一体化的教材，只能以教科书、录音带、录像带三者各自独立的形式，分别出版。显然，这样的教科书，其内容必然是单调、枯燥的，与超文本方式组织的图、文、音、像并茂的丰富多采的电子教材不可同日而语。其次，可按学生的知识基础与水平把相关学科的预备知识及开阔视野所需要的补充知识组成有机的整体。因材施教是优化教学过程的重要目标之一，但由于学生个体之间差异很大，要在传统印刷教材中同时满足基础较差学生、一般学生和优秀学生对教学内容的不同需求是做不到的，而在多媒体电子教科书中这却是轻而易举的事情，只要利用超文本功能设置和预备知识有关的热键以及和补充知识有关的热键即可。

4、应用多媒体进行教学可优化教学过程

传统的教学方式是教师口授，学生听讲。课堂上以老师为主，从教学内容、教学策略、教学方法、教学步

骤甚至学生做的练习都是教师事先安排好的，学生只能被动地参与这个过程，即处于被灌输的状态。而在多媒体计算机这样的交互式学习环境中学生则可以按照自己的学习基础、学习兴趣来选择自己所要学习的内容，可以选择适合自己水平的练习，如果教学软件编得更好，连教学模式也可以选择，比如说，可以用个别化教学模式，也可以用协商讨论的模式。使多媒体计算机像学习伙伴一样和你进行讨论交流。也就是说，学生在这样的交互式学习环境中有了主动参与的可能，而不是一切都由教师安排好，学生只能被动接受。按认知学习理论的观点，人的认识不是外界刺激直接给予的，而是外界刺激与人的内部心理过程相互作用产生的，必须发挥学生的主动性、积极性，才能获得有效的认知，这种主动参与性就为学生的主动性、积极性的发挥创造了很好的条件，即能真正体现学生的认知主体作用。学生学习更加刻苦，其探索欲、创造欲更加强烈，学习效果更佳，教学过程也更完善。

此外，物理教学过程中有许多物理规律要通过测量物理量的数值，分析归纳得出来，如运动学、力学规律得出需要测量时间、速度、加速度等物理量的值。利用多媒体计算机具有强大的数据处理能力，可以将采集的数据进行快速处理并将处理结果用图形表示出来的优势，教师可以节省处理实验数据时间，而把注意力集中在分析数据和物理图象上。而且，利用多媒体技术还可以节省了大量的板书和画图时间，保持了学生在学习中思维的连贯性，把节省的时间用于学生学习新知识、巩固新知识，完成巩固性、检测性练习，用于老师当堂检查学生掌握这节课知识掌握的情况，使学生在一节课的时间里真正学到了更多的知识，起到了事半功倍的效果。

多媒体技术在物理教学中实施过程

可创建情景、渲染气氛，增强学生求知的兴趣。

多媒体技术的发展，极大地丰富了我们的教学手段，使我们传统的用“一张嘴巴”、“一支粉笔”、“一块黑板”、“一些实验器材”的常规教学手段，通过多媒体（声音、图像、动画等）变成多感官的刺激，使抽象的变得具体、形象；使看不见的变成看得见；使“静”的变成“动”的；这使我们有可能为学生创设一个尽可能真实的情景，更加符合学生的认识规律，更能为学生所接受。

［教学实例］等质量代换法测量物质的密度

展示实验问题：用量筒、水、水槽等实验器材，测量牛奶

密度。

2、故事导入：播放一段“曹冲称象”的录象，然后找同学回答冲称象的原理（石头的质量等于大象的质量）。

3、引导学生思考：曹冲既然能用石头的质量代替大象的质量，那么我们可以用什么的质量代替牛奶的质量呢（测量密度必须要求出质量）？学生在所给出的实验器材中只能找到唯一代替品（水）。

4、让学生用用量筒、水、牛奶、水槽做模拟曹冲称象的实验。（量筒可作为“船”，牛奶相当于“大象”，水相当于“石头”）

5、找同学回答水的质量在没有天平的情况下如何求出（用量筒测量出体积，计算出水的质量）

6、教师归纳：水的质量既然已经求出，那么牛奶的质量也就不言而喻了。牛奶的体积用量筒测出后，密度也就求出来了。

评析：这是一节多媒体技术与物理课程整合的教学设计。利用多媒体技术，使学生不知不觉地在生动、形象的故事中学到了知识，掌握了用曹冲的思维去解决物理问题，大大地提高了课堂教学效果。

此外，像上面这样的例子还很多。如教学《液体的压强》一课中的连通器之船闸，由于许多学生没有见过船闸，在以前的教学过程中都是教师用挂图或模型讲解，教师讲得口干舌燥，而学生听得一头雾水，效果非常差。而利用多媒体课件就可以轻松解决这一问题，通过课件模拟船闸整个工作过程，以及通过互联网下载三峡工程的有关建设情况和世界上最大的人造连通器——三峡船闸的图片。这样，学生就比较容易理解，并且扩充了知识面，加强了爱国主义教育。又如在讲授初二物理“光的直线传播”这一节，教师不单

刀直入，急于把"光沿直线传播"的结论亮出，而是利用多媒体技术播放本世纪地球上第一次出现日全食情景来引入新课，学生会被日全食美丽、壮观、奇妙和情景深深吸引。教师适时提出问题地球上为什么会产生这种现象？其中包含了什么物理道理？这样可启发学生的思维，再由教师结合其他生活中例子指导学生得出光沿直线传播的结论，这会给学生产生难以忘怀的印象。再如教师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，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。

2、可创建虚拟实验室进行实验模拟，有助于突破重点和难点。

物理是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助, 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高物理实验的演示效果。［教学实例］研究自由落体运动

1、利用频闪照片研究自由落体运动规律

由于频闪照片在中学实验室条件下难以拍摄，因此采用计算机模拟的方式演示给学生。首先，简单介绍频闪照片的拍摄原理，然后进行仿真拍摄，最后获得频闪照片。

请学生独立使用计算机软件计算分析频闪照片的数据，总结作自由落体运动的物体的运动特点。（加速直线运动）运用以前所学的运动学知识分析从频闪照片或得的资料，找出自由落体运动规律。

2、用自由落体运动规律进行实例分析。

提出问题：假定雨滴从5km高处无初速度下落，若不计空气阻力，则雨滴下落到地面的瞬间，速度大小是多少？请学生用刚刚学的自由落体运动物理量计算公式进行计算。

通过计算机模拟，分析雨滴下落过程的受力情况。并得出结论：雨滴的下落过程不是自由落体运动。帮助学生认识到：物理规律的使用一定要注意适用条件，日常生活中的落体现象并非都可以近似看作自由落体运动，注意具体问题具体分析。

评析：运用多媒体技术加大了课堂密度，内容充实丰满，能较好体现物理思想、物理方法。为学生进行科学探究创造条件。学生认真地从计算机中获取信息、输入数据，让计算机来分析处理数据，得出结论。学生互相探讨、交流、学习，思维活跃，体验研究问题、寻求规律的科学研究过程，体验科学探究方法。精心设计和制作的素材，将计算机技术与课程很好的融为一体。计算机多媒体课件展示闪光照相过程，雨点下落过程的两个动态画面的展示，远比书上的彩图来的真实、直观、生动、形象，抓住了要害（关键），给学生留下深刻印象。学生对于闪光照相没有感性认识，雨点下落的动态分析学生理解有困难，在这难点地方正好发挥计算机演示动态过程的优势。

与上面类似的例子还有许多。如在做凸透镜成像规律实验时，由于常规实验仪器的限制蜡烛在光屏上所形成的像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显，致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解，并产生迷惑。此时我改为采用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验，演示物距从无穷远至小于焦距的整个实验过程中物距、像距和像的变化的情况，整个模拟实验过程流畅、直观、明了，从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识。由此可知通过多媒体技术与物理实验整合，可以突破常规实验仪器的局限性。又如，电荷间的相互作用，用挂图、语言叙述都不能形象描述其作用，而用Flash做实验全过程的演示动画，用表示正电荷，用表示负电荷，通过动画使同种相斥，异种电荷相吸，其动画过程形象逼真，使其静止的画面变活，不仅简单明了，而且加深了学生的印象。再如，在做测量大气压强量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。

另外，分组实验是让学习者获得第一手感性知识的过程，在条件许可的情况下，教者都喜欢把演示改为分组。在《阿基米德原理》一节课中，内容多、时间紧，教学大纲只提出演示实验的要求。存在教师操作时，学生听、看(且看不清)、不能参与的缺点。要解决学生既积极参与，又能完成本节课的教学任务，我们采用了制作课件，用动态画面提供示范，导控实验步骤，让学生积极参与。所以我们应当充分发挥多媒体技术的特长，对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助，成为常规实验的补充，并把两者结合起来，使实验教学上升到一个新的层次，从而有助于学生发现规律、获得知识，提高学生的科学文化素质和实验技能水平。

3、重视态度情感，加强学生品质素养观念。

重视态度情感因素的熏陶与教育，是落实全面素质教育的重要组成部分。在挖掘媒体资源时，应重视内容中体现真、善、美的价值成分。有高度情感因素的内容，学习者最容易记住。在《液化》一节课中，我们剪辑资料、画面，介绍我国航空技术发展情况，简介长征3号火箭发射，并介绍为祖国航天事业默默无闻奉献的航天设计师。营造了喜悦、满足、愉快的课堂气氛，激发了学生爱科学、爱祖国的热情。通过设计具有特色的多媒体画面，在课堂上展示生活中常见的一些“燃料利用低，空气污染，浪费用电”等不良现象，让学生去批判，从而培养学生注意能源节约、环境保护的意识。物理学史中有许多科学家在成功的背后有着感人的故事，我们可搜取资料，网上下载他们的故事，通过多媒体技术的优势，展示给学生培养学生热爱科学，钻研科学的精神。另外，在教师的指导下，学生利用多媒体计算机及计算机网络，对学习相关内容提出的问题产生好奇和疑义，对难题刻苦钻研，对解决问题后的自信无不表现出求知欲，好奇心，热爱真理的需要得到满足而产生的良好情感，表现出克服困难，自觉学习的坚强意志。使学生在学好相关的同时，在认识、情感、意志、性格等方面受到良好的心理素质教育，培养了学生严谨求学、探索物理规律的基本素质。

三、多媒体技术在物理教学中实现的影响因素。

1、硬件是基础保证。在多媒体技术中，要运用到许多设备，如投影机、计算机、摄像机、电视机、编辑机高保真功放音箱、DVD等，这些设备价格贵，它们都依赖于教育经费投入，这在上个世纪对一般中小学校来说是难以承受。但随着经济的发展和国家对教育的重视，近两年不少学校开始有自己多媒体网络教室、校园网等，形势发展还是喜人，预计各级学校在未来几年拥有齐全多媒体技术设备已不再是个梦想。我校现已在上级领导部门大力支持下，建成了校园网、教师电子备课室，并接入宽带Internet网，为我校真正地实施大规模的多媒体教学提供了有力的保障。

2、要使多媒体技术在教学上广泛应用，各学科教师是关键。首先，教师思想观念要转变，要意识到总是用传统模式一成不变地教学是跟不上教育改革潮流。作为教师不进行新方法、新思路的探索，决不是一位优秀教师。其次，学校要重视加强教师现代信息技术素养方面的培训。在信息技术高速发展时代；对教师素养的要求也越来越高，教师要不断为自己教学能力“充电”。根据这个情况，我校对全体教师进行信息技术培训，为运用现代信息技术教学奠定坚实的基础。

3、平时应多注意素材收集，使用时才能灵活应用。比如要制作出高质量的多媒体课件，没有充足资源，有用的素材是很难以做到的。素材收集的途径有三种：一是从市场上购买现成的软件、录像、DVD资料等，一是通过Internet由网上下载获得，我经常通过其他专业教育网站链接到一些中小学教学资源库，如科利华教育教学资源库，K12学科资源库，中学物理网络教学资源库等。三是利用已有设备软件自己设计，处理制作。最后把素材剪辑、加工处理形成资源库以作备用。现在大多数教师采用的FLASH动画制作软件，不仅简单易学，动画流畅，而且文件体积极小，非常实用。

四、多媒体在物理教学中应用的原则

1、任何事物都有其利弊的两面性，搞多媒体教学也一样。我们不能一味的为了用多媒体而生搬硬套它。多媒体毕竟是一种教学手段，要把握好多媒体的使用时机，正确处理多媒体和粉笔、黑板、普通教具、语言

表达之间的关系，特别要考虑时间因素，正确处理好多媒体教学时间（此处主要是指操作时间）与适时的课堂讲解、板书、交互、反思时间的关系。例如把几句话的结论板书在黑板上，不一定就比放幻灯片效率低，因为它节约了操作时间。在复习课的时候，多媒体的大容量是有效率的，但必须注意中间的停顿，保证学生把要点记下来，或者，事先把需要学生做笔记的知识打印出来，课后发给每一个学生，这样就更能提高复习课的效率。课堂教学最终目的是使学生获得知识，发展能力、培养品质，在课堂教学应用多媒体技术时必须注意课件的科学性、实用性和技术性，注意使用的时机和频率，使二者有机结合、相得益彰，不能弄巧成拙。不能一味地追求整堂课用录像，课件等手段机械地教学，而忽略传统教学中教师“言传身教”的情感教学优点。只有取长补短，才能使课堂教学取得优化效果。

2、物理是以观察、实验为基础的学科。教学中不能盲目用多媒体课件等手段去替代物理实验，因为实验比计算机模拟出来的，更具有真实性和说服力。通过实践证明，我们只要认真研究和大胆尝试微机多媒体辅助教学这一现代化教学手段，不断地去学习、掌握这种技术，很好地运用于我们的教育教学工作之中去，提高工作效率，充分利用多媒体技术辅助教学的优越性，调动学生的积极性，就一定能更好更有效地实现教学目标，提高教学效果。

五、多媒体教学将引发教育革命

教育革命是极大地变革传统教育模式以明显提高教育质量和办学效益的过程。教育革命是先进的教育思想和教育技术有机结合的产物。多媒体技术引入课堂教学后，已经对传统的教育思想、教育观念、教育方法、教育模式、教育内容、教育结构和教育评价等等形成了极大的冲击，世世代代被压抑的教育生产力奇迹般地被解放出来，无论是教师还是学生，凡是亲身参加了这一实践的人都能深切感受到多媒体进课堂引起的革命性变化。多媒体教学的诞生使许多基于传统的粉笔和黑板这一“小生产”基础上产生的课堂教学模式和方法面临冲击和考验、反思和革新。不少传统教学手段条件下产生的课堂教学模式和理论，由于较多的依赖于教师自身的素养，造成了成果推广的局限性。而多媒体教学则强化了先进教学方法的可传播性，每一位合格的青年教师采用优秀的多媒体课件都能上出精彩的课来。这就为解放教育生产力揭示出可喜的前景。目前，网络技术发展迅速，多媒体和网络技术结合，广泛深入到教育领域，必将促使教育产生革命性变化。