學(xué)科教育論文-物理多媒體課堂演示課件的功能要求和開發(fā)原則作者：卓士創(chuàng)韓彩芹段培同論文關(guān)鍵詞:物理多媒體課堂演示課件功能要求開發(fā)原則類型論文摘要:為解決某一具體的物理問題而設(shè)計開發(fā)的多媒體課堂演示課件就是物理多媒體課堂演示課件.它可分文本演示類、現(xiàn)象再現(xiàn)類、過程模擬類、原理示意類、計算繪圖類等.文章指出了物理多媒體課堂演示課件的基本任務(wù)和功能要求，在此基礎(chǔ)上提出了開發(fā)的基本原則.1物理多媒體課堂演示課件的概念及類型1.1物理多媒體課堂演示課件的概念計算機輔助教學(xué)(ComputerAssistedInstruc-tion，簡稱(；Al)系統(tǒng)，由計算機硬件、系統(tǒng)軟件和課件3部分構(gòu)成，其核心是課件的開發(fā)與應(yīng)用.所謂課件，是指根據(jù)特定的教學(xué)目標而設(shè)計的，表現(xiàn)特定教學(xué)內(nèi)容，能反映教學(xué)過程、體現(xiàn)一定教學(xué)策略的計算機教學(xué)程序，通常稱為教學(xué)軟件，又稱課件(Courseware).根據(jù)課件輔教、助學(xué)的方式和作用的不同，可將其分為授課指導(dǎo)型、課堂演示型、操作練習型、問題求解型和教學(xué)游戲型等幾種主要類形.不同類型的課件施教的過程、教學(xué)策略及開發(fā)要求均有所不同.針對教學(xué)中的某個重點、難點而開發(fā)的，用于課堂演示、輔助課堂教學(xué)的課件，稱為課堂演示課件(ClassroomCourseware).由于它是針對某一知識點、某個具體問題而開發(fā)設(shè)計的，因此，軟件規(guī)模一般不大，也不必體現(xiàn)CAI軟件的多種特性，開發(fā)周期也比較短.運用計算機多媒體技術(shù)設(shè)計開發(fā)的，集文字、圖表、圖形、動畫、視頻圖象和聲音于一體，具有極強的信息表達能力和人機交互功能的課堂演示課件，稱為多媒體課堂演示課件.為解決某一具體的物理問題而設(shè)計開發(fā)的多媒體課堂演示課件就是物理多媒體課堂演示課件(PhysicsMultimediaClassroomCourseware)，簡稱PMCC.1.2PMCC的常見類型根據(jù)PMCC的內(nèi)容和作用的不同，可將其分為文本演示、現(xiàn)象再現(xiàn)、過程模擬、原理示意等幾種常見類型，現(xiàn)分述如下.1.2.1文本演示類文本演示類是按照預(yù)定的順序和特定的動作效果逐步呈現(xiàn)文字、公式、圖表的.它的作用是以生動的顯示方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板書、板圖，提高信息的傳輸效率和接受效果.1.2.2現(xiàn)象再現(xiàn)類根據(jù)操作指令，以錄像片段或模擬仿真方式再現(xiàn)自然界中可以見到但又不便于演示的物理現(xiàn)象，如日食、彩虹、氣旋、潮汐、磁暴、極光、波動、共振等，屬于現(xiàn)象再現(xiàn)類.它的作用是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教學(xué)電影或某些演示實驗，把物理現(xiàn)象搬進課堂.1.2.3過程模擬類過程模擬類是對超越人類視野的微觀或者宇觀世界的物理現(xiàn)象作合理而形象的模擬，或者是對人類視覺無法捕捉的高速、瞬間的過程進行延緩處理，以便于觀察和分析，如布朗運動、微小形變、核外電子的軌道躍遷、碰撞、重核裂變等.其作用是化微觀為宏觀、化高速為低速、化瞬間為永恒、化抽象為具體，代替抽象的語言描述或者高難度的物理實驗.1.2.4原理示意類將書本上靜態(tài)的、不可變的原理圖設(shè)計成可變化的動態(tài)原理圖，可以根據(jù)講解需要自由控制和調(diào)整，在課堂上進行靈活使用，屬于原理示意類.例如，力的合成與分解原理圖、波的疊加原理圖、彎曲變形等.它的作用是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的掛圖、模型、示教板等，相當于“動態(tài)電子掛圖”.1.2.5計算繪圖類將物理計算的中間數(shù)據(jù)和計算的過程、結(jié)果都用生動直觀的動態(tài)圖象或者圖形、圖表等實時地顯示出來，為計算繪圖類.如質(zhì)點振動圖象的動態(tài)描繪、拋體運動軌跡的動態(tài)描繪、帶電粒子在磁場中的運動徑跡的動態(tài)描繪等.它的作用是將計算的過程轉(zhuǎn)化成動態(tài)可視的圖象、圖形，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)的計算和處理方法.1.2.6綜合類既有文本演示，又有現(xiàn)象的再現(xiàn)或者過程的模擬等，是上述各類PMCC中兩種或者多種類型的綜合，稱為綜合類.2.PMCC的基本任務(wù)和功能要求2.1PMCC的基本任務(wù)概括地說，PMCC的基本任務(wù)就是在物理課堂上，或者是根據(jù)教學(xué)的即時需要和操作指令，按照特定的順序和效果，逐步呈現(xiàn)文字、公式、圖表、圖形等教學(xué)板書內(nèi)容，或者是依據(jù)輸人的參數(shù)生動地再現(xiàn)可視的物理現(xiàn)象，形象地模擬不可視的物理過程，或者是用動態(tài)示意圖分析物理現(xiàn)象，剖析物理原理，或者是用動態(tài)直觀的可視圖形顯示物理計算的過程和結(jié)果，與此同時，結(jié)合教師的啟發(fā)與點撥，引導(dǎo)學(xué)生進行思維，深化學(xué)生對抽象的物理概念、過程、規(guī)律、原理的理解，使學(xué)生掌握新的物理知識，培養(yǎng)他們分析和解決物理問題的能力，從而突破物理教學(xué)中的重點、難點，實現(xiàn)特定的教學(xué)目標.2.2PMCC的功能要求依據(jù)PMCC的基本任務(wù)，可對其提出如下功能要求:2.2.1具有友好的操作界面這對課堂演示來說十分重要.美觀的界面，清楚明了的功能提示和便靈活的操作控制，便于教師的操作，使教師在課堂教學(xué)中能把精力集中于師生交流和教學(xué)本身，而不是分神于微機的操作.2.2.2便于實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的跳轉(zhuǎn)與切換課堂教學(xué)活動是一個師生共同參與的雙向活動，教學(xué)的進程存在一些不確定的因素，隨時可能需要調(diào)整方向、轉(zhuǎn)換內(nèi)容，因此在PMCC的運行當中應(yīng)能夠方便地實現(xiàn)內(nèi)容的跳轉(zhuǎn)與切換.同時，快捷的響應(yīng)，也是課堂演示的必然要求.2.2.3能以多種媒體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容以圖、文、聲、像等多種媒體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，輸出相關(guān)的教學(xué)信息，這是多媒體課件的基本特點和要求.對課堂演示來說，這更為需要.因為只有如此，才能使教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)更為生動，使現(xiàn)象的模擬更加逼真，才更能吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和創(chuàng)造思維.2.2.4能實現(xiàn)物理過程模擬的參數(shù)控制物理現(xiàn)象、物理過程的模擬是PMCC的主要任務(wù).但任何物理現(xiàn)象和過程都是在特定的物理條件下發(fā)生的，不同的條件決定了物理現(xiàn)象和過程的不同情形.為了得到不同條件下的物理現(xiàn)象和過程，要求解決這類問題的PMCC能夠方便地實現(xiàn)物理過程模擬的參數(shù)控制.2.2.5能實現(xiàn)計算結(jié)果的動態(tài)顯示物理教學(xué)中常會遇到物理計算問題，解決這類問題的演示課件必須能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的靈活輸人和計算處理，并能將計算的過程和結(jié)果即時動態(tài)地顯示輸出.2.2.6具有便捷的操作幫助和軟件使用說明這是一般的應(yīng)用軟件都應(yīng)具備的常規(guī)要求.3開發(fā)的基本原則3.1與物理課程相關(guān)的原則3.1.1開發(fā)題材的針對性PMCC的開發(fā)的題材必須針對物理教學(xué)中的某個重點、難點內(nèi)容，而且這一內(nèi)容所涉及到的物理現(xiàn)象很難用實驗來演示，或者物理過程、原理的分析用傳統(tǒng)的板圖、掛圖或模型等信息傳輸效率受限，示教效果不夠理想，而借助計算機的交互功能和多媒體技術(shù)制作成PMCC則可以生動地模擬該物理現(xiàn)象，或者用動態(tài)的原理圖，方便靈活地展示物理過程，剖析物理原理，能有效提高信息傳輸效率和示教效果.必須說明的是，有些感性材料的呈現(xiàn)，如果用簡單的實驗就可以實現(xiàn)，而巨效果很好，就不宜強求使用微機來實現(xiàn)，如音叉發(fā)聲、自由落體運動等.3.1.2演示內(nèi)容的科學(xué)性這包含兩層含義:一是物理內(nèi)容(包括文字、符號、公式、圖表)必須正確、規(guī)范.二是物理現(xiàn)象的模擬必