淺析計(jì)算機(jī)輔助物理教學(xué)

【論文關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；教學(xué)手段

【論文摘要】計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，沖擊著教育觀念的改變和教學(xué)手段的提高。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)對物理教學(xué)過程、課堂信息量和師生之間的交流將產(chǎn)生較大影響，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和輔助課堂教學(xué)方面發(fā)揮著重要作用。提高教師對計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)教師計(jì)算機(jī)技術(shù)的培訓(xùn)，合作開發(fā)適應(yīng)中專物理教學(xué)的軟件是充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)在中專物理教學(xué)中作用的當(dāng)務(wù)之急。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展及計(jì)算機(jī)的大量普及，很多中專配備了微機(jī)室、專用多媒體教室，建立電教中心，為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)打下了硬件基礎(chǔ)。如何認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)在中專物理教學(xué)中的地位，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)在中專物理教學(xué)中的作用，是擺在廣大中等教育工作者面前的一個(gè)重要課題。筆者擬就計(jì)算機(jī)對中等物理教學(xué)中的影響、在中等物理教學(xué)中的應(yīng)用、目前存在的問題談幾點(diǎn)看法。

一、計(jì)算機(jī)對物理教學(xué)的影響

在現(xiàn)代課堂教學(xué)改革實(shí)踐過程中，計(jì)算機(jī)輔助中等物理教學(xué)，化抽象為形象、化微觀為宏觀、化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)、化不可操作為可操作過程。對化解知識(shí)難點(diǎn)，提高綜合能力，推進(jìn)素質(zhì)教育具有重要意義。

1、應(yīng)用計(jì)算機(jī)使教學(xué)過程更加直觀

從認(rèn)識(shí)論的角度看，學(xué)生對事物的認(rèn)識(shí)過程的起點(diǎn)是對事物的感性認(rèn)識(shí)。在物理科的學(xué)習(xí)中等生由于無法理解一些抽象的理論，而對物理產(chǎn)生一種畏懼的心理，阻礙了他們學(xué)習(xí)物理的情趣，但應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)就可以直觀的解釋一些物理現(xiàn)象和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)習(xí)的效率。主要表現(xiàn)在以下幾方面：

應(yīng)用計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)抽象到具體的轉(zhuǎn)變。比如，機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的相對運(yùn)動(dòng)、回聲測距、透鏡成像等。對中等生就很難接受也很難描繪清楚。就相對運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容我們即可應(yīng)用計(jì)算機(jī)來演示空中加油的情景和等速救護(hù)的過程，配上聲音的效果，讓學(xué)生從聲音、圖像全方位的感受，如置身于其情景，直觀地掌握該節(jié)的內(nèi)容。

應(yīng)用計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜的相互轉(zhuǎn)化。在物理教學(xué)中，有很多物理現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間極短，當(dāng)學(xué)生還沒來得及看清時(shí)，該過程就已經(jīng)結(jié)束。學(xué)生就理解不了其中的本質(zhì)，給教學(xué)帶來困難。如平拋運(yùn)動(dòng)我們就可以使用數(shù)碼相機(jī)把其運(yùn)動(dòng)全過程拍下來，然后進(jìn)行制作，利用計(jì)算機(jī)可反復(fù)操作，使學(xué)生認(rèn)識(shí)其過程，同時(shí)還可以利用它的某一時(shí)刻的靜止畫面來解釋它下落時(shí)的特點(diǎn)。教學(xué)中的難點(diǎn)就容易突破，省時(shí)方便。

因而，應(yīng)用計(jì)算機(jī)讓枯燥的物理理論得以升華，形象而又直觀的過程感染了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，從而更加崇尚科學(xué)，因?yàn)榭茖W(xué)有無限的魅力。

2、應(yīng)用計(jì)算機(jī)可以增加課堂的教學(xué)量

二十一世紀(jì)是信息化的時(shí)代，對于在學(xué)校里學(xué)習(xí)的學(xué)生，也應(yīng)培養(yǎng)處理大量信息的能力。因而在課堂教學(xué)中教師應(yīng)該向?qū)W生提供

結(jié)合目前中等物理教學(xué)的實(shí)際，計(jì)算機(jī)在物理學(xué)科中大體可應(yīng)用在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、輔導(dǎo)教學(xué)等三個(gè)方面，下面就這三個(gè)方面加以探討。

1、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于課堂教學(xué)中

課堂是學(xué)生獲取各種知識(shí)的最直接場所，課堂教學(xué)是實(shí)現(xiàn)教師教與學(xué)生學(xué)的最主要途徑，也是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)輔助教學(xué)功能的主要場所。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行課堂教學(xué)，可以變以往學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)地位為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及求知欲，促進(jìn)知識(shí)和能力的正遷移。

利用計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)“人—機(jī)”交互式教學(xué)

常規(guī)教學(xué)中，教師為了達(dá)到應(yīng)試目的，一般都把教學(xué)對象定在中等程度學(xué)生身上，結(jié)果在教學(xué)過程中忽略了“兩頭”，造成優(yōu)秀學(xué)生“吃不飽”，能力得不到充分發(fā)展；差的學(xué)生“消化不良”。造成這種現(xiàn)象的原因是局限于應(yīng)試教育不能因材施教，抑制了學(xué)生個(gè)性化的發(fā)展。而“人—機(jī)”交互式教學(xué)，計(jì)算機(jī)可利用學(xué)生各自的記憶及理解水平，及時(shí)地判別各個(gè)學(xué)生的可接受程度，隨后據(jù)此向不同學(xué)生傳遞不同的教學(xué)內(nèi)容和方式，最大限度地實(shí)現(xiàn)因材施教的教學(xué)模式。

利用計(jì)算機(jī)模擬課堂演示實(shí)驗(yàn)。

利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的動(dòng)畫功能及有關(guān)外設(shè)可以解決許多用常規(guī)手段難以表達(dá)或可見度低的實(shí)驗(yàn)，如有關(guān)波的實(shí)驗(yàn)、透鏡成像；也可以通過計(jì)算機(jī)放大微觀世界，采用“放慢鏡頭”模擬外部環(huán)境變化等手法來演示分子動(dòng)理論、物體與物體的相互作用、氣體狀態(tài)變化等一些實(shí)驗(yàn)。這些畫面清晰、直觀并且可以瞬間定格、重復(fù)播放，既減少了教師的勞動(dòng)強(qiáng)度又使學(xué)生理解快、記憶扎實(shí)。

2、利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)

學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，不但可以達(dá)到理論聯(lián)系的效果，而且可以通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手能力、思考能力及想象創(chuàng)造能力。但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)效果卻跟上述目的相差甚遠(yuǎn)，這在很大程度上是由于大多數(shù)學(xué)生按部就班地做實(shí)驗(yàn)，不能充分調(diào)動(dòng)思維造成的；而利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)的模擬教學(xué)，可以幫助學(xué)生手腦并用，發(fā)揮其想象創(chuàng)造能力。通過這種教學(xué)，不僅可以引導(dǎo)和培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)腦的習(xí)慣，而且給學(xué)生提供了拓寬思維的環(huán)境。

課堂驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不但能直觀地驗(yàn)證各種規(guī)律，避免紙上談兵，且可使學(xué)生進(jìn)一步深化所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成用實(shí)驗(yàn)手段探索自然規(guī)律的習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)能力。如機(jī)械能守恒定律教學(xué)中引用氣墊導(dǎo)軌，定量證明守恒定律，但美中不足的是教師需花一定的時(shí)間與精力來寫加速度、速度這些中間值的演過程。如果用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可使教師拋開演算過程，快速得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使課堂更加緊湊。

3、利用計(jì)算機(jī)輔導(dǎo)教學(xué)

在計(jì)算機(jī)中可以開展以學(xué)生為主體，以發(fā)展學(xué)生個(gè)性為目的的教學(xué)方式。如果學(xué)校的計(jì)算機(jī)是以網(wǎng)絡(luò)形式存在的，則可在小范圍內(nèi)開展對某一課題進(jìn)行討論式教學(xué)，即教師預(yù)先確定討論題目，隨后讓學(xué)生上網(wǎng)自己尋找感興趣的或自己不懂的內(nèi)容，再邀請其他同學(xué)一起討論，最終得到答案。當(dāng)中，教師可以參與其中，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)指導(dǎo)。這種方法為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)獨(dú)立分析解決問題及集體合作精神打下了基礎(chǔ)。

三、目前計(jì)算機(jī)輔助物理教學(xué)中存在的問題及對策

1、存在的問題

認(rèn)識(shí)上的偏差。

目前，大多數(shù)學(xué)校只有教計(jì)算機(jī)的教師懂計(jì)算機(jī)，其他任課教師對計(jì)算機(jī)知之甚少。究其原因，除了經(jīng)濟(jì)因素，一是領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)識(shí)有問題，對計(jì)算機(jī)發(fā)展將引起的教學(xué)手段和方法的改變?nèi)狈α私夂驼J(rèn)識(shí)，導(dǎo)致決策的失誤；二是部分物理教師對計(jì)算機(jī)存在恐懼感，認(rèn)為計(jì)算機(jī)太復(fù)雜，學(xué)起來太麻煩?；蛘呙τ谌粘＝虒W(xué)，各類文化進(jìn)修，突擊性工作等，無暇顧及對計(jì)算機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致一些物理教師不努力探索；三是用于物理教學(xué)的課件制作相對繁瑣，部分課件使用不能得心應(yīng)手，使一部分教師心存煩感。由此，計(jì)算機(jī)在目前的中等物理教學(xué)中還沒有得到應(yīng)有的重視和普及。

公開課現(xiàn)形，隨堂課匿跡。

雖然目前相當(dāng)一部分學(xué)校的計(jì)算機(jī)軟、硬件配置已達(dá)到了較高的水平，但在一部分地區(qū)和學(xué)校存在著這樣的現(xiàn)象：相當(dāng)一部分物理教師僅僅是在公開課或評優(yōu)課時(shí)，為了達(dá)到“使用先進(jìn)教學(xué)設(shè)備”的要求，才臨時(shí)請人幫助自己做上課時(shí)使用的教學(xué)軟件或一點(diǎn)有關(guān)計(jì)算機(jī)的基本操作。由于物理教師對計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)應(yīng)用甚少，操作又不熟練，課件的設(shè)計(jì)、制作還需求人幫助，因而使用計(jì)算機(jī)輔助物理課堂教學(xué)不僅沒有解放教師，反而成了教師一種負(fù)擔(dān)，使得教師對使用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)敬而遠(yuǎn)之。

沒有體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)勢。

運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對文本、圖形、圖象、動(dòng)畫、視頻、聲音等多種媒體信息進(jìn)行綜合處理與控制，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作，它可以將文、圖、聲、像融為一體，運(yùn)用多種現(xiàn)代化手段對信息進(jìn)行加工處理，極大地增強(qiáng)人們對抽象事物與過程的理解與感受，使人們在短時(shí)間內(nèi)獲得大量知識(shí)和信息。但是在實(shí)際的物理課堂教學(xué)中，許多教師只是用它來放一段錄像，或放一段音樂，或出現(xiàn)一些文字內(nèi)容，充其量只充當(dāng)一回錄像機(jī)或錄音機(jī)或投影機(jī)，其質(zhì)量和效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上單獨(dú)的錄像機(jī)、錄音機(jī)和投影機(jī)。因此，雖然計(jì)算機(jī)具有多種媒體功能，但不能取代其他媒體，只把它當(dāng)作單一的媒體使用，則是資源的極大浪費(fèi)，而且達(dá)不到最佳效果。

(4)用計(jì)算機(jī)教學(xué)取代教師教學(xué)。

計(jì)算機(jī)教學(xué)只是輔助教師教學(xué)的一個(gè)工具。把它引入物理課堂教學(xué)后，雖然教師的一部分作用將由它的一部分功能代替，比如：將單憑教師的講述改為多媒體的演示；將部分師生的語言問答改為人機(jī)交流等等。恰當(dāng)合理地運(yùn)用計(jì)算機(jī)確實(shí)能給物理課堂教學(xué)帶來質(zhì)的飛躍。但物理教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用是任何機(jī)器所無法替代的，這不僅是因?yàn)榻淌裁础W(xué)什么取決于教師，還因?yàn)樵鯓咏?、怎樣學(xué)也取決于教師，即使有最先進(jìn)的現(xiàn)代化教學(xué)工具，使用不當(dāng)也不會(huì)收到好的效果。因此如何用好計(jì)算機(jī)關(guān)鍵在教師。另外，任何時(shí)候都是為了教學(xué)而使用工具，而不應(yīng)是為了使用工具而教學(xué)，教學(xué)中是否使用計(jì)算機(jī)應(yīng)取決于教學(xué)目的和組織教學(xué)的需要。計(jì)算機(jī)輔助物理教學(xué)的過程中，教師的主導(dǎo)作用、學(xué)生的主體作用、媒體的中介作用不可混淆，計(jì)算機(jī)只能作為一種新的、功能更先進(jìn)的媒體與其它傳統(tǒng)媒體優(yōu)化組合，用于解決教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，尤其是難點(diǎn)。

大部分物理教師計(jì)算機(jī)技能滯后。

大部分物理教師都能認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的優(yōu)越性，也有運(yùn)用計(jì)算機(jī)的積極性，但由于對計(jì)算機(jī)的性能不掌握，操作不規(guī)范，出現(xiàn)很多失誤，甚至造成干擾。另外，由于運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助物理課堂教學(xué)，必須要有相應(yīng)的教學(xué)課件。目前現(xiàn)成的課件多由實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算機(jī)專業(yè)人員制成，與中等物理教學(xué)的實(shí)際需要存在著或大或小的差距，使得教學(xué)效果大打折扣。

2、解決的對策

更新觀念，提高認(rèn)識(shí)。

計(jì)算機(jī)是一種現(xiàn)代化的、具有多媒體功能的先進(jìn)技術(shù)，教育要快速發(fā)展，必須把最先進(jìn)的信息技術(shù)作為教育的工具，計(jì)算機(jī)應(yīng)用于教育，使教育技術(shù)信息化，將是教育改革的重大突破口。未來社會(huì)發(fā)展對人才素質(zhì)的高要求，迫使我們必須采用先進(jìn)的教育思想、方法和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的教育和教學(xué)。只要我們對計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有正確的認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，教育改革和前進(jìn)的速度就能大輻度提高。

加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，建立高素質(zhì)的物理教師隊(duì)伍。

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是一門新的教學(xué)技術(shù)，它不但要求教師要懂得計(jì)算機(jī)的使用，而且要求教師自己會(huì)設(shè)計(jì)和制作教學(xué)軟件，這就向教師提出了更高的要求。這項(xiàng)工作除要求教師自學(xué)之外，最好組織教師集中進(jìn)行培訓(xùn)，這樣既節(jié)省時(shí)間又提高學(xué)習(xí)效果。進(jìn)行科學(xué)化和規(guī)范化的培訓(xùn)，對于教師將來的深造和發(fā)展是大有裨益的。學(xué)校應(yīng)當(dāng)給教師創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，有關(guān)部門也要加強(qiáng)指導(dǎo)，為提高物理教師的計(jì)算機(jī)教學(xué)水平做點(diǎn)工作。

通過教研提高物理教師的業(yè)務(wù)能力。

教學(xué)研究活動(dòng)的開展是加強(qiáng)計(jì)算機(jī)為素質(zhì)教育服務(wù)的基本形式，是理論聯(lián)系實(shí)際的重要途徑，是提高教師業(yè)務(wù)能力的有效方法。搞教研主要有兩種方法，一是抓科研課題實(shí)驗(yàn)，通過“實(shí)驗(yàn)——學(xué)習(xí)——實(shí)驗(yàn)——認(rèn)識(shí)”的循環(huán)往復(fù)，不斷提高教師的業(yè)務(wù)能力；二是通過一些透明度比較高的群眾性教研活動(dòng)的開展，像多媒體開放日、計(jì)算機(jī)評優(yōu)課、課件評比展覽等活動(dòng)，推動(dòng)物理教師努力提高自己的業(yè)務(wù)能力。

發(fā)揮教師才能，合作開發(fā)軟件。

計(jì)算機(jī)課件的制作是一個(gè)非常復(fù)雜的工作，要求物理教師在具備豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對計(jì)算機(jī)知識(shí)也要有一定的了解。因此，在實(shí)際制作課件時(shí)，除了物理教師個(gè)體自身的鉆研外，最好請計(jì)算機(jī)教師幫助將界面做得更