高中物理教师每月一星

——万州高级中学 黄全安

教育感言：教育是心灵对心灵的感受，心灵对心灵的理解，心灵对心灵的耕耘，心灵对心灵的创造。

黄全安，男，汉族，1964年12月出生，中共党员，本科，理学学士，中学物理高级教师，全国模范教师,重庆市教育学会物理专委会理事，重庆市首届教育科研骨干教师培训对象，万州高级中学总务处主任。万州区有突出贡献的中青年专业技术拔尖人才，万州区首届物理学术技术带头人，重庆市信息技术教育及电化教育先进个人 ,万州电视台和三峡都市报都曾多次报道过先进事迹。2003年重庆市物理青年教师赛课获万州区一等奖、重庆市二等奖；2002年论文获中国教育学会物理专业委员会一等奖；2003年论文在中国素质教育研究科研成果评比中荣获一等奖；2004年自办网站“三峡教育网”获第五届全国计算机多媒体与网络物理教学成果大赛一等奖；2003年“高中物理CAI积件库”获重庆市教委科研成果一等奖、第七届全国多媒体教育软件大奖赛二等奖；2002年市级课题“利用现代教育技术优化课堂教学质量”结题报告，获重庆市教委科研成果二等奖；2004年课件和论文分获重庆市教委科研成果二等奖；物理课件获全国、市、区一、二等奖共12次；所教物理学科高考屡次获得万州区第一、二名，历届高考获质量考评先进个人和先进班主任，指导学生竞赛共20人次获国家和省级一、二、三等奖。多次参与编写高考物理辅导丛书，教学软件由北京伯通电子出版社正式出版,其中参与人教社高中物理新教材教学参考书编写。指导多位年轻教师参加市、区物理优质课大赛获二、一等奖。正在主持研究重庆市级课题“基于网络环境下的学习模式的研究”。

利用多媒体技术优化物理教学的研究

重庆市万州高级中学  黄全安

当前，在我国的基础教育领域里，正在深入地开展教学的整体改革，教学整体改革包括教学理论、教学思想、教材内容、教学手段、教学方法和课堂教学结构等方面的改革，要实现这些改革，必须借助现代的教学媒体，即利用多媒体进行教学。多媒体教学是教学现代化的标志，是教学改革的重要组成部分，是整体教学改革的重要途径和突破口。

所谓多媒体，从字面上理解就是“多种媒体的综合”，具体来说就是：多媒体是指文字、声音、动画、图形、图像等各种媒体的组合，使多种信息建立逻辑连接，集成一个系统且具有交互性。所谓多媒体教学是指在教学过程中运用系统科学的观点和方法，组织多媒体信息，结合传统的教学手段，使两者有机结合，相辅相承，形成合理的教学结构，并参与课堂教学的全过程，以实现教学的优化。应用多媒体教学必将引起教学过程的根本改变，也必将导致教育教学思想、观念、理论的深刻变革。

一. 利用多媒体技术优化物理教学的理论意义

1．建构主义理论：多媒体和网络技术为建构主义学习环境的实现提供了最理想的条件；反之，建构主义学习理论与教学理论，则为实现多媒体和网络技术教学的以学生为主体教学模式提供了理论基础。多媒体网络教学是实现“建构主义理论”的有效途径，是培养创新思维和创新能力的创造型人材的必经之路。“建构主义学习理论”主张以学生为中心，强调学生是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者；认为知识不是由教师灌输的，而是由学习者在一定的情境下通过协作、讨论、交流、互相帮助（包括教师提供的指导与帮助），并借助必要的信息资源主动建构的。所以“情境创设”、“协商会话”和“信息提供”是建构主义学习环境的基本要素。“建构主义的教学理论”则强调教师要成为学生主动建构意义的帮助者、促进者，课堂教学的组织者、指导者，而不是课堂的“主宰”和知识灌输者；要求学生主要通过自主发现的方式进行学习，换句话说，在建构主义学习环境下，“发现式教学”是学生掌握学科内容的最基本方法，也是最重要的一种教学策略。在建构主义学习环境下，“发现式教学”是学生掌握学科内容的最基本方法，也是最重要的一种教学策略。

2．从计算机网络的优势来看 ：计算机网络集文字、图形、影象、声音、动画于一体，组成一个交互系统。在辅助教学过程中，它可以根据教学目的和要求，把抽象的概念和内容具体形象化，具有很强的表现力和感染力，且不受时间、空间的限制。它有利于学生对教材内容的理解和掌握，使学生看得清楚，听得真切，感受深刻，从而引起学生的情绪反应，激发学生的积极思维，调动学生学习的积极性，使学生获得较为鲜明的感性认识。

3．从学生的认知规律来看：它是从已知到未知，从低级到高级循序渐进的认知过程和从知识点到知识体系的形成过程。这个过程应理解为学生从自己的主观意识出发，利用自己已有的知识和经验，对学习内容作出主动的、有选择性的信息加工过程。而计算机网络创设的环境，正适合这种认知过程的需要，它是确定呈现教学材料顺序的理论依据。  

4．从对事物认识的本质来看：人对事物的认识总是从感性认识到理性认识，再进一步发展到创造性实践的过程。促使思维从具体的形象思维发展到抽象的逻辑思维，这是运用计算机辅助教学中制作多媒体课件的指导思想。因此，运用计算机网络进行教学的课堂教学模式的核心思想是“探知”和“导行”。其激趣导入、探知明理、深化导行、总结延伸等环节都是围绕着这一核心思想进行的。这种模式，根据学生认知规律和学科特点，利用现代化手段，完善传统课堂教学，以培养学生认识社会、适应社会、学会生存的能力。

二．多媒体技术在物理教学中的应用

多媒体技术辅助教学作为现代化的教学手段之一，应用起来越广泛，它不仅具有其它直观教学的优点，而且还有视听结合、动静结合、操作方便等特点，有利于课堂教学改革，优化教学结构。多媒体技术在物理教学中它主要发挥着以下几个方面的作用：

1．有利于突破教学重点和难点，突出教学的针对性

物理课堂教学中常见的难点主要表现在问题抽象、物理过程复杂。若仅用传统的教学手段和抽象的语言文字及静态的图片，很难说清其中的物理意义和过程变化情况。若能将计算机引入课堂进行辅助、模拟，就能化抽象为形象，变静态为动态,变微观为宏观，化枯燥为生动，使复杂的物理过程条理化、清晰化、动态化，这必将帮助学生对知识的理解和掌握，提高课堂教学效率和质量，突破教学的重点和难点。

在物理课堂教学中，利用多媒体技术辅助教学优点，设计恰当的辅助教学课件，可很好地突破教学中重点和难点。在《简谐振动》的教学中，我利用“几何画板”制作的课件模拟弹簧振子的振动过程，同时动态显示回复力、速度、加速度、位移四个矢量的大小和方向随着振子位置的变化而变化的规律，使弹簧振子简谐运动的图景非常直观、清晰、动感，各个物理量的变化和特点一目了然，本节的重点和难点很快被突破。

2．有利于模拟中学不可能做的物理实验

物理是以实验为基础的一门学科，许多物理概念规律都建立在实验基础上。中学阶段由于条件的限制，有些规律的探索实验不能重现，这种情况下，可通过计算机模拟实验过程，让学生通过观察到的模拟实验现象，分析得出结论和规律。如α粒子散射实验，可用仿真物理实验室展现出整个实验过程，并动态模拟从装有放射性物质钋的铝盒中不断有α粒子发生了较大的偏转，并且有极度少数a粒子偏转角超过９０°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到１８０°。看过a粒子散射实验的动态模拟过程后，师生再共同分析出现此现象的原因，探索原子结构。这样，学生很容易记下a粒子散射实验装置、过程、现象，深刻理解卢瑟福的原子核式结构理论。此外模拟实验还有以下优点：

（1）弥补视觉上的不足。在教学中利用计算机的放大、交互性强的特点，模拟了“游标卡尺”、“螺旋测微器”、“秒表”等实验仪器，克服了传统教学中演示实验操作难、可见度低、讲解困难的弊端，极大地提高了课堂教学效率和质量.

（2）使抽象的问题形象化。如布朗运动、分子电流假说等，利用动态模拟可以达到非常理想的教学效果。

（3）使物理过程的本质能得以揭示。如：卫星的运动，日食、月食的形成、透镜成像、链式反应、电荷在电磁场中的运动等等。

（4）使瞬间的物理现象永久化。如：振子运动过程、波的传播过程、碰撞过程、扩散过程等等。

3．有利于优化教学过程，提高课堂教学的容量

利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授，大信息量的优化处理，大大提高课堂效率。图形不是语言，但比语言更直观和形象，比语言包容的信息量更大。动画又比图形更高级地输出信息，利用文字闪动，图像缩放与移动，颜色变换的手段，不仅容量更大，速度更快、效果也更好。课件的声、光、电的多媒体软件因其信息传输通道宽阔多样，容量大，速度快，效果好，使得加大教学密度井非难事.

多媒体技术在复习课中能发挥出很好的作用。电教手段用于复习课中，可以重点突出，事先把备好的主线复习框图制成投影片，在复习时用投影仪投影，在短时间内系统地复习彼此相关的知识，使学生回忆快、记忆牢固，同时也解决了复习课密度大、时间不够用的问题。

   例如，学生课堂练习，传统的方法是请几个学生上黑板板演，其余的学生在座位上练习，但座位上的学生，往往不是自己做而是看别人做，这样实际上的效果是很不理想的，而使用了多媒体课件之后，就可以增加学生练习的机会，还可以采用交互式教学，从而也调动了学生的学习积极性。利用多媒体技术，减少教师板书的时间。增加了学生的活动时间，从而达到增加课堂容量，提高课堂教学效果的目的。

4．有利于激发学生学习兴趣 ,调动学生学习的主动性

应用多媒体技术辅助教学可以大大优化教学环境，促进学生的主动学习兴趣。利用多媒体技术教学，可以使面向学生的画面生动活泼、色彩鲜艳、声情并茂。这就改变了以往课堂上学生只能看黑板、听老师讲的单调的模式。多媒体技术可以提供丰富多彩的声、光、电等各种信息，使得课堂变得绚丽多彩，大大优化了教学氛围，使师生之间的信息交流环境变得丰富而生动，学生置身于这样一个合谐的教学情境，学习兴趣将得到极大的提高。因此进行多媒体教学时要掌握学生的认知心理，最大程度地激发学生的兴趣、最大程度地唤起学习的“内驱力”，从而调动学生学习的积极性，取得最佳的学习效果。

计算机以其独特的功能创造良好的思维情境，培养能力，发展智力，教师、计算机、学生形成一个有机的组合。教师通过计算机教懂、教准、教活、教精，又促使学生乐学、善学、勤学、活学，师生共同进入教与学的自觉状态和最佳状态，增加了课堂教学的活力，优化了课堂教学过程。

5．有利于反馈教学效果 及时调整教学节奏

建立计算机多媒体网络教室，为计算机辅助教学创设特定的环境，在这个环境中一人一机操作，可进行教学、练习、检测等。重要的是，缩短了时空距离，加速了人与人之间的联系沟通。教师还可以利用网络技术将全部学生答案迅速收集统计，及时分析教学效果，从而调整教学的节奏和进程，迅速地及时反馈，使教学的调控合理化，又进一步调动了学生学习的积极性和主动性，提高了课堂教学效率，减轻了学生过重的课业负担。计算机互联网中CAI信息处理系统的使用，为知识反馈、释疑和进一步深化的及时性创造了条件，缩短了反馈周期，也使教室中的每位学生个体的学习行为置于教师主机的监控之下，加强了调控的针对性，形成了课时内讲、练、评一体化。

总之，多媒体技术作为认知工具的课程整合必将成为21世纪学校教育教学的主要方法。因此在当前我国积极推进教育现代化、信息化的大背景下，倡导和探索多媒体技术与课程整合的教学，对于发展学生的“信息素养”，培养学生的创新精神和实践能力，有着十分重要的现实意义。

三． 利用计算机技术制作物理课件必须遵循的原则

1．目的性：即课件要充分考虑教学过程的各个基本因素，要遵循教学活动的基本规律和贯彻教学原则；符合课程计划和教学大纲的要求，及学生的认知规律。明确课件要解决什么问题，达到什么目的。例如关于“机械振动和机械波”的课件，教学目标可设置为：“展示机械波的产生和形成过程，使学生理解机械波的概念，波长﹑波速和频率的概念及其关系”。也可以设置为“使学生理解波的传播方向与质点振动方向的关系，会根据已知的一个方向判断另一个方向”，或“理解波传播过程中介质质点并不随波迁移的特点”。

2．科学性：科学性是课件评价的重要指标之一.科学性的基本要求是不出现知识性的错误，模拟符合物理原理。课件表达的概念、定理、定律、原理等内容表述准确，解释说明、引申正确无误，现象描述严密、无懈可击。如有的平抛运动的模拟实验看上去是匀速率运动，这就是科学性错误。

3．实用性：虽然物理课件的表达能力十分强大，引入课堂后，弥补了传统教学的不足，但作为课件，它仍然是一种辅助教学手段，课件不应该包括整个教学过程的讲解、描述，不能取代教师的作用。我认为，应该根据教材的内容，充分利用物理课件的交互功能，将课件设计成一些既相对独立，又相互联系的“积件”，让教师均能按自己组织教材的需要，灵活地调用各个模块里的内容，设计自己的教学过程，表现自己的教学风格，而不受课件的限制和左右。

4．交互性：符合以启发式为主导的教学方法， 即课件要充分应用感知规律和注意规律来提高学生的学习兴趣，运用记忆规律增强记忆效果，促使学生积极参与，重视学生能力的培养和全面素质的提高。

5．共享性：现代网络技术的发展，使网络教学和远程教育成为可能。我们在开发物理课件的同时必须考虑网络共享的问题，适应未来教育现代化的发展。我利用FLASH5.0、数理平台和仿真物理实验室开发的大量课件都可以在网上传输，直接用浏览器打开。如“分子电流假说”、 “透镜成像”、平抛物体的运动、振动和波等网络课件，在我的个人网站（http://www.wzhqa.com）上很受青睐。

四．利用多媒体技术优化物理教学的几个误区

（一）以“辅”代“主”。在教学活动中，学生是主体， 教师应起主导作用，多媒体技术是为提高教学效率而使用的一种手段。如果盲目地依赖于多媒体技术而把所有的教学环节全部使用多媒体手段再现出来，那么教师就会成为多媒体技术的奴隶，只起到了播音员和解说员的作用，而起不到教师应有的主导作用。　　   

（二）以模拟实验操作代替实际实验操作。能够实际完成的实验必须让学生实际操作。利用微机技术可以很方便地实现模拟现实，甚至模拟现实中难以实现的实验。但是，如果热衷于在计算机上模拟操作而忽视学生的实际操作，势必会不利于学生动手能力的培养。同时由于模拟实验不是真实的实验，使得它的可信度不高，如果长期要学生接受他们所怀疑的信息，那么必然会使他们丧失质疑、创新的欲望和能力，重新回到机械接受和机械记忆的老路上，与使用多媒体计算机进行辅助教学的初衷背道而驰。　　

（三）以教师的活动代替学生的思考。教学活动中，必须发挥学生的主体作用。多媒体辅助教学的作用在于应用现代化的技术手段，刺激和调动学生思考的积极性，启发学生的思路，培养学生的发现问题、思考问题、 解决问题的能力。因此，在应用多媒体进行教学的实践中，必须注意不能让电教媒体挤占学生的探索、分析、思考的时间，必须把学生的思维能力的培养作为教学的重要目标。　   

（四）以人机对话代替师生对话。 教学活动是一个师生共同参与的活动，在教学中通过师生之间的对话，信息交流、反馈，实现教学双方对教学过程的把握，帮助教师在一个动态的过程中完成教学任务，实现教学目标。如果盲目地依赖于计算机，只注重人机的对话，而忽略了师生之间的信息反馈，那么就会使教师的教学活动处于一个单向的信息系统，无法摆脱“满堂灌”的模式。　　

（五）以形象思维代替抽象思维。教学活动的一个重要目的就是培养学生的抽象思维能力，对高年级学生而言，这种能力的培养显得尤为重要。多媒体技术可以利用自己强大的功能，降低难度，突破难点，但是，如果只是简单地以生动形象的画面把本来应该在学生头脑中的想象再现出来，那么，势必会影响学生的抽象思维能力的形成和发展，不利于学生的长期发展。

进行课程改革乃至全方位的教育改革，是一个巨大的挑战，是一个宏大的目标，是一条漫长而修远的路。应用现代化教育技术是现代教育的趋势和需要，作为新世纪的教师应转变观念，应认识到它的必要性和重要性，积极投身到现代教育改革中，不断开展信息技术教育与学科课程整合的研究，为我国的教育信息化和教育现代化做出我们的贡献。