应用现代化的教学手段开展有效物理教学模式探究

应用现代化的教学手段开展有效物理教学模式探究

陈　忠

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出：到2020年，基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列。教育现代化的重要标志是教学手段现代化，多媒体辅助教学尤其对于海岛农村学校提高教学效率、激发学生学习积极性、培养学生多方面的能力、适应素质教育的要求等方面发挥着不可替代的作用。

上海市“二期”课改纲要基本理念是以学生发展为本，这一理念在物理教学过程中通过现代化的教学手段加以实施有着许多先天优势，现分析如下。

1．为学生提供学习经历并获得学习经验

人的学习能力包括感知、记忆、阅读、推理、计算、分析、归纳、判断等，但在应试教育体制下，有些能力不仅难以考查，也难有培养的机会，如建构、设计、组织、创新、合作、表达等能力。传统课堂教学比较重视的是前者，学生的其他学习经验往往十分缺乏，更谈不上这些能力的培养，如果将多媒体辅助教学手段应用于物理教学就有比较多的机会培养这些能力。

2．以学生发展为本，体现时代特色和上海特点

时代在改变，学生的学习途径、学习体验也在变，如果我们的课堂教学和20年前基本相当，那肯定是与时代脱节的。而上海作为快速发展的国际化大都市，必须在教育上尽快与国际接轨，现代化的教育手段能否在物理教学中的有效应用将在其中起着举足轻重的作用。

3．以德育为核心，强化科学精神和人文素养的培养

现代化的多媒体手段可以恰到好处地将历史文化与今天的科技进步有效地整合到物理教学的课堂之中，可以更加有效地将科学精神和人文素养贯彻到知识传授的过程中。

4．改变学习方式，重点培养学生创新精神和实践能力

传统的单一接受式教育，难以让学生获得体验、研究和发现的机会，所以现在提倡由单一化的个体学习向独立自主与合作交流相结合的学习方式转变。21世纪是科学技术飞速发展的世纪，是信息爆炸的时期，现代化的教学手段的应用在21世纪有着广阔的发展前途，并且在培养学生创新精神和实践能力上也有着得天独厚的优势。

实现教学目标的多元化即实现知识和技能、过程和方法、情感态度价值观之间的有机联系；加强学生、社会和学科发展三者的有机联系，重视体验式学习，强调积极主动学习态度的形成，这些都可以通过现代化的教学手段在物理教学中的应用得以更充分的展现。

基于以上认识，我和物理教研组的同事们在教学过程中共同做了《应用现代化的教学手段开展有效物理教学模式探究》研究活动。

一、利用现代化的教学手段进行课堂教学演示，能活跃课堂气氛，激发学习兴趣，提高课堂教学的效率

1．利用电脑动画模拟，创设情境，激发学习兴趣

兴趣是学生学习的内在动力，激发学生学习的兴趣，是学好知识的重要一环。随着现代教育技术的发展，运用多媒体课件在激发学生的学习兴趣上显现出巨大的优势。例如在六年级的科学课上，有关固体、液体和气体的微观模型，很抽象，教师仅以口授很难在学生的头脑中建立起空间模型，对于热在其中的传递方式更是不易理解，为了使学生更好地理解热在固体、液体、气体中的传递方式，我校教师在课堂上将微观粒子固体、液体、气体中的排列方式用动画的形式通过多媒体展现出来，这样既抓住了学生的眼球引起极大的兴趣又为本节课的顺利进行做好了铺垫，课堂上学生对这部分的知识掌握得很好，下课前能够利用自己的身体模仿微观粒子展示出“对流”、“传导”等热的传递方式，很好地达到了有效理解抽象概念的教学目的。又如初三物理电流的磁场一节，在条形磁铁实验演示的基础上，利用多媒体课件中的动画演示磁极与磁极间的相互作用特点更加醒目，同时也将大型电磁起重机和磁悬浮列车请进了课堂，这样立刻吸引了学生的注意力，把学生带入问题情境，从而使学生带着急于想探索原因的心情，进入学习的最佳状态。再如科学课上研究电路问题时，用动画演示短路引起火灾，不但生动有趣，而且使学生认识到正确连接电路的重要性。总之，由于电脑多媒体提供的教学素材更直观、更生动、更立体，可以在极短的时间里再现科学的探索历程，最大限度地为学生丰富想象的空间，从而使课堂教学收到更好的效果。这样的教学，能有效地激发学生的学习兴趣，使抽象、枯燥的物理概念变得直观、形象，使学生从害怕、厌恶物理到喜欢物理，乐意学物理。

2．利用电脑动画模拟，强化教学重点，突破教学难点

针对难以理解或难以想象的概念、模型，通过采用多媒体教学，可以十分直观形象地解释、演示出来，被学生充分理解，做到重点突出，达到理想的教学效果。用电脑多媒体模拟物理现象、过程，可变抽象为直观，形象、生动、感染力强，有助于理解和记忆，培养学生分析问题、解决问题和抽象思维的能力。例如电流的形成原因一直是教学的重点与难点，由于自由电子的运动是一个抽象的过程，学生难以理解。利用多媒体动画，可动态模拟电荷由无序运动到定向移动的过程，这样学生更容易理解。在研究平面镜或凸透镜成像规律时更可以通过多媒体动画将整个实验过程直观展现出来，如此可以帮助学生理清实验操作过程，认识实验现象，寻找成像规律等。这些教学手段的使用比起老师花费大量语言进行讲解效果要好得多。可以更好地强化教学重点，突破难点。有效地缩短了课堂上的讲解时间，更可以通过课堂练习的引入，既达到有效理解重点知识、突破教学难点的目的，又减轻了学生的课后作业负担。在物理课程教学中，很多内容是很难通过解说就能理解的，一些探究性实验在实验室不可能完成。如人造卫星，宇宙速度以及各个行星和太阳系的运动情况、直线运动和受力分析等，如采用传统的教学方法，即便是讲一节课，学生也难以理解，反而只会加深学生对物理知识学习的畏惧感。这些知识完全可以运用多媒体技术让大家看到模拟的直观情况，这不仅可以将内容讲得生动活泼，激发学生的学习兴趣，还可以增长学生的见识。

3．利用多媒体技术，演示科学实验，再现知识形成过程

由于时间、观察条件、器材等因素的限制，很多实验无法实现或难以观察，例如物理课中的一些微观现象，既看不见又摸不着，讲述时枯燥无味，抽象空洞，借助多媒体技术，利用视频、音频、动画等效果的结合就能模拟实验，化小为大、化静为动、化抽象为具体，突破时空、微观、宏观对教学实验条件的限制，进行观察。诸如原子的内部结构、扩散现象、摩擦起电的原因等。

自然界中很多物理过程转瞬即逝，不易细致观察，而多媒体技术却可以把快节奏变为慢镜头，甚至于把一个过程分成几个片段放映，例如讲解内燃机的工作原理及过程时，多媒体动画可把它的四个冲程用慢镜头模拟展示，更有利于学生想象和分析。又如在初三的电路分析的教学过程中电路动态分析题和电路故障分析题，是初中学习过程中的一个难点，其原因是这两类题目综合性强，对学生有较高的能力要求。对于这部分的知识，我们在具体操作中是这样进行的，即在课堂学生实验的基础上，通过多媒体动画演示电流的流动路径，可以更有效地将电路的串并联关系直观地展现，将快速的电流流动过程减慢，进而帮助学生更有效地理解由于电路的变化而引起其他各物理量的变化情况。

4．利用视频投影，加大课堂信息量，提高课堂效率

多媒体课件中可容纳包括文字、图表、实验动画、音效等多种信息，有效利用了各种学习资源，内容充实，形象丰富，同时也调动了学生各种感官共同参与，相互配合，接受知识信息，快速反馈，创造了一种良好的学习氛围，最大限度地提高了课堂效率。例如在声波的产生和传播的教学中，利用网络下载“声波的产生与传播”课件，其中导入部分有留声机发声振动、雷电发声、鹰抓老鼠、蝙蝠发出超声波反射等课件；“在声音是怎样产生的”中有收音机音乐、小提琴发声、大提琴发声琴弦振动等课件；在“声源”中用了铃铛声、锣鼓声、老鼠叫声等；在“声音的传播”中用了留声机音乐（声源）、声波动画、人耳结构等。以上课件都配之以声音、动画、文字说明，生动逼真地再现了声音的发生、传播、接收的机理，展示出传统课堂教学无法企及的学习过程，是课堂教学很好的辅助。再如，在声音的特征教学中，通过多媒体图表、实验动画、音效等多种信息展示，使学生很好地理解了“响度”、“音调”、“频率”、“音色”等抽象概念，并且同学们的课后印象深刻，反馈良好。多媒体技术通过文字、图形、图像、动画、音频和交互式网络等方式，可使教学过程图文并茂、生动活泼，知识面更广。学生们在这些动感学习环境中，对教学内容更容易领会和掌握，可以大大加快学习进度，提高学习效率。更为重要的是，由于教学进度的加快，使学生无形中增加了额外的自主学习时间。

在传统教学过程中，老师要花较多时间写板书，特别是上课时写例题、画图用的时间较多。而用电脑多媒体演示的话，只需将课前制作的资料显示出来就行，且可以通过各种控制器，使各种过程缓慢演示，反应慢的同学也可以反复看，这样就可以达到事半功倍的效果，学生接受起来就很轻松。在课堂交流演示方面，利用实物展台以及投影仪展示教师的讲义以及学生的课堂练习、实验报告、研究成果等，替代粉笔板演，提高交流效率。

5．利用多媒体技术，走近大师，感悟民族自豪感和生命的可贵

利用现代化的网络媒体技术更可以快速地认识自然科学的发展历程，可以随时将科学家们请进课堂，近距离地感触大师们的精神财富，学习他们的创新精神及科学的研究方法，站在巨人的肩膀上，探寻无穷的奥秘。例如在物理课堂上即可将伽利略、开普勒、牛顿、安培、奥斯特等请进来，学习他们不懈地追求真理、实事求是的科学态度。又可将钱学森、邓稼先、杨利伟等我国的民族精英请进课堂，感受他们为了中华民族的发展淡泊自我孜孜不倦的求索，为了祖国的航空事业不怕牺牲甘为人梯的奉献精神。学生在学习知识的同时又感受到了科学精神，产生了民族自豪感，同时也感受到了生命的可贵。很好地实现了“两纲”教育目标。

如上所述，多媒体计算机等现代教学媒体可以部分替代幻灯、胶片投影、粉笔、黑板等传统媒体，创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，为教学的顺利实施提供形象的表达工具，激发了学生学习的兴趣，提高了教学效率，实现了传统媒体无法实现的教育功能。

二、利用现代化的教学手段加强师生之间的互动交流

师生之间、同学之间的交流是教学的重要环节之一，也是教学成败的重要因素之一。利用互联网和局域网，根据教学的需要或学生的兴趣建立交流平台。例如在教学中我们可以将自己的Email地址公布给学生，同时利用共享文件夹，鼓励学生进行问题解答、实验探讨、教学建议、学习心得、我的观点等交流活动，促进师生感情的培养，提高学生的学习兴趣和积极性。章节小结由同学们自己分小组合作完成，放在班级电脑物理文件夹里供全班交流。

还可以通过教室的电脑或网络利用拓展性练习题和测验题以及研究课题，让学生在练习和测验以及拓展性学习中巩固、熟练、拓展所学的知识；当学习遇到问题时可以向教师或其他学生请教，老师利用网络了解学生的学习困难或问题，给予及时的帮助，实现了个别辅导和分层式教学。这种交流活动更适合在较高年级学生中实施。

三、利用现代化的教学手段为学生提供学习资源和拓展性学习的途径

利用学校的局域网，将教师的教案、参考资料、多媒体演示课件等做成共享文件夹，供学生查阅、参考、复习。例如，在电路结构的教学中教师尝试将演示课件及拓展练习放在共享文件夹，供有兴趣的学生参考，学生们反映效果很好。

多媒体信息技术还可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关人物等，由学生自己去Internet网或资源库中去搜集素材，培养学生获取、分析和加工信息的能力，同时特长生可以进行拓展学习。例如，在校航模小组活动中，同学们针对模型飞机飞行中出现的问题进行研究，到网络资源库中寻找答案，在探究中增长知识。又如，在声的教学中，学生在课后提出了很多问题，为什么声音在不同的介质中传播速度会不同？赫兹频率单位的来历？如何控制学校和家庭周围的噪声？蝙蝠大耳朵的功能等，针对这种情况教师发动学生自主探究，要求学生按照要探索的问题组合成不同的学习小组，每一个小组都制定探索方案，分工负责，然后到计算机房上网，引导学生通过网络来收集资料，对资料进行分类整理、归纳总结，然后小组讨论，进一步的验证，最后形成共识，再全班交流。调动了学生正确利用网络主动学习的积极性。

四、现代化的教学手段在课堂教学中运用应注意的几个问题

1．注意课件的选择和使用

使用多媒体课件，在形式上，必须符合学生的认识特征。选择课件，首先，应考虑是否能突出教学的重点，解决教学的难点，给学生提供一个符合所授知识、规律及原理的完整感性形象。例如，在物理课中的受力分析、磁场、电路分析等内容，只用常规教学手段显得势单力薄，教学效益不高，可以考虑使用多媒体课件进行辅助教学；而对那些用常规手段就可以很清晰、完整地在课堂上演示或展示出来，又便于学生观察，让学生直接感知真实的物理现象，可以直接用实物演示实验，没有使用课件的必要。其次，制作和选择课件时还应注意课件画面简洁、形象生动、操作简便、没有复杂华丽的画面和音响，以消除教学噪音，避免分散学生注意力、冲淡教学主题。

2．注意多媒体教学手段与传统教学手段的结合

技术手段永远是为了学科教学内在的要求而存在，要以教学内容的特点、教学目标为依据，适当选用。计算机只是一种教学媒体，它的角色仅是辅助教学，不可喧宾夺主。多媒体教学作为一种辅助教学手段，不可能取代传统教学模式的地位和作用，因而课件也就不可能取代常规的实验和知识的阐述，只能模拟一些实验室里无法实现或难以实现的实验现象，从而让学生更能直观地掌握所应掌握的知识。例如，学习透镜成像规律时，仅仅使用多媒体课件反而弱化了学生实验能力、归纳概括能力的培养，模拟毕竟是虚拟的模型，不能代替真实的实验，学生的动手实验是十分必要的。特别是理科教学中的物理、化学、生命科学都是以实验为主要研究手段的科学，教学中安排尽可能多的实验是很必要的；无论是演示实验还是学生动手实验，甚至课外小实验，都希望尽可能以真实器材、简易（学生容易获得的）器材来实现，返璞归真，让学生自己动手动脑来探寻规律，来分析实验数据，来认识实验误差，以提高对物质世界的组织结构及规律的认识，提高学习兴趣，培养观察和创造思维能力。再如，对一些典型题的分析过程，仅仅使用课件会弱化学生的思维，而结合黑板上的循序渐进的分析，可以使学生的思路更加清晰。可见，现代教学手段与传统教学手段各有利弊，只有相互补充，才能相得益彰。应当一切从实际效果出发，而不是仅仅追求“纯粹的先进技术”。

3．注意课堂教学中操作的协调性

在课堂使用多媒体教学时，要注意使用的步骤和时机，包括课件的运行、暂停、重复、插入讲解等，例如简单易懂的内容演示时间要短、复杂难懂的画面时间要长，甚至要反复几次，重点内容要突出，掌握好放映的最佳时机等，还要注意和其他教学手段的切换协调，防止造成学生眼花缭乱，引起视觉和思维上的混乱。

4．注意课堂教学节奏

在课堂教学中由于计算机容量大、节奏快，我们的教师往往会追求高效率而忽略学生思维所需要的时间停顿。在实践中许多同学都反映，多媒体播放屏幕的速度太快，不仅无法记笔记，而且记不住，印象不够深刻，长期这样，效果必然不好。因此，应用多媒体技术手段在理科教学中必须注意为学生展示概念的形成过程和这一过程的发展演变；必须给学生留有思考停顿的时间。另外，必要的板书是沟通师生思维的桥梁，千万不能节约板书的时间用来扩大容量，而应将节省下来的时间留给学生进行思考、认知。实践证明，凡是需要展示过程的内容，能在教学中体现“思考过程”的教学活动才是最有效的。

5．注意课堂教学中教师的主导性和学生的主体性

电脑多媒体仅仅是一种辅助教学工具，决不能代替教师的课堂教学，这是因为教师的工作是一种创造性的劳动，教师的主要任务是营造一个真正以学生为主体的教学环境，鼓励学生加强主体意识，并帮助学生利用多媒体技术进行学习，而电脑只能按固定的模式和流程运行，其设计、组织、调整都受命于教师。再者教学过程是一个学生知、情、意等方面和谐的发展过程。如果说“知”的任务可以由现代教学手段来完成，那么“情”和“意”的任务则主要靠教师和学生在接触中潜移默化的影响来完成。

教学手段变化了，但教学规律和学生身心发展的特点没有变，教师在教学过程中仍要以学生为主体，不能心中只有多媒体教学工具，而忽略了调动学生的主观能动性。教师必须注意引导，通过富有情趣的语言讲解、形象生动的描述，启发和诱导学生主动思考，积极参与教学，并且在教学过程中，适当地留出一些时间供学生做小结，进行课堂讨论，给他们提供反馈信息的机会，有利于发展学生的抽象思维能力和认知能力，同时加强师生间的感情交流，也有助于活跃课堂气氛，调动学生的情趣，提高教学效果。

实现教育现代化，不应当仅仅停留在教学设备的现代化，更应当是教育理念、行为、教学手段的现代化。我们有信心在今后的教学工作中不断学习，更新观念，迎合时代前进的脚步不断探索，为海岛的教育事业不懈奋斗。

（作者系上海市长兴中学校长）