物理学科网络教学资源的应用研究
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作者: 牟洪臣 吕树臣
摘要: 本文通过对物理网络教学资源的分析和对网络化教学信息资源的理论发展渊源的探讨,提出物理网络教学资源应用的方法。
关键词:网络教学资源;教学资源库
随着教育改革的深入进行,现代教学的形式和手段日益丰富,对教学资源的要求也越越高,不再简单的是原来的教材、黑板和粉笔等,需要开发新的课程资源,以及合理、恰当的使用这些新的课程资源。计算机网络的普及为各学科新教学资源的开发提供了新的平台,尤其是物理学科,需要丰富的多媒体资源,而在网络上存在大量的适合物理教学的教学资源,但这些资源一般是分散的、不系统的,需要进行重新整理和重新设计、规范。关键考虑的问题是怎样从众多的网络资源中找出适合教学过程、适合学生的物理教学资源。我们在实际教学尝试着进行以下的实践:
一、根据学生的实际,重新组织有效的网络资源形式
网络信息具有丰富性和即时性,充分利用网络资源能使课堂教学和生活实际、学术前沿都紧密相连。同时指导学生学会如何从大量的信息中选取对自己有效的信息,即信息的处理能力。例如网络上存在丰富的航天技术、自然环境、自然灾害、科技发展的史料、物理现象的动画模拟、完整的多媒体课件、充足的练习题、物理学家的事迹材料等资源。虽然这些丰富的内容有利于培养学生的思想情感,提高学生的科学素养。也有利于开阔学生的思维。然而也正是因为网络上的信息丰富,往往在网上浏览几个小时,只能获得一两个有价值的资源,而课堂教学是受时间限制的,是有课堂教学效率的要求的,所以不可能让学生在“茫茫网海”中捞“针”。另外,受学校硬件条件的限制,也不可能在任何时候学生都具备人手一台电脑(并且是联网的)条件。这就要求我们教师在实际教学中要围绕教学目标,恰当的设计教学过程,重新组织网络教学资源,制作学习小平台,确保教师和学生在课堂时间内能完成教学任务,顺利开展网络环境支持的物理学科教学。
二、根据教学需要,修改、优化网络教学资源
教学是一门艺术,每一位教师都自己独特的教学设计,所以在使用网络教学资源的时候,不能为省事从网络上下载商品化的多媒体课件、素材等不加修改、优化而直接应用到课堂教学中,这样往往不会取得令人满意的教学效果。在教学中正确的做法是准备了充足的网络教学资源后,必须根据实际的教学需要,重新修改、设计、优化这引起教学资源,使这些资源紧密地组织在一起为教学目标服务,取得最佳的教学效果。
三、建设物理学科教学资源库
建设物理学科教学资源库,应用教学资源库的支撑进行物理教学。有如下的做法:
1.物理情境的模拟
物理学科中有许多概念和过程比较抽象,以往在物理教学过程中教师讲得乏味,学生听得厌烦,教学效果一般较差。如果教师利用教学资源库中的多媒体课件或用多媒体素材合成制作满足自己教学需要的课件进行演示,将抽象的物理知识形象化,则往往能起到事半功倍的效果。如物理教学中的“力”、“场”、“动量”等概念和“静电平衡”、“α粒子散射”等物理过程都非常抽象,学生在学习时不易接受和掌,采用多媒体辅助手段则可以收到良好的教学效果。
利用教学资源库中的多媒体课件可以根据物理教学的需要,通过多媒体手段和计算机的模拟教学,把教学内容中所涉及的事物、现象、过程全部再现于物理课堂,同时,还能够提供广泛的、不受时间、空间、微观、宏观限制的教学资料,使学生身临其境,很容易获得对所学内容的感性认识。
2.物理观察空间的转换
物理学研究的对象大到宇宙天体,小到原子、电子,这些都是学生不能直接感知的,在通常条件下也无法观察,因而学习起来有困难。在物理课堂教学过程中,教师可以利用教学信息资源库中的教学资源将宏观的天体微观化,在多媒体计算机上模拟其运行的过程,或者从教学信息资源库中的泛在资源中检索大的科研部门借助贵重的科研设备拍摄的的天体图片(如探测卫星拍摄的月球的图片等);也可以将微观的电子、原子等微观粒子宏观化,在多媒体计算机上模拟其运行的过程,还可以教学信息资源库中的泛在资源中检索大的科研部门借助贵重的科研设备拍摄的的微观图片(如用STM拍摄的C12原子图片等)。
3.转换物理变化速度
物理学是以实验为基础的学科,物理实验教学和演示实验是物理教学的重要一环。丰富多彩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、步骤,而更重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中,由于受到实验仪器本身的限制,实验效果常不如人意。而常规仪器结合多媒体电教设备,充分利用多媒体的特性,则可弥补常规实验仪器的不足,提高物理实验的演示效果。例如在“波的叠加原理”的教学中,常规实验是很难做好的,而且实验时的可见性也很差。教学中应用计算机辅助教学,摸拟演示波的叠加过程,充分利用多媒体辅助教学的特性“可见性、重现性和受控性”使学生易于理解,课上也能生动形象地对波的叠加过程进行分析。提高了学生的理解能力。常规仪器与多媒体设备相结合,利用先进的计算机技术、用多媒体手段将其“不可见的”表现出来,突破了常规实验的局限性,使复杂的实验现象和实验过程得到清晰的呈现,不易观察分析的实验能逐步地呈现在学生面前,提高了学生观察能力、思维能力,从而有助于学生发现规律、获得知识,提高学生科学文化素质和实验技能素质。
在物理科学中,还很多物理运动过程瞬间发生、稍纵即逝,学生对实验现象的观察很难细致全面。应用计算机动画技术能很好地重现某些物理过程,并且可以按需要随时进行控制,根据课堂教学的时间限制或者化快速为慢速,或化慢速为快速,还可以暂停,将一些特殊的物理实验清楚、直观地呈现在学生面前。如分析“足球运动员将迎面而来的球反向踢出(假设运动员用的是恒力)”这个运动过程,对于初学加速度的学生是难以分析清楚的,主要的原因就是速度太快。但是利用计算机动画将足球的运动过程用“慢镜头”模拟出来,则学生很容易发现足球是经过一个恒力下的匀减速运动,速度减至零后又作初速为零的匀加速运动。
4.展现物理思维过程
物理教学中很多物理方法、物理思维是存在于人的头脑之中,不能用实验演示,仅用语言又难描述,可以借助于物理教学资源库,利用多媒体教学系统向学生提供丰富的学习材料,使学生的各种感官在图形、动画、声音等多媒体信息的刺激下,容易受到启发,从而促进对当前和以前学过的知识进行联想、加工,从而掌握所学的内容。如“平抛运动”,用计算机多媒体将平抛运动向水平和竖直方向投影,就可以说明平抛运动等效于一个水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成,这样就将抽象的思维方法和思维过程以生动形象的过程描述出来,学生容易接受。
参考文献:
[1]孙杰远《信息技术与课程整合》,北京大学出版社,2002年7月版
[2]余秋叶、刘洋《教学资源数字化》,中国教育报,2001年6月30日
[3]李海霞,韩锡斌,程建钢,数字校园中资源中心的研究与构建[J].中国电化教育,2005
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