浅析多媒体技术在“大学物理”教学中的应用

张静?连汝续

摘要：物理科学的成果，给现代科学技术的研究、开发及利用提供了不尽的源泉和坚实的基础。“大学物理”教学要体现这些新的成果，要富有时代感，因此在课程教学中，不能固步自封，亦不能只讲新知识而忽略基础知识。教学虽有法，但教无定法。将现代的多媒体技术与传统教学方法有机结合，可以形成完美互补的综合式的教学系统。这种新教学模式既保留了传统教学模式的优点，又可以充分地发挥多媒体技术的功效。

关键词：多媒体技术；特殊音效；动画

作者简介：张静（1980-），男，河南郑州人，华北水利水电学院数学与信息科学学院，讲师；连汝续（1983-），男，河南郑州人，华北水利水电学院数学与信息科学学院，讲师。（河南?郑州?450011）

基金项目：本文系国家自然基金项目（批准号：11104072）的研究成果。

中图分类号：G642.41?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0068-02

物理学是研究物质结构、基本运动形式和相互作用的自然科学，它的基本理论应用于生产技术及科学研究的各个领域。以物理学为基础的“大学物理”课程主要内容包括力学、电磁场理论和统计力学三大支柱，即所谓的经典物理大厦，基础牢固，宏伟壮观。20世纪，由于“光的波动理论”及“能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论”上空出现的两朵乌云，导致了物理学两大重大进展“相对论”和“量子力学”。纵观科技发展史，不难发现许多重大应用技术都是建立在物理科学研究的成果之上。物理科学的成果，给现代科学技术的研究、开发及利用，提供了不尽的源泉和坚实的基础。“大学物理”教学要体现这些新的成果，富有时代感，因此在课程教学中，要处理好基础知识和最新的科技成果的关系，不能固步自封，亦不能只讲新知识而忽略基础知识。二者需要有机结合，在教学中互相渗透，因此可以对传统教学方法加以完善，采用现代计算机多媒体技术与传统教学手段相结合的方法进行知识的讲述。

一、“大学物理”传统教学的优缺点

以“语言+板书”为主要形式的传统“大学物理”教学方法，具有形象、生动、叙述清楚、衔接自然和逻辑严密等优势和特点，其中形体语言、书写艺术与口头语言的密切配合，有利于学生对教学内容的理解和教师与学生的交流，更适宜做详细地理论分析和演算。这种传统的讲授式教学有其自身的优点。

首先，它有利于学生系统地掌握所要学习的知识体系，这一方面是其他教学方法所难以企及和代替的。其次，讲授法是可以和新课标相统一的。教师在课堂讲授时，能灵活地采用启发式的教学方式，积极引导学生，一定程度上加强教师和学生之间的互动，使学生在课堂上通过自主思考，实际上亦可发挥学生的主体作用。此外，由于大学物理教学中有相对较多的数学推演过程，在课堂板书中，教师可以针对具体的物理模型，用物理语言和数学方法进行描述，循循善诱地将每一步演算过程悉数呈现于学生面前，让学生领悟物理学习的研究思路和计算方法。这样本身亦能在一定程度上加强教师和学生之间的互动。在传统教学方法中，教师可以随时观察学生的听课动态，并及时作相应的教学调整，引导学生逐步领会教材内容，启发其探索知识的欲望，促使学生积极思考，并养成良好的学习习惯。

但是，传统教学由于手段单一、设备陈旧。大学物理中的演示内容需要大量的模型、挂图等。静态、平面的教学手段由于缺乏动态感，大学物理中的力学现象、电磁之间的相互作用、声波的传播等需要生动的动画等作具体的演绎，很难在课堂中形象地展示出来，不利于学生建立直观的形象。由于教学中板书、版图费时较多，一定程度上也影响了教学的效果。此外，传统的教学模式中，整个教学过程是由教师决定的，学生只能被动地接受灌输。教师在长期的教学中往往形成刻板的思维定势，客观上对吸收新知识有一定的阻力。

二、多媒体教学的优缺点

20世纪80年代起，在教学中开始出现了利用电子媒体诸如幻灯、投影、录音、录像等教学方法，这种教学技术称为电化教学。随着90年代计算机技术的进步，多媒体计算机开始取代了以往的电化教学。现在所说的多媒体教学通常指的是运用多媒体计算机并借助于预先制作的多媒体教学软件来开展的教学活动过程。使用的媒体包括文字、图片、照片、声音（包含音乐、语音旁白、特殊音效）、动画和影片，以及程式所提供的互动功能。因此，多媒体教学过程又称为计算机辅助教学（computer assisted instruction）。物理学的规律蕴含在自然界丰富多彩和千变万化的现象中，不管是由于摩擦而起的静电火花，还是光的变幻导致的海市蜃楼，抑或是由于微小声波而引起的巨大共鸣，这些看起来奇妙的物理现象总可以用简单而又朴实的物理规律来描述。多媒体教学技术可以方便地展示这些有趣的现象，进而增加学生最直观的认识，激发其探索自然界奥妙的动力。

和传统大学物理教学方法相比，多媒体教学以计算机为中心，可以集语音处理、图像处理和视听技术于一体，进而把语音信号、图像信号等模拟信号转换为数字信号，因此计算机可以方便地对它们进行存储、加工、控制和编辑处理，同时还可以查询、检索。如果充分发挥了多媒体教学的优势，将对于培养学生的创造思维具有重要作用。可以看出，计算机多媒体教学可将图、文、声、像融为一体，使教与学的活动变得更加丰富多彩，寓知识于学习、技能训练和智力开发于生动活泼的形象之中，从而激发学生的学习兴趣，丰富学生想象力，激发学生有较大的兴趣参与到教学过程中。

多媒体教学大量采用了现代教育技术，使一些教学内容复杂、抽象的原理得以形象化。但是有些多媒体教学中，由于有了多媒体课件，而把一些教学上的示范动作省略了，学生得不到直接的示教；另一方面，由于知识集成性太强，深度与广度不可限制，使得学生在学习的过程中找不到学习的切入点和重点难点，在网上花去过多的时间，结果适得其反。因此，多媒体教学本身也有其局限之处。

三、多媒体技术与传统教学方法的结合

大学物理传统教学方法是多方面的，其中在课堂的学习讨论过程中，师生之间有一定的感情交流，同学之间通过友好相处和互相帮助、一起学习新的物理学的知识，在一起进步，这亦离不开好的学习环境和学习氛围等。为了能够更好地提高学生在课堂上的注意力，让其感受到物理学的奥妙和博大精深，激发他们的学习兴趣，这就需要将最新的科技进展介绍给学生，让学生体会到物理就在身边，它时刻在改变着我们的生活。不管是现代化的大规模集成电路、计算机网络信号的传输，还是载人飞船的升空，原子核分裂产生的巨大能量，或者生活中使用的最新的电脑cpu芯片、平板电脑ipad以及iphone手机等，这一切都依赖于科技的进步，而科技的进步则与物理学发展是息息相关的。物理学的规律统治着自然界，复杂的自然现象下面蕴含着简单而又质朴的物理学定律。在将基本大学物理知识给学生讲述的同时，如果能够通过媒体技术将新的科技进步展示在学生面前，必将提高他们的注意力和学习兴趣。因此，将大学物理传统教学方法和多媒体技术相结合就显得很有必要。

大学物理的具体授课环节分为理论和实验两大部分内容。对于理论和实验教学内容而言，为了体现多媒体教学的优点，首先要求授课教师制作优秀的电子教案，将传统教学方法不易讲清楚或者非常抽象的内容，通过多媒体的方法让学生更易接受和掌握。譬如光的衍射现象，偏振光的分类；电磁波的产生和传播过程；爱因斯坦相对论效应产生的长度收缩和时钟延缓以及由此而提出的双生子佯谬的质疑。这些非常抽象的内容，结合录像、动画以及图片的方法讲述，可以提高学生的想象力，能够将抽象的问题形象化。在讲述过程中穿插以当时科学发展的背景，物理学家的故事，更能够吸引学生将注意力集中在课堂上。在电子教案的实验演示部分，插入实验过程的录像或动画演示，配以声情并茂的语音解说，这样可以克服在实验集体演示中由于视野受限而导致后排看不清楚的现象，增加了实验演示的可见度，提高学生的积极性。此外，随着多媒体技术和网络技术的发展，应用交互式的实验课件，在条件具备的情况下开展网络教学。

多媒体教学方法虽然可以真实地模拟大学物理传统教学中的各个方面，但传统教学方式不能被完全取代。传统方式教学和多媒体教学二者是可以相互补充、相互依存的。客观而言，多媒体教学是不会也不应该完全取代传统的“语言+板书”为主要形式的大学物理教学方法。这就要求在开展多媒体教学的过程中应立足于与传统教育互补的角度，精心策划和整合，以保证多媒体教学的质量及优势。传统的教育方法也应接受多媒体教学的冲击，注意采用新的信息技术应用于大学物理学教育。因此，多媒体教学与传统的板书式教学方法是一种有益的共存与互补的关系。运用得当的话，二者可以优势互补，取长补短，针对不同的课程内容，进而有选择的采取最有效的教学模式。多媒体胜在资源共享，可以为学生提供各种感官参与等活动，进而充分发挥其想象力，培养了自我学习的能力。教师在教学中，可以结合教材的具体内容，引导学生提出问题，再引导学生运用各种方法进行自主学习，营造一个交流与合作的学习氛围。也就是由多媒体创设一个好环境，即可以引导学生上网查找相关的资料，包括了解物理学发展史，了解科学家的生平和故事，会激发起求职的欲望。通过解题思路和方法的传授，通过计算机网络诸如BBS、收发E-mail交流学习心得体会、将共享资源放在网上，鼓励学生开展研究性课题，让全体学生得到共享，这充分体现了学生主体参与的教学要求。在这样的学习环境中，学生学习有了动力，发挥了学生的创新精神，实现了学生的自我反馈。但需要注意的是，多媒体教学需要保证课件制作与教学的分离。教学的生命力在于知识更新，因此要求教师每次课前加入新的内容，课后根据学生的反映和教师的体会，进行必要的修改。为了更完美地结合多媒体技术和传统的教学方法，更好地提高教学质量，需要在计算机软件的使用、课件的制作与更新上有严谨和认真的态度。对于教学的重难点一定要把握好，课件的界面设计也要有一定美学基础。在篇章的制作上，各个教师可以相互交流，通过达到检查对比、发现问题，进而提高自我的教学水平。

四、总结

教学虽有法，但教无定法。将现代的多媒体技术与传统教学方法有机的结合起来，可以形成完美互补的综合式的教学系统。这种新教学模式能兼取二者之所长并弃其所短，可以充分发挥多媒体技术的功效；开放的互联网也给传统物理的教学提供了一个更广泛的生存与发展空间，基于多媒体和传统物理教学相结合的授课模式是适合现代需求的新的教学方法。在信息化时代的今天，大学物理教师首先学习先进的教育理论，转变教育观念，还要掌握专业的理论知识，学习现代教育学以及心理学等教育课程，使大学物理课堂教学更有丰富的源泉和动力。同时，对学生而言，也需要熟练地掌握计算机基础知识和基本的操作技能，熟练掌握网络信息资源检索的基本方法和技巧，运用各种多媒体设备和相关软件，并能及时处理学习过程中遇到的一些技术问题。在学习中，教师完全有必要以引人入胜的教学方法，增加学生学习的兴趣，进而逐步学会自主学习的能力，最终培养学生对物理学科的巨大兴趣，激发其探索自然界规律的动力。教师只有不断地学习、总结与实践，做好帮助和服务学生的工作，才能保证在新的教学模式下培养学生学习大学物理的兴趣和爱好，提高教学的效率和质量。

（责任编辑：宋秀丽）