在小学计算机辅助教学中初探自由软件的应用

文 臧传明 臧卫丽

在小学计算机辅助教学中初探自由软件的应用

文 臧传明 臧卫丽

如今，越来越多的现代化教学设备和教学手段随着科学技术地发展，渐渐融入教师的课堂教学中。以前“一支粉笔、一本教科书”的教学模式一去不复返。在众多现代化教学设备中计算机是最常见，也是最常用的，一些课堂教学活动离不开计算机的辅助。计算机辅助教学是通过一系列软件实现的。在传统计算机辅助教学过程中，学校往往采用代码封闭的软件，软件使用许可大都基于专有版权性质。

自由软件（Free Software）是一种可以不受限制自由使用、复制、研究、修改和分发的软件。一般来说，自由软件的源代码是开放的，因此也称开源软件，任何人都可以阅读甚至对源代码进行改进。自由软件的开发也是开放的，任何人都可以贡献代码和改进意见，真正实现“众人拾柴火焰高”，是人类合作精神的很好的体现。我校部分教师在教学实践中通过对自由软件的探索和研究，丰富和扩展了计算机辅助教学的内涵。自由软件以正确的理念和先进的开发、应用模式在日常教学中大放异彩，不但激发了学生学习的兴趣和动力，而且显著提高了教育教学效果。

一、自由软件为教学提供稳定性

在备课、上课等各个教学环节，教师为更好、更恰当地实现教学目标，往往需要搜集、加工、放映大量的图片、视频等多媒体资源，甚至也会需要用到一些相关的软件资源。在传统的计算机应用过程中，盗版软件、广告插件、甚至病毒木马等都会影响课件的制作和使用，屏幕呈现的内容可能会出现一些不可预测的问题（如软件弹窗等）。在这种情况下，想要顺利完成教育教学任务就会变得困难重重，不仅会为计算机教学带来诸多不稳定因素，而且也会使学校的网络环境变得糟糕。

应用自由软件可以让计算机教学在安全、稳定的环境中进行。我校参与相关研究的教师在实践中大胆采用自由软件辅助教学，几乎完全避免了上述的不稳定因素。自由软件的所有代码和细节都是开放的，任何人都可以对其改进和补充，这种集众家所长的软件体系，保证了软件的质量和稳定性。在开放源代码的情况下，一旦有人出于私利等原因，企图在软件中插入病毒、木马以及广告插件等，这些恶意代码就会在众目睽睽之下显出原形，并被及时剔除。一旦有人在运行软件的过程中发现缺陷，就可以立刻将情况报告给软件的作者或者相关的软件社区，志愿者将在第一时间修复错误或提出相应解决方案。这一切都通过网络进行，其效率之高、成本之低，足以保证自由软件运行的稳定性，这为计算机辅助教学过程提供了足够的保障。

二、自由软件成本低

使用自由软件成本很低，且在使用过程中不受法律法规以及软件许可证的约束。与传统计算机辅助教学手段不同，在实现相同、相近功能的前提下，可在不投入任何经费（也可以捐助开发者的名义选择付费）使用自由软件。根据自由软件的使用许可协议，用户可以自由地使用、复制甚至修改软件。如果在计算机辅助教学中广泛采用自由软件将节省大量的教育经费，且获得更多的使用自由。

三、自由软件应用实例

在进行“日食和月食”相关内容教学时，我校科学教师在主要教学环节摒弃了精确性低、可操作性差的图片、视频等传统多媒体课件演示，应用自由软件Srellarium辅助教学。该软件通过教师简单操作，完美再现了2010年1月15日发生的日食、月食现象，使学生直观有效地观察到日食发生景象，通过加速运行的手段，让学生在短短几分钟内观察到完整的日食过程。在课堂的最后一个环节，教师又控制软件让学生观察到了将要在2020年6月21日发生的日食现象，进一步激发学生的兴趣，促使学生积极思考，取得了不错的教育教学效果。

在进行“太阳家族”教学时，为了让学生清晰、形象地观察八大行星的外貌、相互位置和运动关系等，笔者应用了自由软件Celestia辅助教学。通过360度的旋转和放大，学生可以观察地球、火星的全貌，找到了木星的大红斑，看清土星的光环。通过加速显示，学生很直观地看到了各大行星围绕太阳运行的情形；看到木星和土星都被一群卫星围绕；通过时间设置，学生还可以观察到日食发生时月球投在地球表面的影子看起来像一个小黑点。

为了教学“摆的秘密”相关内容时，笔者借鉴并使用了美国科罗拉多大学开放课件项目的开源课件“单摆实验”，在课堂教学应用展示。该课件基于Java技术开发，可操作性强，在课件中可以调节2个摆锤的重量和摆线的长度。在考虑了地球重力加速度影响的情况下，课件能精确地模拟摆锤在重量不同、摆线长短相同，摆锤重量相同、摆线长度不同等各种情形下摆的摆动速度，从而让学生形象且快速地找到其中的规律。该课件采用GNU公众授权，在使用中没有任何法律方面的约束，真正实现了知识的开放和共享理念。

在教学“简单电路”相关内容时，笔者采用了科罗拉多大学开放课件项目的另外一个开源课件“电路组装”，版权也由GNU公众授权。该课件可实时模拟简单电路、并联电路、串联电路、混合电路等组装过程，也可以将绘制的实物电路图保存成文件随时调用演示。该课件的另一个高明之处是自带模拟电流计、模拟电压表，在课件中接通自己绘制的模拟实物电路图后，可以使用这些模拟的计量仪器准确地测量电路各部分的电流、电压等数值，为学生深入理解简单电路的结构和原理提供便利，也大大节省了实物教学设备的投资，避免了实物实验可能带来的各种不确定因素（如电池用尽、导线接触不良等）。

四、结束语

目前，国内的中小学计算机辅助教学在自由软件的探索和应用尚处于起步阶段。依据我校的应用经验和研究探索情况分析，自由软件完全可以应用到小学教育教学，只要有针对性地演绎先进的教育资源，就会对现有的教育教学手段产生有益补充，在取得良好教育教学效果的同时，为国家节约大量教育经费，并且真正促进知识的共享和交流。

作者信息

臧传明，本科，小教一级。青岛市李沧区第二实验小学，266100

臧卫丽，大专，小教一级。青岛市金水路小学，266100