探索多媒体技术在大学物理教学中的使用*

2020-03-11杨艳丽

广西物理 2020年4期

杨艳丽，张勇，刘甲

（山西农业大学信息学院，山西晋中 030600）

1 引言

物理学是一门基于实验的自然科学，学生学习物理概念知识以及其理解和掌握都密切地依赖于对物理现象的感知。像光学，力学和电磁学这些属于大学物理教学内容的课程构成了类似于高中物理课程的关系，此外还有热学和现代物理学。大多数学生认为大学物理很难学习，这是因为大学物理的传统教学，只能在教室中进行某些物理实验呈现给学生，而学生无法获得动态直观感知知识和清晰的物理图片。大学物理教学是如何改变形式信息，集成图形，文本，声音和图像，答案是有效地使用多媒体技术。多媒体教学活动给予学生多种感官积极参与学习和掌握知识的可能，并且变被动为主动。同时，它还提供了强大的教学和研究工具，以及可靠的技术支持，可实现平稳高效教学。除了提高知识，多媒体的应用还可以使单一的教学内容直观，从而激发学生的积极性，改善学习效率。集成了图形，文本，声音和图像的多媒体课件不仅可以复制或模拟各种物理实验和现象，还模拟物理过程，更直观地展示物理定律，以增加对教学内容的表达，动员学生通过多种感官参加多媒体活动，课堂气氛的改善，学生注意力的吸引，更好学习兴趣的激发以及物理思想，过程和方法的深入理解都受益于此。学生更好地接受到生动，清晰，逼真的情感材料是因为传统教学的课堂上应用了多媒体技术，因而他们会感知完整。难以观察或实现的图像物理现象，感觉到许多不可能的场景，主动建立模型。而且，学生可以更容易理解物理概念，定律和定理；同时，教学很容易效率也提高了。在使用多媒体课件的大学物理教学中，大学教师也会极大减少黑板绘画量。老师可以花更多时间在讲课，相比传统手段在课堂上传递更多有质量的信息。尽管现在大学物理课堂已经应用了多媒体教学方法，但是仍然不够，方法有待改进，手段有待进一步改进和探索。因此，有必要在大学物理教学中有效地使用多媒体课件，对提高大学物理教学效果和水平具有重要意义。所以，多媒体课件的有效使用在大学物理教学中是必要的，且在大学物理教学效果和水平的提高中发挥着重要的作用。

2 多媒体技术在大学物理教学中的有效运用

2.1 多媒体技术与教师主动性的有效结合

普通大学物理教科书中的大多数概念和定律都是通过抽象理论和复杂的数学公式得出。对于学生来说，很难掌握和理解在短时间内通过复杂的数学公式确定的概念和定律。计算机多媒体技术利用声、光、电、形、色等多种功能，通过多种途径传递教学信息，具有较强的现实感和表现力，更易激发学生的兴趣和注意力，引导学生积极参与情感和行为。调动眼、耳、口、手、脑等多种感官进入学习活动，使学生的认知活动伴随着丰富的情感和愉悦的情绪。丰富学生的想象力和积极的思维，这样更能形成良好的学习氛围，从而提高学习效率，增强学习效果。计算机多媒体技术在教学中过程中可以将抽象的语言文字转化为生动、富有感染力的图像，把枯燥抽象的教学放在娱乐场景中，使科学性和趣味性高度统一，学习内容变得生动有趣。此时，由于学生的精力高度集中，想象丰富了，思维活跃了，就会形成良好的学习氛围，从而提高学效率增强学习效果。作为课堂教学的辅助手段，多媒体课件可以演示图形的变化，模拟实验和思维的过程，使抽象的知识更具体，静态内容动态化，无形内容展示在学生面前，学生可以使通过生动有趣的图像变化，联想和结合已有的经验和概念，建立抽象思维的概念和方法，进一步加深对知识的理解，给学生留下清晰而深刻的印象。物理教学中多媒体课件最重要的优势是动态仿真，仿真通过独特的模拟动画进行视觉实验，创造良好的物理场景以激发学生的利益。让学生获得独特的印象，掌握并理解物理概念和规律变的很快。在实践中，用于大学物理的多媒体课件必须精巧简单。结合传统方法和计算机媒体应主要解决课堂的重点和难点教学，解释和处理难以理解的物理理论，过程和现象。多媒体课件在大学物理中的应用不仅构成传统教学节省时间，满足教学要求，使抽象的物理内容更直观的通过视频和音频方式的组显示。除了缩短教学时间教学密度加大，教学效率和质量也大大提高，从而适应促进大学生与他们能力的结合。万物都有两面性，作为新的教学手段的多媒体教学也不可避免。课堂上的主导教学地位依然理应掌握于教师手中，不应该被多媒体课件去削弱，为了避免将多媒体课用作另一个黑板，并且仅通过视频来教给学生，教师应着重引导学生分析物理现象和原理，启迪和引导学生的思维，增进对物理定律和定理，过程和概念的理解，授予学生分析解决问题的能力。

2.2 改进基于课堂的多媒体课程

传统的教学方法常常由于黑板书写，绘画和反复解释而浪费时间，这使学生在课堂上的练习减少，作业负担加重。计算机多媒体技术的优势体现在节省了教师教学时间，增加了学生实践能力，多媒体技术的快速性，使得实践的针对性和科学性大大加强，也更好地提高了课堂效率加强了学生能力的提升。。多媒体教学不仅提供了一种新的教学方式，而且在教学中还可以快速地传递知识和信息。在课堂上，学生的问题无法及时解决，并且难以复习，从而在一定程度上削弱了学生的积极性。老师可以提供大学物理多媒体课程系统，包括完整的教学文件，教学大纲，教学课件教学目标的要求和其他丰富的材料，涵盖课程，提交和更正作业，分析样本，模拟考试和实时问答等等。教师可以让学生通过在线大学物理多媒体论文评估系统进行一系列的大学物理模拟考试，这也是多媒体技术中的一种新型教学模式管理。学生模拟测试并准备正式考试，通过系统的学习学生可以测试自己掌握大学物理知识，以巩固学习成果。大学物理考试主要测试学生对基本物理学知识的掌握程度，涵盖多项选择，判断，填空，简答，计算和证明。与传统考试不同新的模式下学生提交测试，会立即给出分数，以激发学生的学习动机更有利于及时获得教学反馈提高教学质量。在同时，系统必须能够收集和存储学生的号码，姓名，职业，班级，分数等信息，为论文分析和相互之间的评估提供原始数据不同的课程，这样教学管理变得更高效有助于教学质量进一步的提高。

2.3 加强师生、生生交流

现在网络技术的不断发展使得不同的校园网建设也得到不断完善，大多数学校都有自己的校园网，在校园网平台学生可以进行交流和学习。学校的校园网连接到互联网上，学生们的交流领域通过互联网变得更广泛，吸收知识信息的渠道无限扩展。教师不再是教学的主角，不是知识的灌输者而是学生学习的引导者、促进者。比如，教师可以根据教学内容为学生安排一些研究的小课题，学生利用互联网通过访问一些与课题有关的网站来解决问题，也通过交换信息和留言的形式与其他学生进行交流，而教师仅需要给予适当的指导。这样，学生的学习过程变被动为主的，不仅能掌握知识，也能掌握学习的方法，提高了学生解决问题的综合能力。

3 大学物理多媒体模拟实验室与真实实验的结合

物理实验是物理学的基础，促进物理理论教学。主要由老师操作示范的真实的实验演示是大学物理不可替代的一部分，在教学中起到辅助作用。设置示范实验来补偿教学课堂上的内容，精心设计的实验演示将以简单的形式显示基本物理量，有助于学生建立物理量抽象概念，有助于理解和掌握概念和法律，突破困难，拓宽学生视野，激发想象力，增加学习兴趣，以及培养学生的能力。实验的可观察范围有一定的限制性，在许多物理实验的过程中，由于实验的可视性小，许多学生不能清楚的观察。可以使用多媒体的放大功能来放大某些物理现象，有利于学生观察实验帮助理论内容理解。例如，当研究分光计的读数时，由于游标盘太小，学生无法清楚地看到电流表的编号。这时，老师可以扩大表盘，让学生清晰观察，从而有效地提高实验效果。在进行物理实验的过程中，许多物理现象往往在很短的时间内出现，甚至许多现象在眨眼间消失。如果老师不注意学生，他们可能会错过一些重要的内容。此时，如果将多媒体信息技术引入实验中，并使用多媒体记录整个实验过程，则学生可以通过多媒体反复观察实验过程，以免错过重要内容。另外，由于实验时间太长，很多学生几乎忘记了实验过程，老师可以利用多媒体将物理实验过程录制，以备以后复习利用，在复习课上，老师不必重新做实验，这样可以节省课堂时间。科技飞速发展的时代，在实践活动中仿真实验已经是一种很普通的辅助学习方式，在很多课堂中被充分的应用，尤其是对于实验教学变的越来越重要。仿真实验操做过程简单、计算结果方便，非常有利于对课程教学目标的完成，对学生的各方面能力培养起到了很重要的作用。目前，国内外许多高校都在使用计算机模拟进行实验教学。在传统的实验课堂中，老师先讲解实验原理然后利用实验材料和仪器进行实验演示，这样虽然将理论和实际完整结合但是也有一定的限制性。一方面，实验材料和设备损坏，需要定期补充和维护，另一方面许多进口设备相对昂贵不容易购入。计算机技术的飞速进步使得仿真实验出现，传统的实验对时间、空间、材料仪器都有很多的限定条件。但目前的技术发展仿真实验还达不到代替真实实验，它有很多的不足和缺陷。比如，模拟实验代替传统实验，会让学生失去对真实仪器接触机会，不能提高学生的基本操作技能和动手能力。长久的利用仿真实验脱离具体的实践学生实验技能会弱化。最好的办法是结合两者的优点将仿真实验与传统实验相将结合，利用仿真实验对具体实验原理内容基本了解，熟悉实验仪器结构和操作方法，也可以熟悉内容和实验步骤，真正实际操作前对实验有一定的基本认知。长久的利用仿真实验脱离具体的实践学生实验技能会弱化。最好的办法是结合两者的优点将仿真实验与传统实验相将结合，利用仿真实验对具体实验原理内容基本了解，熟悉实验仪器结构和操作方法，也可以熟悉内容和实验步骤，真正实际操作前对实验有一定的基本认知。系统提供了强大的工具用于物理实验教学，同时克服了实验依赖课堂的时间限制，扩展有关时间和空间的内容，有效提高预览质量，复习和实验全面提高实际能力，有助于培训创新和探索精神，使学生获得系统的实验理论技术和完整技能。几乎所有的物理过程，现象和实验都可以通过多媒体生动地再现。因此，一些教师倾向于使用多媒体课件而不是真实的演示。在课堂上进行实验，完全依赖于多媒体课件。教师必须在课堂上进行真实的示范实验让学生代替多媒体工具来演示物理过程和现象。一方面，这将训练学生观察和分析真实的物理过程和现象，指导学生掌握自然本性，了解并掌握真实本性；另一方面，它将训练学生要尊重科学观念和探索真理的精神。