浅析CAI在初中物理教学中的有效应用

郑丽兰

摘   要：本文对CAI在初中物理教学具体实施过程中的有效策略进行简单解析。

关键词：CAI;多媒体;物理策略;有效性

1  研究背景

CAI（Computer Aided Instruction），就是教师在进行教授知识时利用计算机等现代科技进行辅助教学的教学工作。主要包括①练习;②个别指导;③对话与咨询;④游戏;⑤模拟;⑥问题求解。CAI为接受教育的人提供了比较形象、方便、直观的学习环境与学习体验，通过对各种云端，大数据以及计算机多媒体的综合应用，完全可以弥补在传统教学方式下的不足与局限性。通过多大数据的筛选应用，其根本目的就是提高教学的质量以及效率。

2  学生学习物理存在的问题

2.1  学生缺乏内驱力

美国奥苏伯尔把内驱力分为三种：认知内驱力，自我提高内驱力和附属内驱力[ 1 ]。认识内驱力是学生能够自觉学习的力量，致使这一力量缺乏的原因是中学物理相对其他科目难度更大些，学生容易受到挫折，因此对于知识的好奇心也随之下降。对于自我提高内驱力是一种寻求成功的力量，相对来说是更永久性的动力，这种内驱力的提升大部分来自于初中生的世界观，但不是物理学科所特有的。如果孩子们缺乏内驱力就像“提线木偶”一样当外力提一下或者拉一下，它才会动一下，没有方向，没有目标。综上可知很有必要通过CAI来提高学生学习的内驱力，可以使学生在吸收知识的同时又提升了对知识内容的兴趣，甚至对知识的渴望，在学习中获得成就感，找到前进的方向。

2.2  初中生对物理的学习的兴趣不够浓厚

学生的学习兴趣是能够促进学生求学的一股内在力量，但是由于时代的变迁中学生的叛逆期只增不减，其实问题的根源无非是身体和心理上的不成熟导致的。不懂得对社会上的各个诱惑说不，只会越陷越深，陷入诱惑，对学习提不上兴趣，且自我约束能力较为薄弱，主要体现在：上课喜欢偷偷地讲话，做些小动作，打瞌睡，心不在焉等现象。容易受外界因素影响，久而久之导致学业成绩下滑直至跟不上。避免这一现象出现，作为老师有责任有义务认真备好每一堂课，适当补充与物理相关的科技时事，更能充分地抓住学生学习物理的“胃”，即吸引学生学习兴趣，这时CAI是课堂教学非常好的辅助工具，所以教师对现代化信息技术手段要有一定的了解和研究。

2.3  学生学习时间的有限性

首先，受教育者刚接触到物理这门科目的时候是初中二年级，而且也是在学习阶段新增加的一门科目，学生比较容易受到其他科目先入为主的观念影响，无法及时且正确意识到初中物理在中考的重要地位，导致学生在自主分配的时间里永远把物理这门科目放在最后才完成或者直接马虎应付完成。其次，经过访谈得知，学生除了存在态度上不重视的问题外，物理在各学科当中可以称得上算是一门相对比较严谨细心的学科，而想要学好物理学科的话必不可少是需要掌握（1）严谨的逻辑思维;（2）深入的理解能力;（3）獨立分析问题以及总结问题;（4）更要懂得罗列出物理的各个关系式并且合理运用;（5）对实验要有一种探索精神。然而据受教育者的身心发展的规律来说，心智各方面还不够，能够喜欢物理并且学好物理确实不易，所以就不愿意花时间去克服困难。但是中学生此时的智力水平正处于全面待开发的状态，只要很好地带其入门，稍加指引就可避免出现厌烦此学科的情绪。再者，结合笔者所在学校学习氛围，老师都很有责任心，非常拼命地教学，每个老师无不希望自己教的科目学生都能学得好，所以难免一些科目占用学生课下比较多的时间。当今时代学生学习压力大，在与家长沟通与交流中得知学生每天六点多就得起床，晚上完成作业和洗漱后要到十一点多或者十二点才能上床睡觉。如何使中学生身心健康成长，快乐学习，教育者是有必要研究提高物理课堂效率的策略，尽量把教学任务在课堂里消化，同时借助多媒体因材施教地布置少量有效地课后作业。

3  CAI的有效应用在初中物理教学中的体现

3.1  充分利用现代化视听手段激发学习兴趣

夸美纽斯说：“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一[ 2 ]。”那如何通过CAI培养教育对象的物理学习兴趣？经大多学者的研究指出“视、听、嗅、味、触，这五种感官指引着人们对周围信息的感知、接受周围的信息，这五种感觉器官感知信息组成部位分别为：视觉83%;听觉11%;嗅觉、触觉1.5%、味觉1%”。数据表明在接收信息方面占着重要比例的感觉器官是眼睛和耳朵，所以有必要充分利用CAI的图表和声音功能。

由此可见，接受信息的主要途径是通过视觉，CAI以文字，表格，图片等形式输出。

（1）字体在大小，格式，颜色，粗细等方面相互结合，更能凸显出重难点知识，体现出心理过程中知觉的选择性的特性。

（2）CAI中的表格应用使所研究对象之间形成明显的对比功能。

（3）但是文字不如表格，表格不如如图片。图片具有直观性，它是最直接能刺激神经细胞，使所学知识在记忆保存得更长久，并能根据需要快速提取出来。在课堂中合理利用好图片还能调动课堂气氛，比如：在长度与时间的测量中，可以通过建立长度矛盾和冲突，激发学生思考的火花，如果单从人类感觉器官出发，眼睛看到的并不一定是可靠的，也会存在错觉。如图3-1所示人眼觉得右边中间的圆会比较大，而实际上图中间的两个圆是等大的; 图3-2两条线段长度相等，但视觉上会觉得线段长度不一致;再如图3-3这些条纹是平行，可用直尺平移验证，说明长度测量工具的重要性，因此我们需要长度的测量工具。

（4）同时不同而有序的图片连续播放就形成了视频或动图，具有较强的连贯性和逻辑性。现在很多平台的小视频资源都做得生动有趣，像“乐乐课堂”“爱学堂”“物理大师”“洋葱数学”等平台把一个小知识系统连贯的展现出来，同时又非常富有趣味性，让受教育者感受到物理的魔力，产生对学习的渴望并乐在其中，使教学效果达到事半功倍。

（5）还可以通过CAI实施多种方式综合使用，如在希沃白板上板书重要知识，突破了传统板书内容的空间和时间的局限性;不仅如此，在白板上能够直接画图建立物理题意模型，CAI具有克隆复制与旋转功能。如：一个箱子由一个位置移动到另外一个位置，通过克隆技术可以实现静态现象转化为动态現象，教师再结合自身语言魅力，可以使一个箱子富有生命力，使物理物理知识富有故事性、逻辑性与连贯性。

其次，声音的功能就是视觉信息的补充。有的学生从小培养阅读能力，其阅读能力比较强，可以在一道题目中快速的提取有用的信息，但是有的学生在这方面就比较薄弱，可以通过CAI进行图文加讲解相结合，图文结合讲究的是充分地调动视觉和听觉共同参与到学习当中，从而更好地提高学习效率，使教学工作更有效地进行。如果在学生学习的过程中将重难点变成播放适当的影片或者音频，这对于有的学生来说可以有效地集中其注意力，将注意力放在重难点上。比如在学习“声音的世界”这一章节，可以将世间美妙奇特的声音请进我们的课堂，通过让学生听声音辨物体，调动课堂气氛，从而得出声音的特性中的音色这一知识点。而在阐述声音的能量的内容时，借助海豚音震碎杯子的视频，开拓学生眼界，让孩子们很好的感受到物理世界的美妙，从而很好地激发学习兴趣。

3.2  CAI有助于初中物理实验的补充

对于物理来说，无实验无物理，但是在做实验中有的实验现象不明显，不易显出事物本质特征或实验具有危险性。因此可以通过CAI进行模拟实验，建立物理模型等。

模拟实验安全又环保，还能随时随地培养学生独立思考与动手能力，如在探究电路特点时，可通过仿真模拟实验降低学生对电路实验仪器的损坏，且仿真实验具有高度真实性，如电流短路导致着火现象，电流表烧坏，仿真实验可以清晰的体现出来，使实验现象明显又能达到实验目的，并形成深刻的印象。

另外，通过CAI构建的物理模型更能清晰明了地突出事物本质特征。如：磁场是看不见摸不着的东西，单纯地给学生讲授磁场，会使他们感觉云里雾里摸不着方向，但是将磁场中的磁感线用带箭头的线条来表示，这就很大程度上给学生建立一个模型，将抽象的东西变得具体，像光线，磁感线就很好地化抽象为具体，变复杂为简单，这就是CAI的好处。同时，还可以实现在二维平面及三维立体空间的展示，如：探究凸透镜的会聚功能和磁体的磁场分布情况，CAI能从立体空间突出事物的本质特征。

而对于比较危险的实验，例如托里拆力实验是用汞来做的实验的，而水银是一种有毒的金属液体，不方便在课堂上实物直观的呈现出来，所以CAI可以弥补实际课堂的不足，避免同学们接触有毒的水银，在学习的同时也保证了自身的安全。

3.3  CAI有助于因材施教理念的实现

在大数据背景下，CAI使教师更精准、深入地去了解学生。根据课堂上课情况和课下作业情况帮学生分析对应优势、劣势，查缺补漏 ，并进行有针对性的教学。在课下可进行分层作业的个性化布置，不同程度的学生完成的内容根据具体情况来发布，使所有受教育者都获得有个性的发展，从而增加学习信心。在传统物理教学中，学生将作业本上交给科任老师，老师用红笔批阅后再分发到学生手中。这个过程对老师来说是困难且漫长的，存在学生上交作业及时问题。如果利用现代科技，使学生和老师在云端进行联系交流，使每个学生都能及时得到作业情况的反馈，将问题立即解决，更有利于学生掌握物理相关知识要点。立即分析学生出现错误情况的共同点，教师将更有针对性，方向性地采取措施来教学。

3.4  各种教育教学资源的共同分享离不开CAI的帮助

CAI需要中学教师自身有较高的综合素质修养，对于教育者来说是机遇与挑战并存。教师面对如此庞大的资源，需要一定的筛选能力与辨别能力，可选择交互式强的软件来制作课件，并拥有熟练操作多媒体网络技术的能力。例如希沃白板具有入门快，操作简单快捷的特点，里面也有一些不错的课件资源可供参考。同时它可以实现资源网络化，不再需要像传统课件一样需要U盘这一媒介来实现在资源在不同电脑的呈现，只要登入账号就可以呈现自己准备好的课件，解决了教师忘带U盘或者U盘遗失带来的不必要麻烦。再者，资源分享也很便捷，只需要一键分享，对方打开对应链接就能马上实现在资源共享，然后老师之间就可以对共享的材料提出意见或使用，使得教学资源更优质化。

3.5  CAI是重要的教学辅助工具，但使用要适度

凡事都要讲究适度原则，否则物极必反。CAI它只是一种工具，并不可以完全取代教师的教学工作，要使实际教学和CAI紧密地结合在一起。如视频具备了生动有趣的性质，但是否采用要根据本堂课的教学目的来进行选择，其内容要求要简洁明了，突出重点难点。不可过渡依赖多媒体，一旦新鲜事物太多，反而更容易使学生无法集中思维，思维一旦分散，考虑角度自然片面，这样明显降低了我们课堂教育的效率，会有一种喧宾夺主的感觉。

4  结束语

总之，在当今“互联网+”的趋势下，这其中CAI的有效应用便是这场革命的重要转折点，也是未来教育发展的趋势。但如何真正做到有效合理的应用，仍然还只是处在探索的过程阶段，教育工作者有必要共同努力研究，在实践中不断地总结有价值的经验，并互相分享与探讨具体有效的措施，让CAI更有效地服务于各学科的教学中。

参考文献：

[1]沈亮.初中物理有效教学策略研究[D].苏州：苏州大学，2009.

[2]孙艳红;浅谈低年级学生数学识图能力的培养[J].学周刊，2014，（27）.