时间:2022-08-16 06:37:21
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇计算机辅助教学论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1教师教学方法单调,学生学习主动性差在建筑课程教学中,由于概念性较强、理论知识较多,通常采用灌输模式的教学方法,导致学生对课程枯燥,积极性不高,使其不能很好的理解掌握知识。
2教学直观性不够,学生学习效率低目前,职业院校建筑课程仍已理论为主,然而由于课程特点因素,需要很多的直观性教学体验,教材上的图解及文字表述,无法达到使学生理解掌握专业知识的要求。同时传统的教学使得课堂上教师的表述及书写方式,使学生的理解速度和主动参与都受到严重的限制。教师仅仅侧重于讲授专业知识,实践动手能力严重缺失,进而学生只是频于应付测试及考试,但是专业素养的培养却未达到实际标准。
3课堂教学缺乏交流,师生互动弱高等职业教育的培养目标是应用型人才,需要使理论和实践有机的结合起来。建筑课程因现场情况复杂、问题多样及解决办法多样等问题,需要了解实际现场情况,具有针对性的进行更多的课堂交流及讨论。
4理论学习与实践脱节,立体空间建模缺失建筑专业是研究实体与空间、体块与体量、光与影的科学,涉及建筑中尺度、比例和三维空间设计的基本原则。进而使理论与实践有机的结合,然而传统教育方法无法搭建起这样的桥梁关系。
二使用计算机辅助手段在建筑课程教学中的优势
1课前准备更充分,教学控制更加自如,提高教学质量采取计算机辅助教学模式,教师前期准备会更加充分,既能熟悉教材的教学内容,又能搜集与教学内容相关的更多实效性资料;突出重点、难点,进而将大量的信息呈现于课堂上,使课题内容尽可能的延伸和发展。同时对教学的控制也有更好实现。
2注重提升实验性、实训性,提高学生实践水平能力在建筑专业课程教学内容中,涉及实验性、实训性内容广泛,比如“基坑支护”、“地基与基础”、“钢筋混凝土结构”、“钢结构”等,不仅要有理论作为支撑,同时要进行不断的实验、实训,对于学生而言,要具有对构件受到空间多维力的作用分析能力,结构的构造处理能力,对测量技术的操作能力。利用计算机辅助教学,可以将此类情况进行地基模拟实验分析、结构模拟分析工程等,把各环节具体、形象地展现给学生,使其具有较强的工程性和实践性。把学生从工地实践中解脱出来,防止施工现场实践的意外发生。
3注重抽象的知识变得形象具体,通俗易懂现阶段,传统教学模式仍处主要的建筑教学模式,按教学设计的思路简单的课件仍存在局限性。在教学过程中,加强立体思维、空间思维,同时强调发散思维,计算机辅助教学实现具有动静结合,化繁为易的效果,教师可运用AUTOCAD、Flash和3DMAX等软件,制作出形象生动的教学情境,再结合讲授使学生很容易置身其中,增强了课堂教学的活力,优化了课堂教学的过程。
4拓展思维,扎实技能水平,提高学生自学能力计算机辅助教学具有立体感、空间感及逼真感,形神兼备的特点,利用此类方法手段,开拓学生思维,培养学生扎实技能水平。利用创设模拟的真实形象环境,给建筑教学带来突破。比如:在教学过程中,运用计算机辅助教学软件对某种建筑的结构剖视图讲解,使学生可以三维图立体不同角度的转换进行查看,研究建筑结构的内部特征,使其提高实践能力,同时激发学生自我研究、剖析问题的能力。
三计算机辅助教学应注意的相关问题
1计算机辅助教学要与传统教学相结合计算机辅助教学虽然可以增强生动性、形象性及直观性,激发学习兴趣。更能突出重点、难点,提升教学质量及效率,使教学实践能力得到提高。但理论知识无法达到教学内容的面面俱到,并非所有内容都可以采用此类教学模式,必须注意与传统教学方法有机结合,在教学中有针对性、有选择地使用,进而根据教学内容及要求和施教对象而定。
心理学认为,兴趣是积极探索某种事物的认识倾向,它是学生学习的动力源,是智能和心理发展的催化剂。学生一旦对学习发生强烈的兴趣,就会激发内在的学习愿望和学习动机,就会聚精会神,努力追源,并感到乐在其中。多媒体计算机通过定格、慢放、加速、重复、图像的变化、色彩以及声音配合等效果,充分发挥其直观、形象、新奇、促思等优势,引起学生的好奇心,激发学生求知欲,活跃学生的思维。例如在“分数的基本性质”一课中,一上课老师就说:“同学们,今天我给大家讲一个故事”,一边说一边简单地操作鼠标,与计算机连接的电视机显示器上出现了画面,学生一下子被屏幕上的有趣的画面吸引了,随着萤屏的演示,老师继续讲故事:猴山上的小猴子最喜欢吃猴王做的那些又香又甜的大饼,一天猴王做的大饼刚出炉,它的三个孩子吵着说“我要吃饼,我要吃饼。”于是猴王把三块大饼分给三只小猴子吃,它先把第一块饼平均切成四块分给老一一块,老二嫌小吵着说“一块太少了,我要两块”,猴王便把第二块饼平均切成八块分给老二两块;老三更贪了吵着“两块太少了,我要三块”,于是猴王把第三块饼平均切成十二块分给老三三块。同学们,你知道哪只猴子分到的饼多吗?因为有形象的故事情节,有多媒体计算机生动有趣的图象动态显示,使抽象的数学概念形象化,激发学生以极大兴趣投入学习。
又如在教学“面积和面积单位”时,运用计算机的画画板辅助教学,帮助学生进一步理解面积的意义。教师在屏幕上画出下面图形:
让学生选择喜欢的颜色给图形涂色,学生们十分感兴趣地挑选喜欢的颜色给图形涂色,每涂一个,老师就让学生回答这个图形的面积是什么?当涂到第五个图形时,颜料一下子都跑到外面充满整个莹屏,学生被愣住了,为什么呢?这时教师抓紧时机问:“这个图形的面积又是什么呢?”学生们惊喜地发现:这个图形不是封闭图形,它没有面积。这种无声的、动态的形象显示,不仅一下子激发孩子们的好奇心,引起他们对学习新知识的高度兴奋,并且在教师有声的语言引导下进入学习过程,达到启迪思维,激发兴趣的目的。
二、运用多媒体计算机辅助教学有利于学生掌握重点,突破难点。
电化教学的核心是要提高教学质量。教学过程中,只有当学生掌握知识的重点,突破难点的情况下,才能谈得上提高教学质量。利用多媒体计算机突破教学过程中的重点、难点是很好的教学手段。
例如在教学“相遇问题”应用题时,运用软件直观演示辅助教学,创设情境,帮助学生较深刻地理解题目中数量间的关系。教师简单地操作鼠标,屏幕上首先出现了一条铁轨,上面有一辆火车从左往右地行驶,一会儿,另一辆火车也从右往左地驶过来,两列火车在逼真的火车运行时发出的声音中相对开出,直到相遇。这时屏幕上出示了一道应用题:“甲乙两列火车从两地相对行驶,甲车每小时行驶75千米,乙车每小时行驶69千米。甲车开出后1小时乙车才开出,再过2小时两车相遇。两地间的铁路长多少千米?”教师再操作鼠标,屏幕上出示了线段图,在线段图上分别标出了每小时火车所行的路程。这样难点在火车形象运行的动态演示和直观的线段图中得以解决,它比老师的任何解释都具有说服力,增强了感观上的剌激。演示一结束,学生们很快就列出正确的算式解答。因此,利用多媒体计算机辅助教学可以使学生清楚地掌握概念,获得正确的结论,并尝到成功的喜悦,强化了学习的兴趣。
三、运用多媒体计算机辅助教学有利于学生思维的发展。
小学生的认识特点是从形象思维为主向抽象思维为主过渡,要使学生理解抽象的数学概念,就必须为学生提供必要的感性材料,使之借助事物的具体形象或表象进行思维,从而逐步理解和掌握知识。而多媒体计算机通过模拟演示,突出实际操作过程,让学生进行观察、比较、分析、综合、抽象和概括,通过引导学生经历获取知识的思维过程,达到培养智能,启迪思维的目的。
例如在“圆柱的认识”教学中,利用软件演示,帮助学生学习圆柱的形成和侧面面积的计算:
①教师操作鼠标,屏幕上出示几个圆柱的实物图;再操作鼠标,圆柱实物图背景消去,
剩下闪烁的圆柱立体图,学生从圆柱实物图抽象出圆柱的立体图,初步认识了圆柱。
②操作鼠标,屏幕上出现一个长方形,然后这个长方形绕着它的一条边旋转一周,形成一个圆柱体,让学生掌握圆柱的形成过程和认识圆柱的底和高。
③操作鼠标,圆柱的底面随着闪烁慢慢地从上往下移,让学生认识圆柱不但两个底面的面积相等,而且从上到下的粗细一样,也就是说每个横截面的面积都相等。
④待学生掌握了圆柱的特征后,老师引导学生观察、讨论:把圆柱的侧面展开会是什么图形呢?让学生展开思维,各抒已见,自由发挥;有的认为圆柱侧面展开是长方形,有的认为是平行四边形,有的认为是正方形。到底哪个答案对呢?老师不急着表态,而是操作鼠标,让学生观察屏幕上的演示:把圆柱的侧面竖着剪开,打开后得到一个长方形。
⑤操作比较:如果把侧面斜着剪能否得到一个长方形?斜着剪得到一个什么样的图形?
⑥思考:这个长方形(或平行四边形)的长(底)和宽(高)与圆柱的什么有关呢?在什么条件下展开后的圆柱体的侧面是个正方形?这时又怎样计算圆柱的侧面面积?学生通过计算机的形象演示、教师提出的问题,结合自己的操作过程和观察比较过程,能有条有理地讲述圆柱侧面面积怎样推导出来。学生通过充分的动眼、动手、动脑、动口,不但弄清楚知识之间的来龙去脉,也活跃和发展了学生的思维。
四、借助多媒体计算机辅助教学,增加课堂密度,强化学习动机。
随着信息社会的到来,计算机的开发和应用正以前所未有的速度冲击着我们这个时代。把计算机技术应用于教育领域,在国外称为计算机辅助教学(CAI)和计算机管理教学(CMI)。我国有关CMI的研究刚刚起步,而对CAI的研究已进入推广和使用阶段,这标志着我国现代化教育技术手段的又一次飞跃。
CAI教学的发展,在国外始于60年代行为主义学习理论所倡导的程序教学法,即根据刺激反应—强化原则,及时获取教学信息的反馈,有效地实行个别化教学。由于当时的计算机发展刚刚起步,软件开发价格昂贵,操作难度大,并未受到广泛关注。80年代,计算机技术的飞速发展,为CAI创造了有利条件,尤其是认知心理学的兴起,使CAI软件开发更侧重于应用,注重知识的条理性和结构化,强调与学习者已有的认识结构相匹配,使其在原有认知结构基础上,通过计算机的辅助达到同化和顺应,从而形成新的认知结构。近几年,由于认知心理学理论的日益成熟及多媒体计算机技术的开发,使CAI更注重于学生学习能力的形成、学习策略的掌握和提供更多的个别化教学选择。CAI的发展趋势,正顺应了现代化教学的两个基本趋势,即强调教学的主体性,强调充分发展学生的个性,全面提高学生的整体素质。
目前,我国正处于“应试教育”向素质教育的转轨时期,坚持素质教育的基本观点,就要面向全体学生,即通过个体的发展,实现真正意义上的全面发展;同时,帮助学生具备各方面的基本素质,形成合理的素质结构,为学生未来发展奠定基础,使学生终身受益。而要实现个性的全面发展,必须立足于学生个体差异、因材施教,这不仅要有雄厚的知识基础,还必须掌握获取知识技能的方法,形成自学能力,这样才能适应未来社会不断变化的需要。
CAI教学的主要特点,为我们进行素质教育目标的实施,提供了有益的帮助。首先,计算机信息存贮量大,处理迅速,方便的人机交互功能,提供了良好的个别化学习环境。学生能根据自己的学习能力理解和发展水平,调节学习进度和难度,真正实现因材施教。其次,计算机的模拟功能,可使抽象内容形象化,静止内容动感化,为学生创造生动、活泼、直观、有趣的教学条件;而教师的设问和强化刺激手段可极大地调动学生的学习热情,激发学习动机,形成有意注意,消除学习的疲劳和紧张。这样做既有助于学生良好的心理品质的形成,又使学生获取准确、深刻的直观感知,从而形成完整的理性认识,提高课堂教学质量。第三,CAI可以提供培养自学能力的条件。教师可根据学生已有的认识基础,构建问题情境,指导学生独立地上机学习,并辅之以必要反馈练习,及时肯定或解答,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。此外,CAI在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面,还具有很好的功能。
CAI的这些功能,决定了它在化学教学中会发挥日益重要的作用。近年来,虽然很多学校在计算机硬件的配置上下了很大功夫,但在软件的开发和利用上明显滞后于硬件的配置。而且,相当多的教师对CAI在化学教学中的应用认识不足,参与不够,对CAI化学教学模式的研究更鲜为人知。为此,结合我校CAI化学教学的开发和实践,我们对CAI化学教学模式提几点看法。
二、计算机辅助化学教学的几种模式
(一)计算机模拟教学模式
CAI的模拟功能,是计算机辅助教学中较早开发和利用的一种功能。目前,很多学校的软件应用是这种教学模式。
模拟教学模式,主要是指利用CAI的模拟功能把一些抽象的理论内容,或不易观察清楚、危险性较大、难于操作的实验内容,通过二维或三维动画形式,进行信息处理和图像输出,在显示屏幕上,进行微观放大,宏观缩小,瞬间变慢,短时间内调动学生多种感官参与活动,使学生获取动态图像信息,从而形成鲜明的感性认识,为进一步形成概念,上升为理性认识奠定基础。
模拟教学只是教学过程中的一个环节,比传统的挂图、模型或录像都更真实地接近于事物的本来面貌,而且可反复播放,因此更有利于学生理解知识的本质,培养他们的形象思维能力,也有助于抽象思维能力的提高。
CAI在化学教学中的模拟教学,主要适用于理论性和抽象性较强的内容:如原子核组成、电子云、核外电子运动、化学键中离子键、共价键形成、溶解和结晶、原电池、电解池、离子反应和离子方程式、NH3分子结构、有机官能团的结构等。另一方面适用于实验难以操作、危险性大而观察不明显的内容,例如,溴苯制备、氢气还原氧化铜、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外,工业生产知识内容,如硫酸、硝酸工业制法,炼铁也可制成CAI课件进行教学。
(二)多媒体综合教学模式
计算机可以控制多种教学媒体,这是其优于其它教学媒体的特殊功能。实际上,传统教学模式的教学中,教师上课也有声音、形象、板书、文字、挂图和实物等,教师也可根据教学过程中学生的反映来调整教学策略。但我们这里所说的多媒体有二层含义,其一是把微机与其它教学媒体相互连接,赋于其它媒体交互性,同时使用幻灯、投影、录像等手段,使多种媒体有机地贯穿于教学的全过程。其二是多媒体计算机技术的使用,即“利用计算机交互式地综合处理文字、图形、图像、声音等多种信息,使它们建立起逻辑连接,成为一个系统”,使之具有综合性,即一机多用,同时又可形成人机互动,互相交流的操作环境,形成一种身临其境的情境。
由于多媒体计算机技术是90年代在法国首先提出和使用的,我国高中配置多媒体计算机系统的学校不多。因此,主要的多媒体综合教学模式还是指前一种,但未来的发展趋势,应当是使用多媒体计算机平台,设计课件,操作使用鼠标,简单易行,而且教师并不需要有太多的计算机知识,因此具有更广阔的发展前景。
实际上,进行CAI教学,应当逐渐从单纯的CAI向多媒体组合的CAI发展。例如,在“原电池”一节的教学中,我们把原电池中原电池原理及形成条件作为本节课的重点,为了突出重点内容讲授,让学生从微观本质理解原电池的形成,不仅采用了传统的分组实验教学,利用投影给出原电池实验要求、观察步骤,指导学生实验,并利用微机模拟原电池所形成的闭合回路,通过电子转移的流动过程和声响,及两极不同颜色的Zn2+离解,H+析出标示出内外电路所构成的闭合回路,使学生认识原电池本质;最后利用录像播放不同新型原电池的工作情况,使学生最终形成对原电池比较深刻和全面的理解。
这种多媒体组合教学,可在一定程度上突破学生认识的时空限制,拓宽学生获取信息的渠道,使学生的视觉、听觉、触觉等多种感觉系统参与信息的收集过程,形成教与学的双向互动,更好地发挥学生思维的想象力和创造性,激发学习兴趣,极大地提高学习效率。
(三)计算机个别辅导教学模式
我们目前采用的主要是班级授课制,很难在全班实现个别化教学,而实现个别化教学,又是化学教学由“应试教育”向素质教育转化的重要途径。由于CAI的课件,主要强调人机交互功能,因此实现一对一的个别化教学有得天独厚的条件。
个别辅导模式,主要是用计算机部分地代替教师,按照程序教学的原则,设计不同的层次递进的教学途径,学生可根据自己的学习水平,选择不同的学习程序,提出需要学习的内容;计算机可向学生提问,并对学生的问题进行分析,作出正确与否的判断,给出高质量的反馈,如遇困难,还可以适当降低学习坡度,使学生循序渐进,得到知识的巩固和自学能力的提高。个别辅导教学模式,是一种适合自学的个别化教学方式。如果程序设计的分支越多,预想情况越丰富,越能帮助反复学习,克服障碍,共同达到教学目标,优化学习过程。
这种教学模式,虽然主要是以学生为主体,但也不能忽视教师的主导作用;教师不仅要指导学生寻找解决问题的方法,而且要针对学生的实际,精心设计程序,使学生能用最短的时间找到解决问题的途径,同时也可以帮助学生总结自己的个性特点、学习风格,从而帮助学生形成良好的学习品质和自学方法,真正实现个别化教育的目标。
个别辅导教学模式,由于受CAI课件的限制及学生计算机使用的熟练程度的影响,很难在短时间内得到大范围的推广,而现有的软件局限性又较多,因此可尝试在选修课教学中,进行小范围的试点,当课件使用比较成熟时再做推广应用。
以上我们只对现有的常用教学模式进行了归类,除此之外,CAI的问题解决、教学游戏及查询和问话等多种基本模式,在个别化教学的课件中都有所表现,在此我们限于篇幅,不再赘述。
三、计算机辅助教学的实践和体会
我校开展计算机辅助教学的时间较长,不仅在化学学科,在其它各科教学中,都设计过丰富的CAI课件,这主要源于计算机硬件的配置和得力于一批对软件开发兴趣浓厚的中青年教师群体。这样一个大的环境也在无形中推动了CAI化学教学的开发和应用。
在CAI化学教学实践中,我们感到主要是CAI课件设计比较困难。现在市售的课件,模式单一,价格较高,教师个人的教学设计和风格不同,课件使教师选择余地较小;教师本人又没有更多时间和精力参与设计程序,而要编程序,难度更大,由此需要有一个CAI教师备课系统,使教师便于选择、存储、检索加工组成课件。
关键词:CAI计算机辅助教学中学物理教学教学手段
随着计算机技术的迅猛发展及计算机的大量普及,很多中学配备了微机室、专用多媒体教室,建立电教中心,为计算机辅助教学(CAI)打下了硬件基础。如何认识CAI在中学教学中的地位,充分发挥CAI在中学教学中的作用,是摆在广大中学教育工作者面前的一个重要课题。笔者拟就CAI对中学物理教学中的影响、在中学物理教学中应用、目前存在的问题谈几点拙见。
一、CAI对物理教学的影响
在现代课堂教学改革实践过程中,CAI辅助中学物理教学,化抽象为形象、化微观为宏观、化静态为动态、化不可操作为可操作过程。对化解知识难点,提高综合能力,推进素质教育具有重要意义。
1、应用CAI使教学过程更加直观。
从认识论的角度看,学生对事物的认识过程的起点是对事物的感性认识。在物理科的学习中学生由于无法理解一些抽象的理论,而对物理产生一种畏惧的心理,阻碍了他们学习物理的情趣,但应用CAI技术就可以直观的解释一些物理现象和规律,激发学生的兴趣,提高学习的效率。主要表现在以下几方面:
应用CAI能够实现抽象到具体的转变。比如,机械运动中的相对运动、回声测距、透镜成像等。对初中学生就很难接受也很难描绘清楚。就相对运动的内容我们即可应用计算机来演示空中加油的情景和等速救护的过程,配上声音的效果,让学生从声音、图像全方位的感受,如置身于其情景,直观地掌握该节的内容。
应用CAI可以实现动静的相互转化。在物理教学中,有很多物理现象出现的时间极短,当学生还没来得及看清时,该过程就已经结束。学生就理解不了其中的本质,给教学带来困难。如平抛运动我们就可以使用数码相机把其运动全过程拍下来,然后进行制作,利用计算机可反复操作,使学生认识其过程,同时还可以利用它的某一时刻的静止画面来解释它下落时的特点。教学中的难点就容易突破,省时方便。
应用CAI能够实现从微观向宏观转移。由于条件限制,物理教学中有些物理的实验在课堂教学中无法演示,学生只能从理论上了解。像原子物理这部分内容,学生理解不深刻、记不住。我们可以应用多媒体的三维动画的进行动态的模拟演示。
如图,把中子、铀核等用不同颜色区别,让中子撞击铀核,伴随着一声巨响,看到裂变过程。当学生受此振撼时,其内容自然记忆深刻。
因而,应用CAI让枯燥的物理理论得以升华,形象而又直观的过程感染了学生的学习的动机,使学生变被动为主动,从而更加崇尚科学,因为科学有无限的魅力。
2、应用CAI可以加大课堂的信息量。
二十一世纪是信息时代,对于在学校里学习的学生,也应培养处理大量信息的能力。因而在课堂教学中教师应该向学生提供更多的信息、更多的资料,及物理学的发展情况,来扩展学生的知识面。教学过程中,教师经常花较多时间板书,特别是上电学课时写例题、画图例的时间更多,而采用多媒体中的显示文本的功能,这可使本应花十几分钟的内容在几秒内显示于学生眼前。由于使用多媒体的直观性也大大缩短了教学难点的突破过程。这就有时间讲解更多相关的知识和现实的应用,引导他们理论联系实际,丰富了课堂内容,而且从根本上改变过去"满堂灌"的教学弊端,给学生较多自由时间复习巩固,优化了课堂教学,增加了课堂的信息量。
3、应用CAI便于师生间双向交流。
传统的物理教学过程中,主要是教师讲学生听,不便于学生个性的培养。应用CAI能够真正改变学生和教师的位置,使学生成为学习的主体。当学生有问题时,可以及时提出或利用计算机网络与同学讨论,从而多渠道寻找解决问题的办法。当学生对某个物理现象有自己的观点时,也可以提供给大家进行研讨和交流,教师提供解答,这样双向交流中使学生的思维更加活跃,有利于培养学生的创新意识,实现学生主体教师主导的现代教学思想。
可见,应用CAI于中学物理教学,有助于教学中难点的突破和重点的把握,符合当前教育发展趋势,给我们教学顺利的转轨提供一种模式。
二、CAI在中学物理教学中的作用
结合目前中学物理教学的实际,CAI在物理学科中大体可应用在课堂教学、实验教学、辅导教学等三个方面,下面就这三个方面加以探讨。
1、计算机应用于课堂教学中
课堂是学生获取各种知识的最直接场所,课堂教学是实现教师教与学生学的最主要途径,也是计算机实现辅助教学功能的主要场所。利用计算机进行课堂教学,可以变以往学生处于被动学习地位为主动学习,提高学生学兴趣及求知欲,促进知识和能力的正迁移。
(1)利用计算机,实现“人——机”交互式教学
常规教学中,教师了达到应试目的,一般都把教学对象定在中等程度学生身上,结果在教学过程中忽略了“两头”,造成优秀学生“吃不饱”,能力得不到充分发展;差的学生“消化不良”。造成这种现象的原因是局限于应试教育,不能因材施教,抑制了学生个性化的发展。而“人-——机”交互式教学,计算机可利用学生各自的记忆及理解水平,及时地判别各个学生的可接受程度,随后据此向不同学生传递不同的教学内容和方式,最大限度地实现因材施教的教学模式。整个交互式学习过程可用以下流程图来表示:
通过以上一系列的反馈学习,不同程度的学生在计算机的因势利导下,使他们在掌握知识的同时潜移默化的学到了怎样学习的本领。
(2)利用计算机模拟课堂演示实验。
利用计算机强大的动画功能及有关外设可以解决许多用常规手段难以表达或可见度低的实验,如有关波的实验(波的独立性、波的干涉和衍射等)、透镜成像(成像原理、演示物体靠近或远离透镜时,像的动态变化等);也可以通过计算机放大微观世界,采用“放慢镜头”模拟外部环境变化等手法来演示分子动理论、物体与物体的相互作用(如碰撞过程、物体微小形变)、气体状态变化等一些实验。这些画面清晰、直观并且可以瞬间定格、重复播放,既减少了教师的劳动强度又使学生理解快、记忆扎实。
2、利用计算机进行实验教学
(1)学生实验中的应用
学生通过实验操作,不但可以达到理论联系的效果,而且可以通过实验培养动手能力、思考能力及想象创造能力。但传统的实验效果却跟上述目的相差甚远,这在很大程度上是由于大多数学生按部就班地做实验,不能充分调动思维造成的;而利用计算机进行学生实验的模拟教学,可以帮助学生手脑并用,发挥其想象创造能力。比如高一学生实验“测定匀变速直线运动的加速度”,就可以用模拟型教学,学生通过计算机,在机器的要求下边思考边选择实验仪器,组建模拟装置,自己设定钩码的质量,观测不同条件下的模拟结果,选择数据处理等。通过这种教学,不仅引导和培养了学生动脑的习惯,而且给学生提供了拓宽思维的环境。
(2)课堂验证性实验中的应用
验证性实验不但能直观地验证各种规律,避免纸上谈兵,且可使学生进一步深化所学知识,培养学生养成用实验手段探索自然规律的习惯,提高学习能力。如高中机械能守恒定律教学中引用气垫导轨,定量证明守恒定律,但美中不足的是教师需花一定的时间与精力来写加速度、速度这些中间值的演过程。如果用计算机来进行数据处理,可使教师抛开演算过程,快速得实验结果,使课堂更加紧凑。
3、利用计算机辅导教学
在计算机中可以开展以学生为主体,以发展学生个性为目的的教学方式。如果学校的计算机是以网络形式存在的,则可在小范围内开展对某一课题进行讨论式教学,即教师预先确定讨论题目,随后让学生上网自己寻找感兴趣的或自己不懂的内容,再邀请其他同学一起讨论,最终得到答案。当中,教师可以参与其中,发现问题,及时指导。这种方法为学生主动学习,培养独立分析解决问题及集体合作精神打下了基础。
三、目前计算机辅助物理教学中存在的问题及对策
1、存在的问题
(1)认识上的偏差
目前,大多数学校只有教计算机的教师懂计算机,其他任课教师对计算机知之甚少。究其原因,除了经济因素,一是领导认识有问题,对计算机发展将引起的教学手段和方法的改变缺乏了解和认识,导致决策的失误;二是部分物理教师对计算机存在恐惧感,认为计算机太复杂,学起来太麻烦。或者忙于日常教学,各类文化进修,突击性工作等,无暇顾及对计算机知识的学习,导致一些物理教师不努力探索;三是用于物理教学的课件制作相对繁琐,部分课件使用不能得心应手,使一部分教师心存烦感。由此,CAI在目前的中学物理教学中还没有得到应有的重视和普及。
(2)、公开课现形,随堂课匿迹
虽然目前相当一部分学校的计算机软、硬件配置已达到了较高的水平,但在一部分地区和学校存在着这样的现象:相当一部分物理教师仅仅是在公开课或评优课时,为了达到“使用先进教学设备”的要求,才临时请人帮助自己做上课时使用的教学软件或一点有关计算机的基本操作。由于物理教师对计算机辅助教学了解甚少,操作又不熟练,课件的设计、制作还需求人帮助,因而使用计算机辅助物理课堂教学不仅没有解放教师,反而成了教师一种负担,使得教师对使用计算机辅助教学敬而远之。
(3)没有体现出计算机辅助教学的优势
运用计算机技术可以对文本、图形、图象、动画、视频、声音等多种媒体信息进行综合处理与控制,实现人机交互操作,它可以将文、图、声、像融为一体,运用多种现代化手段对信息进行加工处理,极大地增强人们对抽象事物与过程的理解与感受,使人们在短时间内获得大量知识和信息。但是在实际的物理课堂教学中,许多教师只是用它来放一段录像,或放一段音乐,或出现一些文字内容,充其量只充当一回录像机或录音机或投影机,其质量和效果远远比不上单独的录像机、录音机和投影机。因此,虽然计算机具有多种媒体功能,但不能取代其他媒体,只把它当作单一的媒体使用,则是资源的极大浪费,而且达不到最佳效果。
(4)用计算机教学取代教师教学
计算机教学只是辅助教师教学的一个工具。把它引入物理课堂教学后,虽然教师一部分作用将由它的一部分功能代替,比如:将单凭教师的讲述改为多媒体的演示:将部分师生的语言问答改为人机交流等等。恰当合理地运用计算机确实能给物理课堂教学带来质的飞跃。但物理教学中教师的主导作用是任何机器所无法替代的,这不仅是因为教什么、学什么取决于教师,还因为怎样教、怎样学也取决于教师,即使有最先进的现代化教学工具,使用不当也不会收到好的效果。因此如何用好计算机关键在教师。另外,任何时候都是为了教学而使用工具,而不应是为了使用工具而教学,教学中是否使用计算机应取决于教学目的和组织教学的需要。计算机辅助物理教学的过程中,教师的主导作用、学生的主体作用、媒体的中介作用不可混淆,计算机只能作为一种新的、功能更先进的媒体与其它传统媒体优化组合,用于解决教学中的重点、难点,尤其是难点。
(5)大部分物理教师计算机技能滞后
大部分物理教师都能认识到计算机辅助教学的优越性,也有运用计算机的积极性,但由于对计算机的性能不掌握,操作不规范,出现很多失误,甚至造成干扰。另外,由于运用计算机辅助物理课堂教学,必须要有相应的教学课件。目前现成的课件多由实际教学经验计算机专业人员制成,与中学物理教学的实际需要存在着或大或小的差距,使得教学效果大打折扣。教师本身由于受计算机水平的限制,自制课件又不那么理想,势必影响课堂教学效果。
2、解决的对策
(1)更新观念,提高认识
计算机是一种现代化的、具有多媒体功能的先进技术,教育要快速发展,必须把最先进的信息技术作为教育的工具,计算机应用于教育,使教育技术信息化,将是教育改革的重大突破口。未来社会发展对人才素质的高要求,迫使我们必须采用先进的教育思想、方法和技术,实现高效率、高质量的教育和教学。只要我们对计算机辅助教学有正确的认识,充分发挥其优势,教育改革和前进的速度就能大辐度提高。
(2)加强技术培训,建立高素质的物理教师队伍
计算机辅助教学是一门新的教学技术,它不但要求教师要懂得计算机的使用,而且要求教师自己会设计和制作教学软件,这就向教师提出了更高的要求。这项工作除要求教师自学之外,最发组织教师集中进行培训,这样既节省时间又提高学习效果。进行科学化和规范化的培训,对于教师将来的深造和发展是大有裨益的。学校应当给教师创造良好的学习条件,有关部门也要加强指导,为提高物理教师的计算机教学水平做点工作。
(3)通过教研提高物理教师的业务能力
教学研究活动的开展是加强计算机为素质教育服务的基本形式,是理论联系实际的重途径,是提高教师业务能力的有效方法。
搞教研主要有两种方法,一是抓科研课题实验,通过“实验——学习——实验——认识”的循环往复,不断提高教师的业务能力:二是通过一些透明度比较高的群众性教研活动的开展,像多媒体开放日、计算机评优课、课件评比展览等活动,推动物理教师努力提高自己的业务能力。
(4)发挥教师才能,合作开发软件
计算机辅助教学(ComputerAssistedInstruction)简称CAI,是将计算机作为教学媒体,为学生提供一个良好的学习环境,使学生通过与计算机的对话来进行学习的一种新型教学形式。作为教学媒体,计算机能帮助教师改善教学效果,扩大教学范围,延伸教师的教育功能,而且,计算机具有交互性,具有快速存取和自动处理等功能,它不仅能够呈现教学信息,还能接收学生回答问题并进行判断,对学生进行学习指导。总之,计算机具有许多其他教学媒体所不具备的功能。
近几年的实践中,CAI在课堂教学方面充分显示出积极作用:
1.有利于发展学生智力,培养学生能力。在计算机辅助教学的环境中,需要学生手脑并用,通过各种输入设备与计算机“对话”,利用各种途径学习所需知识,解决学习中的重点、难点。
2.可以提供形象化的教学信息。计算机能以多种方式向学生提供学习材料,屏幕显示的内容可以随意重复和迅速更换,可以表现事物的动态变化,还可以随画面变化产生相应的声音,利用多媒体技术使某些抽象的、难以表现的教学过程得以实现。
3.可在有限的时间内增大课容量,提高课堂教学效率和效益。利用计算机的大容量存储和快速显示功能,对大量教学信息进行优化处理。还可通过课件向学生提供一些与课文内容相关的自然、人文等资料,扩充学生的视野,帮助学生更好地理解课本内容。
4.通过图文并茂、生动有趣的多媒体界面展示学习内容,提高学生的学习兴趣。
5.便于学生自学和个别训练。学生的学习速度(如阅读、答题时间)可由自身掌握,也可由电脑控制,因而可提高学生的学习效率。
计算机之所以能在教学中起这样的积极作用,一方面是计算机设备本身具有的能力,另一方面,也是最重要的方面,就是教师事先编制好了具有各种功能的CAI课件,计算机只是执行这些课件。
二、CAI课件的设计与制作策略
1.稿本设计
编写课件稿本是CAI课件设计的重要环节,它是CAI课件制作的依据。所以CAI课件稿本的编写质量,直接影响课件的制作和使用效果。稿本设计需重视几个方面:
(1)动态性。用计算机制作动画,表现事物的动态变化过程,是辅助教学最重要的优势之一。历史学科的动态性,包括影视动画效果、图表动画效果、图片及文字的动画效果等。如课件《秦始皇统一六国》,用计算机动画配上声音,模拟秦王陆续灭掉东方六国的过程,很好地解决了用语言和挂图难于表述大规模统一战争的问题。然后让一幅秦始皇画像徐徐移入屏幕,恰到好处地表现了“秦王扫六合,虎视何雄哉”的神韵和气势。
(2)实用性。CAI课件的设计,应以突出重点、难点为中心,以实现教学目的为宗旨。如课件《帝国主义之间的矛盾和第一次世界大战》,在揭示帝国主义之间矛盾的根源和实质,以及突出帝国主义之间最主要的矛盾──英德矛盾的过程中,采用宏观动画和表格对比的方法,形象地表达了“帝国主义之间经济政治发展不平衡”,出现“实力与拥有殖民地倒挂的状况”,引起帝国主义对殖民地的争夺。这样的软件,能做到教有所用,学有所用,真正实现了CAI的价值。
(3)直观性。直观性既是教学原则,也是CAI课件设计中不可缺少的要素。在历史教学中,可以用电影、电视再现历史情境,也可以通过模型达到直观教学的目的。但揭示历史规律或本质时,也需要借助计算机技术来达到直观教学的目的。如揭示“中国社会半殖民地化一步步加深的进程”,采用计算机技术,在空白的中国地图上,陆续加上《》、《》、《》的主要内容,可以看到割地的面积越来越大,赔款的数额越来越多,被迫开放的港口越来越多、越来越深入到内陆,甚至一些
重要城市如天津等。
(4)可操作性。在CAI稿本设计中,应考虑到CAI课件在制作完成之后易于操作。课件内容应突出重点、难点,以解决教学中存在问题为中心;课件结构合理,方便教师在教学过程中合理运行课件辅助教学;操作简便,并配有简要操作说明,方便师生使用。避免出现教师讲课时忙于操作媒体或学生进行人机会话时无所适从的情况,易于操作的软件才易于广泛应用。
(5)创新性。在CAI稿本设计过程中,应以建构主义学习理论为指导,以学生为中心,充分利用各种信息资源,来支持学生的自主学习和协作式探索,完成对新知识的意义建构。在教学中,由传统的知识呈现、知识表征,向高层次知识建构发展。
2.课件使用
CAI课件制作的最终目的,就是为教学服务。但并不是任何情况下都适合使用CAI课件辅助教学,在实际使用中应注意如下几个特点:
(1)最佳效果特点。在教学中,不应为用CAI而用,应精心挑选那些非CAI不能或只有CAI效果最佳的知识内容,进行设计使用,充分发挥CAI的优势。如上文提到的用动画模拟“秦灭六国”的过程和用CAI揭示“帝国主义之间矛盾的根源和实质”。
(2)最佳效益特点。在教学中,计算机作为最先进的媒体,同时也是成本最高的媒体。它应和其它媒体优化组合,产生最佳教学效果,才有最佳效益。如果利用CAI课件教学所产生的效果,其它媒体也能达到,则虽有最佳效果,却无最佳效益。因此我们利用CAI课件教学时,应注意计算机与普通媒体的优化组合,以期产生最佳教学效益。
(3)主动学习特点。为了更好地深化教育、教学改革,将素质教育的目标落实到课堂教学中,课件制作也要在体现学生主动学习、主动探究、主动解决问题这一方面多加考虑,因此,在这种新的教学理念指导下,制作的课件应系统、全面,并针对学生个别需求,在建构主义学习理论指导下设计制作,要做有意义的建构,真正体现计算机个别教学。
三、合理开展CAI工作的步骤
发展CAI涉及范围广泛,它的研究领域包括教育学、计算机科学、心理学、美学及专业学科。它的开发涉及教学管理人员、任课教师、计算机工程师。它的应用还需要教师和学生参加。这是一个非常复杂的系统工程。
最初的CAI制作常常是由一个“全能的”教师来完成,他既懂专业、懂教育,还精通计算机,课件开发完毕,他还是用户。课件是照着他的需求订做的。实际上这种“全能的”教师是很少的。这样做最大的问题是限制了课件的水平;开发出的课件不能满足大范围应用的要求,从而限制了开发高质量课件的积极性;开发周期长,难于维护,不能满足教学改革的需要。
CAI的开发必然发展到有组织的工程方法,朝着优质标准的目标开发水平较高、较为通用的大型的课件。课件开发过程大体需要如下几个步骤:
1.做好充分的需求调查。组织有教学经验的教师、教育管理者、学生、计算机专家等,分析教材的教学目标,研究教材的教学过程、教学要求,结合计算机辅助教学的特点,确定课件开发的需求说明。课件开发还要花费大量的时间与劳动,因而确定开发课件计划时要注意从量大、面广的基础课和专业基础课入手,尽量配合教学的改革与教材建设同步。
历史学科具有丰富的制作CAI课件的素材,如音像资料、图片和地图等,这与计算机辅助教学,集图、文、声、像于一体,有效激发学生的学习兴趣,提高学生的理解能力和学习效率的功能相吻合。也就是说,历史学科与计算机辅助教学具有很好的结合点,许多教学内容都适合于制作CAI课件,利用计算机辅助教学。如“和民族危机的加深”、“蒋家王朝的覆灭”、“三国鼎立”、“隋唐文学和艺术”、“新航路的开辟”,包括
政治、军事、文学、艺术、航海、外交等内容。
以“隋唐文学和艺术”为例,采用计算机辅助教学,以生动活泼的画面,加上美术背景、配乐诗朗诵等,直观形象地展示了隋唐丰富多彩的文学、绘画、书法、石窟艺术和舞蹈音乐,其效果远远胜于教师的讲述和板书。
2.做好稿本的编写和审查。稿本是保证课件质量的至关重要一步。稿本的编写和审查应组织有教学专长的教师和专家参与,以现有较好的教材为主编写,并严格组织稿本审查。稿本的要求是充分发挥计算机的特长,补充传统教学手段的不足,而不是简单地重复展示教材的内容。
3.鼓励教师参与课件制作。也可在一定的基础上建立课件制作的专门机构,利用现成的开发工具,组织有经验的课件开发人员,高效地制作出质量高的课件。完整的课件应包括:选定课题、概念和技巧;高质量、界面友好的课件;带有评价的练习功能;学生学习情况的数据记录、统计评价系统。
4.鼓励教师将优秀课件广泛应用于教学。目前,教学中研制出的一些CAI课件,大致可分为以下几种类型:
(1)演示教学过程。采用计算机技术对教学内容中的重点、难点进行辅助教学,并发展为集动画效果、视频影像、声音等为一体,演示完整的教学过程。这类课件的序列是变化的、多分支的,既能适应班级集体教学的需要,又能适应个别教学的需要。如上文提到的课件《秦始皇统一六国》,根据主菜单的内容,既可按顺序进行集体教学,也可针对个别需要随意选择学习内容或重复同一内容。整个课件除主要采用动画效果、配音外,穿插“长平之战”、“万里长城”、“灵渠”三段视频影像,并设计如“秦国为何能成为‘战国七雄’中实力最强的国家”等思考题。
(2)高密度知识传授、大信息量的优化处理和灵活的文字板书应用。利用计算机的大容量存储和快速显示功能,在专题课和综合复习课中,集中出现多项知识的集合、排列、对比。如专题课件《中国历代货币简介》,按时间先后的顺序,以贝币金属币(包括铜币、银币和金币等)纸币为主要线索,从古到今,把历朝历代各个时期的主要货币,制成幻灯片展示出来,具有图文并茂、资料详实、容量大、脉络清楚、知识点明确等特点。
在历史综合复习课中采用计算机技术,以灵活多变的文字板书,能把历史知识化繁为简,归纳线索,突出重点、难点。如课件《(世界近代现代史)纲要》,采用计算机灵活多变的文字板书,归纳出三条主要线索:资本主义的兴起和发展(14、15世纪到20世纪初)、列强的殖民扩张及被压迫民族的反抗斗争、国际工运及马列主义,并把分散于各章各节的历史知识进行梳理、系统化。
(3)提供信息情境,让学生主动完成意义建构。利用计算机向学生提供一个教师预先创设好的信息情境和获取信息的规则表,由学生主动提取所需信息,并按思考题进行思考和小组讨论、协商,完成对当前所学知识的意义建构。
在开展计算机辅助教学和CAI课件开发与应用的工作中,我们摸索到一些成功的经验,也吸取了教训。
第一,计算机这种教学媒体,是现代化教学所必备的。要培养21世纪人才,就必须有适应高容量、高密度、高效益的教学,就必须有现代化的教学方式,它解决了传统教学手段难以解决的问题。
第二,计算机能用于改善课堂教学却不可能全部取代其它手段。任何现代化的教学手段都不能替代教师的教学基本功。
第三,解决计算机辅助教学及CAI课件的开发,关键是解决队伍问题。要建立一个老、中、青相结合的各学科CAI课件开发小组,选择优化的教学内容,来取得优化的教学效果。
一、计算机辅助教学的有关问题
1.计算机辅助教学的应用形式与目的
计算机辅助教学是一种教学形态,即以计算机的各种功能和特点,代替或部分代替教师面向学生,促使学生实现有效学习的教学形态。在教学中的应用形式既可以是人-机对话式,也可以是借助其他媒体(大屏幕投影或液晶投影)构成新的信息传递系统。所要达到的目的为:(1)改进课堂教学;(2)优化传统教学;(3)实现个别化教学;(4)改善学习态度。
2.计算机辅助教学对主要参与人员的要求
(1)对任课教师的要求应有较高的教学水平,熟悉计算机的一般操作。因为在最初的设计构思及以后的实践应用中他们要起主要作用,可以说决定了辅助教学的成败。没有一定的教学水平,就提不出好的教学设计,也就编制不了好的教学流程图。
(2)对软件设计者的要求要有较高的制作水平,较高的悟性,细心、专心,更要有"否定-提高-再否定-再提高"的意识。对专家、教师所提出的教学设计、建议应仔细琢磨、领会,据此编制出软件程序流程图,还要与教师沟通,根据教学要求设计好稿本卡片。对资料的选择、运用、组合及加工应在细心研究后进行。制作中要体现高度,适当展现现代制作水平。尤其要对试用中发现的新情况给予高度重视,要勇于否定自己,在不断的否定中制作出精品。
3.设计计算机辅助教学软件的基本要求
(1)科学选择。由于在计算机辅助教学过程中,要花费较多的人力和物力。因此,对这一方式的使用要慎重,其它媒体可以解决的不用计算机,要在"代价最小,功效最大"的原则下决定使用与否。科学选择还体现在课型、媒体、资料、使用方式等的选择上。在自然课各种类型课中,并不是每一种类型都适用于计算机进行辅助教学,即使适用,也存在着选用哪种应用方式的问题,在确定使用前应解决好这些问题。
(2)科学决策。体现在教师对教材的处理、设计,以及制作者对构思的实现方式选择上。具体体现在软件制作的全过程。我们在实践中的制作过程如下:决定课题教学目标分析教学设计(编制教学流程图)辅助方案设计(编制程序流程图)准备制作(编制稿本)制作试用修正辅助教学实践评价修正制作过程中,专家、教师、制作者应密切配合,力求科学选择教材、处理教材、分析教学目标、设计教学、设计辅助方案、编制稿本、进行制作、进行教学实践最终进行科学评价和修正。一个制作周期后,教学流程图、程序流程图、稿本卡片和一套完整软件作资料保存。
4.计算机辅助教学有助于能力培养
(1)有助于观察能力的培养。计算机辅助教学可以根据学生观察的需要把事物化静为动、化虚为实、化繁为简,使难以观察到的事物清晰地呈现在学生面前,从而使学生可以细致、全面地进行观察,启发积极思考。计算机不但为学生的观察提供了丰富的画面,而且还教给了学生分析问题、解决问题的方法。计算机能提供生动形象的声像信息,可以不受时间、空间的限制,在教学中显示所要观察的自然事物,同时,还能对时间进行缩放,在显示事物变化发展过程中有独特的功能。在展现宇宙星体运动变化、动植物运动情况方面优势很大。
(2)有助于概括能力的培养。思维活动有许多的特点,概括能力是其中最基本的特点。概括的过程是把个别事物的本质属性推及为同类事物本质属性的过程,也就是思维由个别通向一般的过程。掌握概念,就是对一类事物加以分析、综合、比较,从中抽象出共同的、本质的属性或特征,然后把它们概括起来。所有的学习活动都离不开概括。概括是一切科学研究的出发点,是掌握规律的基础,任何科学研究的结论都来自于概括过程。从教学实践上说,学习和运用知识的过程是概括过程,利用表象可以概括出科学概念,并发展学生的概括、推理能力。计算机能提供直观生动、清晰的表象,有利于引导学生根据表象概括出同类事物的共同特征。
(3)有助于逻辑思维能力的培养。小学生的思维处于具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡阶段,就具体教学来说,利用表象形成概念是培养学生概括思维能力的主要方法,巩固知识和应用知识是培养学生推理思维的主要方法。由于自然知识之间如链条一样连接着,本身就具有科学的逻辑关系。我们在设计计算机软件时完全可以依据这些关系,将本来就有密切内在联系的知识有机地沟通起来。在进行教学实践的同时,学生的认知结构也不断地组建,逻辑推理能力也就在学生增长知识的同时得以发展起来。
总之,计算机辅助教学的运用对促进学生的思维能力发展效果是显著的。计算机进课堂,为学生的思维提供了具体生动的客体形象,可以激发学生学习的兴趣,培养学生积极发现问题、提出问题的能力,并在丰富学生表象方面起到积极作用。从学习兴趣对比实验的结果看出:计算机进课堂(1)对学生长时记忆效果明显;(2)培养学生简单应用知识能力效果明显;(3)能激发学生学习兴趣,提高学生学习积极性;(4)对培养学生思维能力效果明显。
二、课堂教学中的具体应用过程
1.选择适当课题,确定应用形式
太阳系离学生生活实际很远,在学生头脑中文字、图片的东西较多,相互联系、运动的表象很少,借助计算机可以进行弥补,为学生建立起宇宙空间的立体表象。因此,我们选择这一课题实施计算机辅助教学,具体采用演示模拟式应用形式。
2.教学目标分析,进行教学设计
教师对本课教材教学目标作详细分析,设计教学过程,编制教学流程图,并提供给软件设计者。
3.研究教学设计,确定辅助方案软件
设计者对教师的教学设计进行仔细研究,依据所确定的重点、难点,考虑小学生的实际情况以及教材内容特点等确定辅助方案,编制软件程序流程图(表一)。
4.编制软件稿本,进行软件制作
在与教师沟通后,依据软件程序流程图,进行分步设计动态、静态画面等,编制稿本卡片,随后进入软件制作阶段。
5.课堂试用修正,辅助教学实践
一、 运用多媒体计算机辅助教学,激发学生学习数学的兴趣。
心理学认为,兴趣是积极探索某种事物的认识倾向,它是学生学习的动力源,是智能和心理发展的催化剂。学生一旦对学习发生强烈的兴趣,就会激发内在的学习愿望和学习动机,就会聚精会神,努力追源,并感到乐在其中。多媒体计算机通过定格、慢放、加速、重复、图像的变化、色彩以及声音配合等效果,充分发挥其直观、形象、新奇、促思等优势,引起学生的好奇心,激发学生求知欲,活跃学生的思维。例如在“分数的基本性质”一课中,一上课老师就说:“同学们,今天我给大家讲一个故事”,一边说一边简单地操作鼠标,与计算机连接的电视机显示器上出现了画面,学生一下子被屏幕上的有趣的画面吸引了,随着萤屏的演示,老师继续讲故事:猴山上的小猴子最喜欢吃猴王做的那些又香又甜的大饼,一天猴王做的大饼刚出炉
,它的三个孩子吵着说 “我要吃饼 ,我要吃饼
。”于是猴王把三块大饼分给三只小猴子吃,它先把第一块饼平均切成四块分给老一一块,老二嫌小吵着说“一块太少了,我要两块”,猴王便把第二块饼平均切成八块分给老二两块;老三更贪了吵着说
“两块太少了,我要三块”,于是猴王把第三块饼平均切成十二块分给老三三块。同学们,你知道哪只猴子分到的饼多吗?因为有形象的故事情节,有多媒体计算机生动有趣的图象动态显示,使抽象的数学概念形象化,激发学生以极大兴趣投入学习。
又如在教学“面积和面积单位”时,运用计算机的画画板辅助教学,帮助学生进一步理解面积的意义。教师在屏幕上画出下面图形:
让学生选择喜欢的颜色给图形涂色,学生们十分感兴趣地挑选喜欢的颜色给图形涂色,每涂一个,老师就让学生回答这个图形的面积是什么?当涂到第五个图形时,颜料一下子都跑到外面充满整个莹屏,学生被愣住了,为什么呢?这时教师抓紧时机问:“这个图形的面积又是什么呢?”学生们惊喜地发现:这个图形不是封闭图形,它没有面积。这种无声的、动态的形象显示,不仅一下子激发孩子们的好奇心,引起他们对学习新知识的高度兴奋,并且在教师有声的语言引导下进入学习过程,达到启迪思维,激发兴趣的目的。
二、 运用多媒体计算机辅助教学有利于学生掌握重点,突破难点。
电化教学的核心是要提高教学质量。教学过程中,只有当学生掌握知识的重点,突破难点的情况下,才能谈得上提高教学质量。利用多媒体计算机突破教学过程中的重点、难点是很好的教学手段。
例如在教学“相遇问题”应用题时,运用软件直观演示辅助教学,创设情境,帮助学生较深刻地理解题目中数量间的关系。教师简单地操作鼠标,屏幕上首先出现了一条铁轨,上面有一辆火车从左往右地行驶,一会儿,另一辆火车也从右往左地驶过来,两列火车在逼真的火车运行时发出的声音中相对开出,直到相遇。这时屏幕上出示了一道应用题:“甲乙两列火车从两地相对行驶,甲车每小时行驶75千米,乙车每小时行驶69千米。甲车开出后1小时乙车才开出,再过2小时两车相遇。两地间的铁路长多少千米?”教师再操作鼠标,屏幕上出示了线段图,在线段图上分别标出了每小时火车所行的路程。这样难点在火车形象运行的动态演示和直观的线段图中得以解决,它比老师的任何解释都具有说服力,增强了感观上的剌激。演示一结束,学生们很快就列出正确的算式解答。因此,利用多媒体计算机辅助教学可以使学生清楚地掌握概念,获得正确的结论,并尝到成功的喜悦,强化了学习的兴趣。
三、运用多媒体计算机辅助教学有利于学生思维的发展。
小学生的认识特点是从形象思维为主向抽象思维为主过渡,要使学生理解抽象的数学概念,就必须为学生提供必要的感性材料,使之借助事物的具体形象或表象进行思维,从而逐步理解和掌握知识。而多媒体计算机通过模拟演示,突出实际操作过程,让学生进行观察、比较、分析、综合、抽象和概括,通过引导学生经历获取知识的思维过程,达到培养智能,启迪思维的目的。
例如在“圆柱的认识”教学中,利用软件演示,帮助学生学习圆柱的形成和侧面面积的计算:
①教师操作鼠标,屏幕上出示几个圆柱的实物图;再操作鼠标,圆柱实物图背景消去,
剩下闪烁的圆柱立体图,学生从圆柱实物图抽象出圆柱的立体图,初步认识了圆柱。
②操作鼠标,屏幕上出现一个长方形,然后这个长方形绕着它的一条边旋转一周,形成一个圆柱体,让学生掌握圆柱的形成过程和认识圆柱的底和高。
③操作鼠标,圆柱的底面随着闪烁慢慢地从上往下移,让学生认识圆柱不但两个底面的面积相等,而且从上到下的粗细一样,也就是说每个横截面的面积都相等。
④待学生掌握了圆柱的特征后,老师引导学生观察、讨论:把圆柱的侧面展开会是什么图形呢?让学生展开思维,各抒已见,自由发挥;有的认为圆柱侧面展开是长方形,有的认为是平行四边形,有的认为是正方形。到底哪个答案对呢?老师不急着表态,而是操作鼠标,让学生观察屏幕上的演示:把圆柱的侧面竖着剪开,打开后得到一个长方形。
⑤操作比较:如果把侧面斜着剪能否得到一个长方形?斜着剪得到一个什么样的图形?
⑥思考:这个长方形(或平行四边形)的长(底)和宽(高)与圆柱的什么有关呢?在什么条件下展开后的圆柱体的侧面是个正方形?这时又怎样计算圆柱的侧面面积?学生通过计算机的形象演示、教师提出的问题,结合自己的操作过程和观察比较过程,能有条有理地讲述圆柱侧面面积怎样推导出来。学生通过充分的动眼、动手、动脑、动口,不但弄清楚知识之间的来龙去脉,也活跃和发展了学生的思维。
四、 借助多媒体计算机辅助教学,增加课堂密度,强化学习动机。
首先,虚拟技术是利用计算机技术生成一个逼真的三维图形或者是三维空间,生成一个虚拟的贴近现实的操作对象,所有数据全部输入到虚拟对象中,学生可以通过计算机进行操作甚至是触屏操作。通过对虚拟实验对象操纵,能够了解到它的属性与各个部位的关联等信息,还可对虚拟对象进行360度立体旋转,从而对其多角度浏览或者交互观察。这样一来,通过多次的虚拟逼真地学习实践,不但可以加深学生的理解性记忆,还可以掌握实验课中的要领与注意事项。如此,既保证在真实验的中成功率,又能节省不必要的资源消耗。鉴于虚拟技术的优势,教育专家预计未来,虚拟技术在教育领域中必将有广阔的应用前景。
2作为医学高职院校,绝大多数课程以医学技术类为主,更加适用于高职院校
例如:影像技术,康复治疗、口腔技术、医药检验、护理等。同时还要学习病理学、生理学、生物化学等医学基础课程。大量的功课和复杂的各种生理结构让同学们很难深刻地理解。像人体解剖学这门典型的基础学科,就是需要大量的记性,没有窍门可言,只能死记硬背。而虚拟技术可将人体的各个部位进行数字化,再通过三维立体成像为可视化、多角度移动化便于观察。既可作为教师授课时的一种教学新手段,又可成为学生在课下的一种预习巩固的新方式。倘若每人一台虚拟教学计算机,那么更加便于学生的独立学习与思考。另外,虚拟3D技术在中医针灸教学中也能发挥其自身的优势。通过构建虚拟人体,建立穴位,对刺激方法和刺激量进行数据化。让学生感受中医针灸学的针灸方法与力度,这种技术可以为需要多次或日常难于接触的实践活动和实验提供一个平台。最终掌握整个知识体系。虚拟技术优势具体如下:(1)虚拟技术的应用容易激发学生的学习积极性。在计算机创建的3D模拟虚拟环境,学生能够比较快地进入到人机交流的环境中。逼真的虚拟环境,使同学们感性层面上得到的知识能够大幅提高,这样对学生所学的知识更加深刻,再加上声色并茂的课堂形式将使得整个教学氛围更加活泼。同时,虚拟技术还可以提供声音、动态图像,能够将许多抽象的理论知识形象的表现出来,课堂的授课效率势必会得到大幅度的提高。(2)虚拟技术延伸了传统教学的手段。传统的教学主要集中在教室与实验室中,教师在课堂中和实验室中讲授后,虚拟技术所提供的操作环境为传统的教学提供了极大的扩展。经过理论课程的学习,虚拟技术对整个课堂教学后的的一种强有力的补充。打破了教与学的限制,在课余时间同样可以学习,为学生开辟了第二课堂,是提高课后复习效率的辅助手段。因此,虚拟技术在医学教育中的介入,改善了师生的互动关系,为学生提供了新的电子教学场所。此外,在一些病理、药理等实验中,实验的效果需要比较长时间的观察。这样在课程安排上会有一定程度上的限制,在实验过程中出现的重点现象也容易被遗漏。虚拟技术的应用可以在很短的时间内将整个实验的现象呈献给学生。学生可以自己做出相关的总结,减少等待的时间,提高学习的效率,打破时间上的限制。(3)虚拟技术可以规避风险。不论是医学实验还是临床治疗,都有一些危害人体健康的操作,譬如发生血液感染或者传染类性质的临床疾病。尤其在教学中,教师只能通过自己的演示或者通过教学录像方法为学生展示,虽然这种方法规避了真实的风险,但也带不来真实体验。学生自然也就无法亲自接触到实验现象,更不能体验到操作过程所注意的问题与风险,实验的本质就很难被传授出来,更多的感性知识不容易获得。引入虚拟技术,把临产病例植入到虚拟环境中,将不正规的操作将导致的风险和注意事项输入到虚拟环境中,如此一来,学生便可打消各种顾虑,全身心的投入到实验中。在虚拟试验中一旦触及风险项,便会有相应的提示。通过一次次的虚拟实验,学生更能深刻了解感性知识、总结知识,此举必将提高学生的学习效率,且规避了风险,为医学教育提供了可靠的安全实验环境。
3虚拟医学教学系统作为一种新颖的教学辅助手段,在教师与学生之间能到了广泛的关注
在实践教学中,有着独特的天然优势,解决实验消耗过多、教学资源匮乏所带来的问题。特别是对医类教育教学中存在的风险与不确定性做了很好的规避。不但可以让学生放心大胆地去做,还提高了学生的动手能力与学习积极性,节约大量的医疗耗材。丰富了医学教育的手段,拓宽了广大同学们的学习方式,提高了同学们的学习热情。不仅如此,虚拟教学对教育思想与教育技术产生了一定的影响,使现有的教育理念与教学有了新的研究方向。
4随着计算机技术的不断发展,虚拟技术有更大的拓展空间