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浅析CAI在初中物理教学中的应用         ★★★ 【字体:
浅析CAI在初中物理教学中的应用
作者:孙维龙    文章来源:本站原创    点击数:1744    更新时间:2012/4/9    

摘要:

    本文主要是通过CAI教学模式优化教学方法,利用思维科学在初中物理课上有计划系统地指导学生思考,培养学生的思维品质,来提高学生的思维能力的研究。使学生由简单的机械记忆到理解记忆,改变教师通过题海战术来提高学生的复习效果,通过运用CAI科学的思维训练来提高学生的复习效率和效果,从而减轻教师和学生的负担。CAI课件提供了很强的交互功能,最大限度地调动了学生的潜能,提高了学习效率并达到高效课堂。

关键字:

CAI教学模式    初中物理教学 

      

    一、 绪论

现代教育技术是整个教育改革的制高点和突破口。CAI(计算机辅助教学,Computer Assisted Instruction.的简称)在现代教育技术的发展过程和未来的发展趋势中占据了特殊位置,并且正在发挥越来越重要的作用。它因具有强大的功能和无可替代的优势而日益为人们所重视。那么如果在课堂教学中将现代教学媒体(CAI)与传统教学媒体有机结合优化组合,构建新型的课堂教学模式,有意识有目标的训练学生的思维品质,提高学生的科学素质,就会提高科学教学质量,推动素质教育的全面发展。[1]

    二、 CAI简介

多媒体计算机辅助教学简称CAI,它是科学技术高度发展的时代产物,也是知识经济时代教育发展的必然趋势,它会对教学手段、教学方法、教学内容、教学模式等方面产生一次深刻的革命。在教学中它以特有的声像同步、三维动画演示、模拟事物形成过程,以集图形、动画、声音、文字等信息功能于一体的特点,直观展示教学过程,激发学生学习的兴趣。CAI课件已经越来越多地使用在各种实际教学中,物理课堂也不例外。

    三、 CAI与传统教学相结合的教学模式

    复习课难上一直是困扰教师的问题。由于内容己不再新鲜,难以对学生产生较强的心理刺激,如果单纯用传统的教学手段重复已讲过的内容,学生会感到枯燥无味;大量做题、频繁考试又会将学生拖入题海,增加学生负担。那么如何启发学生思维、延续学生学习兴趣,上好复习课,是值得每位教师深入研究的课题。

    本文将比较运用新的教学模式与传统教学,研究运用新教学模式对不同学生产生的影响,试图找到一条有利于CAI与传统教学相结合的新思路。 在初中物理复习课上运用CAI进行教学的基本思路是:通过呈现物理现象唤起学生的回忆,这样学生便可将所学的知识通过直观的物理现象相联系,并建立起物理表象,形成丰富的表象储备,以此来引发学生的思然后进行归纳分析,使学生由感性认识进一步深化到理性认识,通过分析、概括、类比等展开思维、发展其抽象思维能力,最后通过一些典型的练习和及时反馈来深化思维,发展其思维的灵活性、深刻性、敏捷性等品质[2]。通过教师的指导在学生整个思维过程中组成一个活跃的思维场,从而达到思维能力优化的目的。

   四、 CAI教学模式的设计

1、 灵活多样呈现,激发学生兴趣

    教学目标:学生学习物理知识的一个思维障碍是感性认识不足,不能把生活与物理知识相联系,不能建立一定的物理表象[5]。因此使学生获得必要的感性认识是掌握物理概念的基础。在学生已有一定的知识背景下,可以利用CAI优势抓住关键点,创设教学情境,激发学生的学习兴趣,使学生建立物理表象,理解有关物理概念,注重培养学生的形象思维能力。

教学方法:教师可以通过计算机给学生呈现出一些相应的模拟实验。仿真实验或直观现象。由于运动的事物较静止的事物更容易被人接受,即更能增强感官效果,故可以将静止的教学内容用运动的方式给予揭示,借助CAI通过以静为动,催发灵感发展学生的形象思维能力,将抽象的概念具体形象化,使学生更容易理解概念,唤起学生的回忆,引发学生思维的活力[6]。例如,可以将一些知识的关键点或难点或学生易错的题利用CAI的动画生动地呈现出来。举例如表4.1

知识呈现  4.1

知识点

具体操作

教学效果

重力方向

设置动画:一架飞机绕地球飞一周,而且在不同的方位投下不同的物体,这些物体纷纷掉向地球表面,由此说明重力的方向是竖直向下,指向地心。

 学生对重力的方向理解就深刻了。会很容易判断出答案,而且印象深刻。

 大气压强

利用CAI课件将一幅幅静止乏味的插图变成电视屏幕上有声有色的动画,如马德堡半球实验。

 使学生有身临其境的感觉,使学生兴趣大增,不由自主地融入教学中。

 光的反射定律

利用CAI课件制作仿真试验,不动的入射光线、反射光线设计成动画,使其可以缓慢入射,再缓慢反射出去。让入射光线、反射光线绕入射点转动,让学生观察反射角和入射角的关系。

光路清晰可见。利于学生观察,还可以变静为动激发学生的兴趣和求知欲。

 

 “触电”

 利用多媒体将“触电”的形成过程及危害,做成CAI课件,对“触电”现象反复摸拟演示,并在学生易疏忽的细节之处通过放大、定格等手段来提供鲜明的视觉和听觉信息。

 可使学生获取“触电”实验的全部重要信息,消除学生谈“电”色变的恐惧心理,普及安全用电常识。

 滑动变阻器的结构、原理

 利用CAI课件制成三维动画,在屏面将滑动变阻器分解,再组装;在变阻器的滑片左右移动时模拟出电流的流向和电流流过变阻器上有效的电阻部分。

 教学难点随之被突破。

 磁感线

 利用CAI课件把磁感线展示在屏幕上,并让小磁针置于其中,使本来指南北的磁针转动直到N极与磁感线方向重合。

 非常抽象的概念变得清晰,抽象难懂的知识一下子迎刃而解。

2、 归纳――使知识更系统,思维更有深度

    教学目标:使学生掌握建立物理概念的方法是掌握物理概念的关键[4]。要使学生真正理解物理概念,解决实际问题就必须在他们获得必要的感性认识的基础上。通过归纳分析各个物理现象的本质,将使学生准确掌握物理概念的深层的物理意义,教学过程中还要注重对学生抽象思维能力的培养。

教学方法:可用计算机的快捷、大信息量等特点将所观察过的物理现象及其本质特征用CAI展现给学生,或将易出错的概念规律、例题展现给学生,让学生通过分析对比找出共性与个性加深对物理概念的理解并且可以通过分析、总结得出知识结构图表,使学生对知识进行系统的总结。

1)例如伏安法测电阻和功率两个实验,可考查的知识面广,可以放到一起呈现,进行比较复习,同时让学生带着问题去回忆思考,从而归纳总结出两个实验的不同之处和相同之处。这样有助于理解记忆。如:

①两个实验的目的分别是什么?

    ②原理分别是什么?

    ③伏安特性图像表示的意义分别是什么?

④两实验测量的量分别是什么?

⑤两实验中滑动变阻器的主要作用分别是什么?

2)为了发展学生分析和解决问题的能力,在初中物理教学中已开始实施科学方法教育。为了提高学生的认识,锻炼学生的能力,除了让学生在新课学习的过程中亲自体验科学方法,我们还应该在复习时引导学生对科学方法加以总结、归纳。如表4.2

科学方法举例  4.2

科学方法

知识点或研究对象举例

特点分析

备注

观察实验法

著名的马德堡半球实验

通过观察和实验认真地总结和思索。

 

 

 

 

 

 

 

在研究某些物理知识或物理规律时,往往要同时用到几种研究方法。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

控制变量法

研究电阻的大小与哪些因素有关

影响事物变化规律的因素加以控制,使要研究的因素按要求发生变化,最终解决要研究的问题。

类比法

电流的形成类比成水流的形成

前后两者往往是本质不相同、没有直接联系的

比较法(对比法)

蒸发与沸腾

为了强化印象都值得研究,既有不同点也有相同点。

转换法

磁场看不见、摸不到------>通过它对小磁针产生的作用来认识它。

物质的微观现象转化为宏观现象来认识。前后两者本质是相同或有联系的。

等效替代法

在研究串、并联电路的总电阻时,在保证总电流相同的前提下,用总电阻来替代串联或并联的其他所有电阻。

前后相替代的两个物理量,应是本质完全相同的两个。

假想模型法

为了研究光的传播而假想引入的“光线”

把物理实体或物理过程经过科学抽象转化为一定的模型,忽略次要因素,突出主要因素

归纳法(总结法)

通过铜能导电,银能导电,锌能导电……,归纳出金属能导电

通过收集大量有代表性的样本信息来推断总体信息。

科学推理法(推导法)

做传声的实验时,空气越少,传出的声音就越小------>真空是不能传声的

对已有现象进行分析总结之后,根据一定的科学依据,对难以验证的现象或情况做出合理的推论,

放大法

音叉的振动很不容易观察,利用小泡沫球将其现象放大。

能看到的,但是不容易观察的现象。

累积法

测量一张纸的厚度的时候,我们先测量100张纸的厚度在将结果除以100

将微小的量积累成一个比较大的量

3、通过练习巩固,深化学生思维

    教学目标:使学生运用己学的概念解决实际问题,运用已有的知识去分析、处理问题是掌握知识的有效途径。

教学方法:运用计算机的灵活性、及时性让学生进行一题多解,多做练习来定期归纳知识点,并能当堂进行反馈,使学生找到自己思维的差距,减少负迁移,学会用物理知识去分析处理问题的思路和方法[3]。另外,利用有针对性的练习能消除思维障碍。

1)教学中可以从学生平时的作业中选一些有针对性的练习题,或者适当的设一些有误区的问题。例:质量为7.8kg的正方体铁块,、静止放在面积为0.5m2的水平桌面上时,对水平桌面产生的压强是多少?

学生通常会这样解:Gmg=7.8kg×10N/kg=78N

                  F=G=78N

                  p=F/S=78N/0.5m2=156Pa

    这是错误的结果。学生的思维障碍是在于没有仔细考虑铁块与水平面的接触面积--------受力面积。当问学生铁块的面积为多少时,学生才会恍然大悟。

       2)可以让学生在做选择题时写出简要的原理、原因。这样可以使学生清晰地知道怎样做题,为什么这么做,理解知识的应用过程。

    如:一枚铁钉受到磁铁的吸引,则铁钉

A、不吸引磁铁 B、不一定吸引磁铁,看情况而定 C、同样吸引磁铁

(原理:物体之间的作用是相互的)

这一阶段是整个教学环节的升华,可以根据学生的差异性将练习题设为有层次有区别的,例如可以设定一些必做题和选做题,使不同的学生得到相应的提高.这样就可以因材施教,面向全体学生。另外题目不要太多,切忌题海战术,增加学生的负担,题目要精而巧,也可以设定答题时间来训练学生思维的敏捷性。同时要注意让学生自己先做,再由老师给适当的帮助,最终让学生自己独立去完成训练,体验成功的乐趣。

    五、 结论

    CAI课件以其集图形、动画、声音、文字等信息功能于一体的特点,使课堂教学过程演示功能得以优化,利用它可以方便地突出教学重点、突破教学难点。另外,CAI课件提供了很强的交互功能,最大限度地调动学生的潜能,提高学习效率。

总之,合理的开发和运用CAI课件辅助教学,能增强学习的时效性、扩大知识含量,营造课堂情境,优化课堂教学,提高课堂效率,使学生学习潜能得以开发、个性得到充分发展,定能为新课程改革和实施素质教育开辟一片新天地。

因本人教学经验有限,因此很多地方写的不够完整,在以后的教学过程中,我会继续关注这个问题。

 

 

参考文献

[1] 徐杰,《关于在MCAI环境下对学生创新思维能力的培养》,电化教育研究.

[2] 胡卫平,冯国雷,《高中生物理抽象思维能力发展研究》,心理发展与教育.

[3] 顾建,《利用习题教学发展学生的思维品质》,物理教学探讨.

[4] 阎金铎,田世昆主编,《中学物理教学概论》,高等教育出版社.

[5]姚文忠,《物理教学及其心理学研究》,杭州大学出版社.

[6]刘儒德,《信息技术与教育相整合的进程》,高等师范教育研究.
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