工 科 物 理 1 9 9 8年 增 刊 2 7 3 工科大学物理 多媒体教学初探 王晋德阳大喜 ( 湖南广格电视大学长沙4 1 0 0 0 4 ) 张铁枢 ( 株洲广摇电视大学株洲4 1 2 0 0 0 摘要本丈依据工科大学( 大学物理) 教学所面j$的困难以及培养高素质人材的雷要， 介绍 了多媒体教学的设计与“ 导学式教学” 方法的应用。 关健词子学式多媒体自主学习 引官 当前， 工科大学物理面临着从内容体系到教学手段、 方法的全面改革。实现工科大学物理 教学内容的现代化 ， 必将面临信息量大与课时不足的矛盾。按照传统教学模式 ， 由教师“ 讲” 、 学生“ 听” 的课堂传授难以完成信息量不断增大的物理教学， 由于课时的不足， 教师不得不更多 地进行灌输式教学， 也就更不利于对学生能力和素质的培养。显然， 实现大学物理教学内容现 代化的同时也要求教学模式， 教学手段、 方法的变革。运用多媒体进行大学物理教学是进行教 学模式、 手段和方法变革的重要途径 。 7 一多媒体教学的设计 现代教学传播理论认为， 教学过程就是教学信息的编码、 发送、 传输、 接受、 反馈和贮存的 过程。运用多种媒体的有机组合实现教学过程的优化， 以激发学生的求知欲望和探索精神， 全 方位提供学生“ 视、 听、 思、 行” 自主学习的环境， 不仅能有效地解决信息大与课时少的矛盾， 而 且有利于培养 学生 获取知识 的能力 。 运用多媒体进行教学应该摆脱传统教学观念的羁绊， 建立“ 以学为主” 的教学新模式。这 种新的教学模式的核心就是要培养学生探索学习的精神和自主学习的习惯， 这也正是现代科 技人才所应具备的基本素质。因此大学物理多媒体教学的设计应该实行“ 以学生为主体， 引导 学生通过自主学习来完成教学过程” 的策略。我们把这种引导学生自主学习的教学方式称为 “ 导学式教学” 。为了充分调动学生自主学习的积极性， 在具体设计每一个单元的教学时， 根据 教学目标， 要求及内容特点， 并充分考虑学生的知识基础， 学习心理和认知规律， 精心设计导学 程序及媒体的组合。每个单元的教学一般具有下面几个环节: 1自学入门 由 ( 学习辅导) 提供单元学习目 标、 要求、 自 学纲目和自 学程序， 学生自 学主教材。 根据单 元教学的需要， 可以用电视短片展示有关学习内容的实验现象和技术应用的实例， 以激发学生 的学习兴趣和促进他们的思维灵感。例如进行“ 相对论” 教学时， 学生对“ 同时性的相对性” 难 以理解， 通过电视短片， 便可以启发学生对此问题的形象思维。 2 探索问题 针对单元学习内容创设问题的情境， 既可以用电视短片提供有关问题的现象和过程， 也可 七11声谙一 2 7 4 工科物理 1 998 年增刊 以由( 学习辅导) 或C A I 提出需 要运用基本概念分析、 判断和推理的问 题， 或者是日 常观念与物 理 概念之间 发生冲 突的一些问 题。如学习动量守恒定律与机械能守恒定律时， 我们设置一些 容易混淆的实际应用问题， 促使学生在独立思考问题的过程中， 区分机械能守恒和动盘守恒的 条件 。 3 教师讲授 在学 生角学 钻研的墓础上， 由主讲 教师介 绍讲授单元的知识结构， 阐述重点概念和规律， 注重讲授分析、 解决问题的思路和方法。讲牛顿运动定律时， 我们不是按教材的章节讲述， 而 是从力的分析人手， 使学生在高中学习的基础上认清力的性质及力与物体运动状态变化的关 系。现代物理课程教学内容丰富， 在学生自学的前提下取其精华讲授， 既可以提高教学效率， 又可以激励学生自主学习， 促进他们自学能力和思维能力的发展。教师的讲授也可以通过电 视片或采用投影仪与 C A I 课件相结合的方式进行。 4 演练 实践 演算习题和进行实验都是物理课程的实践环节。学生通过实践环节来检验知识和运用知 识， 以加强对知识的理解、 记忆和迁移， 并发展他们的技能和才智。( 学习辅导 对于难度较大 的习题有解题示范或提示。学生利用实验箱可以动手做一些与学习内容有关的验证性实验或 观测性实验， 也可以自行设计进行探索性实验。 在这个环节， 辅导教师根据学生情况可以组织讨论( 小组或班级) 、 答疑或集体辅导。有条 件的学生还可以进行计算机辅助教学 C A I 的学习。 5 检测巩固 每个教学单元学习结束前， 由学生进行自我检测。( 学习辅导 或 C A I 提供各单元自测题。 通过自我检测可以强化学习， 检查教学和提供反馈。 应该指出， 在大学物理课程运用多媒体教学手段和“ 导学式教学” 方法不仅为工科人才培 养目标所需求， 而且从教学的主体一学生来看完全是可行的。他们具备中学物理基础。大学 物理的经典部分大都是中学物理知识的扩展和加深。在中学物理知识的基础上， 教给学生一 定的方法就可以引导他们 自 我完成大学物理的学习。运用多媒体进行“ 导学式教学” 设计时， 设计者裕要认真分析学习者与物 理课程内 在的 相关因素， 才能因势利 导， 引导学生通过各种媒 体进行 自主学习。 二教学媒体的选择与组合 当代科学技术的发展， 提供了 诸多的 教学媒体。各种电子传播 媒体的产生和发展为现代 教学开拓了 广阔的 前景， 各种媒体 有不同的 性能和各自 的优势， 但也各有它们的局限 性。关 键 是如何实行多种媒体的有机组合， 使它们相辅相成， 为实现教学目 标而发挥出最大效能。在理 想的情况下， 多媒体系统的整体功 能要比 各媒体功能的 总和更为丰富， 更见成效。下表 列出 各 媒体的特长用其教学功能。下表列出各媒体的特长及其教学功能。 工科物理1 9 9 8年增刊2 7 5 表 I 各媒体的特长和功能 媒体特长教 学 功 陀 设 计 印 刷 媒 体 主教材 信 息 量 大 理 论 性 强 便 于 学 习 系统阐述课程内容、 提供习题 学 习指 导 书 提供教学计划、 学习目标、 自学程序和 纲目， 自学思考问题， 教学多媒体使用 指南。 阐述重点、 解析难点。 自侧评估。 参考书 促进理解， 扩大知识面。 视 听 媒 体 电 视 授 课 片 直 观 形 象 呈 现 刺 激 展 示 过 程 展示课程结构、 指导学习方法， 讲述重 难点， 体现“ 少而精” 、 “ 高难度、 高 速度” 的教学原则。 电视 短 片 展示直观图像、 徽观机理、 应用技术， 激发学习兴趣和探索动机。 有利于从形象思维到抽象思维的沟通。 交 互 媒 体 C AI 双 向交 流 因 材 施 教 进行个别指导。 一 程序辅导手册 一 对于后进学生提供个别辅导。 实脸箱可 操 作 性 训练实验技能。 培养观侧， 研究能力。 强 化 知 识 ， 种 讲 开 移 n 试题库教 育 测 量评价教学效果。 媒体选择取决于教学内容， 应该指出， ( 学习辅导) 在多媒体教学中具有特殊的地位。它不 仅对 课程内 容的 学习 有指导作用， 而且 对多媒体的使用有必要的提示和说明。例如对于电 视 短片提供观看指南， 包括短片的内容介绍 ， 观看时应该特别注意的画面， 指明应该从中探索的 问题以及观看后的思考题。对于电视授课片也要提供听课指导， 包括授课要点， 课前预备知识 等， 以使学生适应授课“ 高难度” 、 “ 高速度” 的特点， 多媒体系统是多感官的媒体。通过多感官 进行学习， 更符合人类学习的认识规律。这种多媒体组合在大学物理教学中的运用， 可以激发 学生的学 习兴趣 。 三教师的职资和功能 任何教学过程都包含着教师、 学生、 课程三者的相互关系。在使用多媒体进行教学时， 这 三者相互联系、 相互制约的关系已发生了很大的变化。学生不是在以教师讲授为中心的教学 活动中进行课程的学习， 而是在教师指导下通过各种教学媒体直接学习课程。这种教学形式 的变化对教师提出了更高的要求。他们不仅要精心选择、 编排教学内容， 而且要把 自己的教学 意图， 教学策略运用各种形式的媒体表现出来， 通过多媒体教学来促进和强化学生与课程的交 互作用， 从而发挥教师的主导作用。这种教学的设计要求教师不仅要有坚实深厚的课程理论 基础， 具有掌握课程结构、 组织教学材料的能力， 而且要熟悉课程教学理论、 学习心理不和现代 * lP理 论。 教 师 只 有 在 认 真 分 析 研 究 课 程 和 学 生 两 方面 特 征 的 基 础 上， 运 用 多 学 科 理论 的 指 导， 才能设计出能引导学生进行自主学习的多媒体教学系统。教师在多媒体教学中的地位和 下 2 7 6工科物理 1 9 9 8 年增刊 作用可用下图表示。 信息源 课 程多嫌体 教学系统 信息 受体 阵刃 教师 杯 氢 一益蓟遍 遍 随着现代科学技术的发展和教育改革的深人， 运用多媒体进行大学物理教学势在必行。 浑英、 夏西平教授主编的 大学物理学 ( 音象 文字结合教材) ， 开创了运用多媒体进行大学物 理教学的先河， 给 予了我 们很好的 启迪。由 于我们进行探索、 实践的时间 还不长， 本文可能有 不恰当之处， 但我 们相信工科大 学物理教学只有通过运用多媒体技术才能走出困 境， 开 创大学 物理教育的新局面。 乒