學(xué)科教育論文-物理多媒體課堂演示課件的功能要求和開發(fā)原則.doc

學(xué)科教育論文-物理多媒體課堂演示課件的功能要求和開發(fā)原則作者：卓士創(chuàng)韓彩芹段培同論文關(guān)鍵詞:物理多媒體課堂演示課件功能要求開發(fā)原則類型論文摘要:為解決某一具體的物理問題而設(shè)計(jì)開發(fā)的多媒體課堂演示課件就是物理多媒體課堂演示課件.它可分文本演示類、現(xiàn)象再現(xiàn)類、過程模擬類、原理示意類、計(jì)算繪圖類等.文章指出了物理多媒體課堂演示課件的基本任務(wù)和功能要求，在此基礎(chǔ)上提出了開發(fā)的基本原則.1物理多媒體課堂演示課件的概念及類型1.1物理多媒體課堂演示課件的概念計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ComputerAssistedInstruc-tion，簡(jiǎn)稱(；Al)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)硬件、系統(tǒng)軟件和課件3部分構(gòu)成，其核心是課件的開發(fā)與應(yīng)用.所謂課件，是指根據(jù)特定的教學(xué)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的，表現(xiàn)特定教學(xué)內(nèi)容，能反映教學(xué)過程、體現(xiàn)一定教學(xué)策略的計(jì)算機(jī)教學(xué)程序，通常稱為教學(xué)軟件，又稱課件(Courseware).根據(jù)課件輔教、助學(xué)的方式和作用的不同，可將其分為授課指導(dǎo)型、課堂演示型、操作練習(xí)型、問題求解型和教學(xué)游戲型等幾種主要類形.不同類型的課件施教的過程、教學(xué)策略及開發(fā)要求均有所不同.針對(duì)教學(xué)中的某個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)而開發(fā)的，用于課堂演示、輔助課堂教學(xué)的課件，稱為課堂演示課件(ClassroomCourseware).由于它是針對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)、某個(gè)具體問題而開發(fā)設(shè)計(jì)的，因此，軟件規(guī)模一般不大，也不必體現(xiàn)CAI軟件的多種特性，開發(fā)周期也比較短.運(yùn)用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)的，集文字、圖表、圖形、動(dòng)畫、視頻圖象和聲音于一體，具有極強(qiáng)的信息表達(dá)能力和人機(jī)交互功能的課堂演示課件，稱為多媒體課堂演示課件.為解決某一具體的物理問題而設(shè)計(jì)開發(fā)的多媒體課堂演示課件就是物理多媒體課堂演示課件(PhysicsMultimediaClassroomCourseware)，簡(jiǎn)稱PMCC.1.2PMCC的常見類型根據(jù)PMCC的內(nèi)容和作用的不同，可將其分為文本演示、現(xiàn)象再現(xiàn)、過程模擬、原理示意等幾種常見類型，現(xiàn)分述如下.1.2.1文本演示類文本演示類是按照預(yù)定的順序和特定的動(dòng)作效果逐步呈現(xiàn)文字、公式、圖表的.它的作用是以生動(dòng)的顯示方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的板書、板圖，提高信息的傳輸效率和接受效果.1.2.2現(xiàn)象再現(xiàn)類根據(jù)操作指令，以錄像片段或模擬仿真方式再現(xiàn)自然界中可以見到但又不便于演示的物理現(xiàn)象，如日食、彩虹、氣旋、潮汐、磁暴、極光、波動(dòng)、共振等，屬于現(xiàn)象再現(xiàn)類.它的作用是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教學(xué)電影或某些演示實(shí)驗(yàn)，把物理現(xiàn)象搬進(jìn)課堂.1.2.3過程模擬類過程模擬類是對(duì)超越人類視野的微觀或者宇觀世界的物理現(xiàn)象作合理而形象的模擬，或者是對(duì)人類視覺無法捕捉的高速、瞬間的過程進(jìn)行延緩處理，以便于觀察和分析，如布朗運(yùn)動(dòng)、微小形變、核外電子的軌道躍遷、碰撞、重核裂變等.其作用是化微觀為宏觀、化高速為低速、化瞬間為永恒、化抽象為具體，代替抽象的語言描述或者高難度的物理實(shí)驗(yàn).1.2.4原理示意類將書本上靜態(tài)的、不可變的原理圖設(shè)計(jì)成可變化的動(dòng)態(tài)原理圖，可以根據(jù)講解需要自由控制和調(diào)整，在課堂上進(jìn)行靈活使用，屬于原理示意類.例如，力的合成與分解原理圖、波的疊加原理圖、彎曲變形等.它的作用是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的掛圖、模型、示教板等，相當(dāng)于“動(dòng)態(tài)電子掛圖”.1.2.5計(jì)算繪圖類將物理計(jì)算的中間數(shù)據(jù)和計(jì)算的過程、結(jié)果都用生動(dòng)直觀的動(dòng)態(tài)圖象或者圖形、圖表等實(shí)時(shí)地顯示出來，為計(jì)算繪圖類.如質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象的動(dòng)態(tài)描繪、拋體運(yùn)動(dòng)軌跡的動(dòng)態(tài)描繪、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)徑跡的動(dòng)態(tài)描繪等.它的作用是將計(jì)算的過程轉(zhuǎn)化成動(dòng)態(tài)可視的圖象、圖形，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理方法.1.2.6綜合類既有文本演示，又有現(xiàn)象的再現(xiàn)或者過程的模擬等，是上述各類PMCC中兩種或者多種類型的綜合，稱為綜合類.2.PMCC的基本任務(wù)和功能要求2.1PMCC的基本任務(wù)概括地說，PMCC的基本任務(wù)就是在物理課堂上，或者是根據(jù)教學(xué)的即時(shí)需要和操作指令，按照特定的順序和效果，逐步呈現(xiàn)文字、公式、圖表、圖形等教學(xué)板書內(nèi)容，或者是依據(jù)輸人的參數(shù)生動(dòng)地再現(xiàn)可視的物理現(xiàn)象，形象地模擬不可視的物理過程，或者是用動(dòng)態(tài)示意圖分析物理現(xiàn)象，剖析物理原理，或者是用動(dòng)態(tài)直觀的可視圖形顯示物理計(jì)算的過程和結(jié)果，與此同時(shí)，結(jié)合教師的啟發(fā)與點(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維，深化學(xué)生對(duì)抽象的物理概念、過程、規(guī)律、原理的理解，使學(xué)生掌握新的物理知識(shí)，培養(yǎng)他們分析和解決物理問題的能力，從而突破物理教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)特定的教學(xué)目標(biāo).2.2PMCC的功能要求依據(jù)PMCC的基本任務(wù)，可對(duì)其提出如下功能要求:2.2.1具有友好的操作界面這對(duì)課堂演示來說十分重要.美觀的界面，清楚明了的功能提示和便靈活的操作控制，便于教師的操作，使教師在課堂教學(xué)中能把精力集中于師生交流和教學(xué)本身，而不是分神于微機(jī)的操作.2.2.2便于實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的跳轉(zhuǎn)與切換課堂教學(xué)活動(dòng)是一個(gè)師生共同參與的雙向活動(dòng)，教學(xué)的進(jìn)程存在一些不確定的因素，隨時(shí)可能需要調(diào)整方向、轉(zhuǎn)換內(nèi)容，因此在PMCC的運(yùn)行當(dāng)中應(yīng)能夠方便地實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的跳轉(zhuǎn)與切換.同時(shí)，快捷的響應(yīng)，也是課堂演示的必然要求.2.2.3能以多種媒體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容以圖、文、聲、像等多種媒體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，輸出相關(guān)的教學(xué)信息，這是多媒體課件的基本特點(diǎn)和要求.對(duì)課堂演示來說，這更為需要.因?yàn)橹挥腥绱?，才能使教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)更為生動(dòng)，使現(xiàn)象的模擬更加逼真，才更能吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造思維.2.2.4能實(shí)現(xiàn)物理過程模擬的參數(shù)控制物理現(xiàn)象、物理過程的模擬是PMCC的主要任務(wù).但任何物理現(xiàn)象和過程都是在特定的物理?xiàng)l件下發(fā)生的，不同的條件決定了物理現(xiàn)象和過程的不同情形.為了得到不同條件下的物理現(xiàn)象和過程，要求解決這類問題的PMCC能夠方便地實(shí)現(xiàn)物理過程模擬的參數(shù)控制.2.2.5能實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的動(dòng)態(tài)顯示物理教學(xué)中常會(huì)遇到物理計(jì)算問題，解決這類問題的演示課件必須能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的靈活輸人和計(jì)算處理，并能將計(jì)算的過程和結(jié)果即時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示輸出.2.2.6具有便捷的操作幫助和軟件使用說明這是一般的應(yīng)用軟件都應(yīng)具備的常規(guī)要求.3開發(fā)的基本原則3.1與物理課程相關(guān)的原則3.1.1開發(fā)題材的針對(duì)性PMCC的開發(fā)的題材必須針對(duì)物理教學(xué)中的某個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，而且這一內(nèi)容所涉及到的物理現(xiàn)象很難用實(shí)驗(yàn)來演示，或者物理過程、原理的分析用傳統(tǒng)的板圖、掛圖或模型等信息傳輸效率受限，示教效果不夠理想，而借助計(jì)算機(jī)的交互功能和多媒體技術(shù)制作成PMCC則可以生動(dòng)地模擬該物理現(xiàn)象，或者用動(dòng)態(tài)的原理圖，方便靈活地展示物理過程，剖析物理原理，能有效提高信息傳輸效率和示教效果.必須說明的是，有些感性材料的呈現(xiàn)，如果用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)就可以實(shí)現(xiàn)，而巨效果很好，就不宜強(qiáng)求使用微機(jī)來實(shí)現(xiàn)，如音叉發(fā)聲、自由落體運(yùn)動(dòng)等.3.1.2演示內(nèi)容的科學(xué)性這包含兩層含義:一是物理內(nèi)容(包括文字、符號(hào)、公式、圖表)必須正確、規(guī)范.二是物理現(xiàn)象的模擬必