多媒體在仿真教學中的應用與實踐(論文)

1、多媒體在仿真教學中的應用與實踐作者：毛敏莉（廣州市化工中專）l 摘要：借助模型、道具模仿與表現(xiàn)事物全部或部分特性的教學方法我們可以歸結為“仿真教學”。利用計算機多媒體技術在圖形表現(xiàn)力及控制靈活性可以極大提高仿真教學效果和效益。l 關鍵字：多媒體、仿真、仿真教學教師在教學中會運用各種教學方法，如講授法、演示法、實驗法、練習法等等，教師在精心準備下搭配使用相關教法，借助模型、道具詳細、直觀、生動地描述問題,使學生透徹掌握知識，如數(shù)學老師進行算盤操作時會用教學算盤向?qū)W生講述算子的撥動手法；化學老師會用分子結構模型講述分子結構特點等。這種借助模型、道具模仿與表現(xiàn)某對象全部或部分特性的教學方法我們可以歸

2、結為“仿真教學”?！胺抡妗币话闶侵改７抡鎸嵤挛?，表現(xiàn)真實事物全部或部分特征特性，如直升機的懸空盤旋是模仿蜻蜓的飛行特征；流水線上的機械手是模仿人類手臂的拿捏伸縮等。自從計算機問世以來，計算機（相對于人腦的運算速度與準確性而言）的高速精確運算就與“仿真”結下不解之緣，第一臺電子計算機ENIAC就是用于模仿彈道導彈飛行軌跡并計算其飛行數(shù)據(jù)的。到了八十年代起計算機性能的極大提高，特別是運算速度和多媒體技術將仿真效果推向了更新更高的領域。美國空軍利用高性能計算機與精密儀器制造的飛行模擬器訓練飛機駕駛員，該飛行模擬器通過顯示屏能逼真的顯現(xiàn)飛行過程中的各種畫面，飛行員在這模擬器里操作設備就象在真實的飛機駕

3、駛艙內(nèi)控制一樣。這套設備相對于使用教練機訓練飛行員減少了昂貴的培訓費用，極大地提高了訓練的質(zhì)量、效率、安全性。多媒體計算機輔助拍攝的大型科幻片侏羅紀公園、玩具反斗城真實地將遠古絕種的恐龍和活蹦亂跳的玩具人展現(xiàn)在世人面前，在影片中大量使用了電腦三維動畫合成技術，使人們真假難辨。既然計算機能模擬出“真實”的事物，如果我們將其模仿力運用到教學上將能達到非常好的效果，也就是所謂CAI（Computer-Aided Instruction計算機輔助教學）。其實現(xiàn)在已有不少軟件或教學課件正在向這方向發(fā)展，如國內(nèi)著名多媒體軟件開發(fā)商洪恩公司出品的開天辟地、萬事無憂系列等多媒體軟件通過在計算機屏幕上模擬計算機

4、基本操作過程向?qū)W習者詳盡地講解計算機知識和操作技巧。這樣的多媒體教學軟件就象請了一個不厭其煩的老師，在你每次學習時都會用形象的畫面、詳盡的解析為你傳授知識。在計算機普及以前，我們教學中使用的模型道具稱之為“教具”，絕大部分都是制作出來的實物。這些教具雖然能夠表現(xiàn)出某些知識點的特征，但對于學生接觸時仍然是不熟悉的事物，學生很難直接從這些“新鮮”的教具中發(fā)現(xiàn)問題，學生就難于自學，這時就必須依靠老師詳細地分析教具所包含的知識內(nèi)容。如算盤的算珠撥動手法、分子結構模型中各個分子球所形成的分子圖形等。所以教具的使用局限在于缺少必要的特征說明，也就是缺少一個向?qū)В欢嬎銠C的普及、多媒體技術的成熟提供了一個新

5、的教學模式和環(huán)境。老師可以使用一些制作軟件開發(fā)教學課件，利用多媒體技術在文字、圖像、聲音的優(yōu)勢，合理安排教學過程，將一些復雜難懂，甚至以前用教具很難表現(xiàn)的知識點用多媒體技術較細致地表現(xiàn)出來。這樣就相當于塑造了一位耐心、細致的虛擬老師，她可以隨時出現(xiàn)，不厭其煩地講解、演示課程重難點；各種教具的教學效果同樣可以用課件模擬出來，并在有效控制下展示與教具同有的特征，很多情況下還能比現(xiàn)實教具表現(xiàn)得更細致、更全面（只要課件精心設計）。多媒體技術在仿真教學中的應用主要是制作優(yōu)秀的多媒體教學課件，其優(yōu)勢表現(xiàn)為：（1） 教學效益明顯：使用多媒體教學課件，老師是有備而來，可以減少老師板書、繪圖的時間，相對增加了課

6、堂教學容量；多媒體的音、像、圖、動畫可以極大激發(fā)學生學習興趣；可以借助各種現(xiàn)成的多媒體素材增強視覺效果。對于一些真實實驗（如化學物理實驗），可以通過模擬節(jié)約實驗器材和藥品的開銷。（2） 使用效率高：如果將課件放在網(wǎng)絡或刻成光盤，借助現(xiàn)代化教學設備（多媒體計算機、投影設備）可以多次方便地使用到課堂上，特別是重復課，可以較好保證上課的質(zhì)量。（3） 擅長模擬實驗效果：多媒體課件經(jīng)過精心設計，能比較準確模擬實驗效果（因為老師十分清楚實驗效果和特點，所以能夠較準確模擬出來）；多媒體技術還能按照老師的思路模擬微觀的或不容易操作的實驗效果，如金屬置換的化學反應過程、加速運動的物理實驗等。這些都是真實教具或真

7、實實驗很難觀察的情況。 （4） 操作靈活：利用多媒體計算機演示教學課件，能夠根據(jù)教學進度靈活演示相關教學內(nèi)容；只要簡單操作就能夠演示預先編制的實驗過程；可以多次反復演示同一實驗。當然，該技術也存在一些弱項：（1） 環(huán)境限制大：使用多媒體課件必須配備較為昂貴的多媒體運行平臺，如多媒體計算機、投影設備、音響設備等，若硬件條件達不到，就很難發(fā)揮多媒體課件的效益，所以初始硬件投入費用較高。（2） 開發(fā)投入大：要使一個多媒體教學課件好用、夠用，需要老師精心設計教案；盡心收集有用的制作素材；耐心學習編制多媒體軟件，將構思用計算機表達出來。所以，一個好的教案必須花費老師不少時間精力。（3） 不能真實反映客觀

8、事實：如果過份依賴課件反映的實驗效果是不利于學生實事求是學習態(tài)度的養(yǎng)成。課件作者可能由于知識所限或設計疏漏，會出現(xiàn)表達知識的不完整情況，而學生會因此理解錯誤。而且，課件的模擬效果并不是真實事物的實驗效果，是在人為控制下的，所以會降低學生深入探究的沖勁和實際動手能力。我在進行FoxBASE+數(shù)據(jù)庫“記錄的插入與刪除”教學時，考慮到FoxBASE+數(shù)據(jù)庫的教學難點是在課堂教學中如何讓學生對數(shù)據(jù)庫運行環(huán)境的熟悉，培養(yǎng)學生用大腦模擬計算機運行效果，其中學生在課堂學習中比較難理解的就是命令運行后的數(shù)據(jù)庫變化。由于FoxBASE+教學涉及數(shù)據(jù)庫的大量記錄，如果全部使用黑板板書，會花費大量的時間，且比較難動

9、態(tài)演示變化效果。記錄的插入與刪除知識點是一個動態(tài)的變化過程，而且有點復雜，要很好理解有一定難度，老師要解釋清楚也不容易。所以在設計課件時特意加強了動態(tài)演示效果。在Insert命令的應用舉例講解中，題目要求在學生信息數(shù)據(jù)庫student.dbf的5號記錄后插入一條記錄（學號：95113，姓名：程方良，性別：男，出生日期：06/25/63）。為了動態(tài)模擬命令運行過程，特意在屏幕中拉出一個方框顯示內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)（演示區(qū)），用以顯示命令執(zhí)行過程內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)的變化過程，能夠以此加深學生的印象。而另一邊顯示所有執(zhí)行的命令。首先執(zhí)行打開student.dbf數(shù)據(jù)庫命令：USE STUDENT。然后將記錄指針指向5

10、號記錄：GO 5。這時在演示區(qū)5號記錄前出現(xiàn)了記錄指針。接著使用插入記錄命令：INSERT。這時演示區(qū)切換成插入記錄的輸入界面，等待用戶輸入內(nèi)容。然后在輸入框中分別輸入各項內(nèi)容，點擊“存盤退出”按鈕完成數(shù)據(jù)輸入。這時演示區(qū)回復到內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)。接著輸入顯示記錄命令：LIST。演示區(qū)的內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)刷新，新記錄出現(xiàn)在原來5號記錄后。此時，完成插入記錄的演示。后面在講解記錄刪除命令DELETE、PACK、ZAP和恢復刪除記錄命令RECALL，更是利用同一個數(shù)據(jù)庫，連續(xù)操作演示各命令效果。應用舉例的例1要求對數(shù)據(jù)庫student.dbf中的5號記錄做刪除標記。首先打開數(shù)據(jù)庫文件：USE STUDENT。然后

11、提示兩種刪除記錄的命令方式：一種是用GO 5, DELETE組合；一種是用DELETE RECORD 5命令實現(xiàn)。兩種命令都在演示區(qū)的數(shù)據(jù)庫中5號記錄前出現(xiàn)當前記錄指針和加上一個記錄刪除標記“”。例2要求給所有女生記錄加上刪除標記，并恢復5號記錄。使用命令刪除所有女生記錄：DELETE FOR 性別“女”。這時演示區(qū)動態(tài)從前到后的女生記錄前都標上刪除標記“”。然后將當前記錄指針跳到5號記錄：GO 5。使用恢復刪除記錄命令：RECALL。這時，5號記錄前的刪除標志消失。例3要求恢復所有女生記錄，并真正將2號記錄刪除。使用恢復所有刪除記錄命令：RECALL ALL。此時演示區(qū)數(shù)據(jù)庫的所有女生刪除標志逐個消失。使用刪除記錄命令刪除2號記錄：DELETE 2。給2號記錄加上刪除標志。最后使用物理刪除命令真正把2號記錄刪除：PACK。此時演示區(qū)的2號記錄消失，后續(xù)記錄全部頂上。