現(xiàn)代教育技術(shù)在學(xué)科中的應(yīng)用和作用

1、現(xiàn)代教育技術(shù)在學(xué)科中的應(yīng)用和作用張曉華 吝店中學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)，通俗地說(shuō)是指以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)在教育、教學(xué)中的 應(yīng)用。隨著多媒體和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益普及（特別是 Internet 的迅猛發(fā)展）， 現(xiàn)代教育技術(shù)逐步普及與發(fā)展，為學(xué)科教學(xué)開拓了廣闊的天地，優(yōu)化了教與學(xué)信 息的傳輸過(guò)程，改變了應(yīng)試教育的傳統(tǒng)模式，引起了教育的深刻變革，給教育觀 念、教學(xué)方法和教學(xué)組織形式等方面帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響。素質(zhì)教育的宗旨是面向 全體學(xué)生，尊重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生的主體 作用，全面提高學(xué)生的基本素質(zhì)。因而教育的著眼點(diǎn)不應(yīng)僅僅停留在讓學(xué)生對(duì)人 類已有知識(shí)成果的掌握，更應(yīng)該重 視知識(shí)的發(fā)展、更新和創(chuàng)造的過(guò)程。教

2、師講 授、黑板、粉筆是傳統(tǒng)課堂教學(xué)中最基本的三大要素，已經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)期。 隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，物理教 學(xué)開始運(yùn)用教具輔助教學(xué)，如模型、圖 表、實(shí)驗(yàn)儀器等等。但總的來(lái)說(shuō)，都還屬于傳統(tǒng)的教育手段。而幻燈、投影的問(wèn) 世，使課堂教學(xué)開始插上現(xiàn)代教育技術(shù)的翅 膀。可它們漸漸不能適應(yīng)當(dāng)今教育 發(fā)展的需要，同時(shí)以多媒體為主要手段的現(xiàn)代信息技術(shù)開始走進(jìn)課堂，與物理學(xué) 科教學(xué)適當(dāng)而緊密地整合，使得課堂教學(xué)更加直 觀、生動(dòng)，課堂教學(xué)密度增大， 教學(xué)效果大大提高，學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位和主觀能動(dòng)性得到充分發(fā)揮。在高中物理教學(xué)中現(xiàn)代教育技術(shù)主要有：多媒體教學(xué)輔助系統(tǒng)、數(shù)字化信息 實(shí)驗(yàn)室（DIS系統(tǒng)）以及更先

3、進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。一、多媒體教學(xué)輔助系統(tǒng)CAI是ComputeAssisted Instruction的縮寫，就是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，它 是以計(jì)算機(jī)為主要媒介所進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)；當(dāng)它與視、聽等媒介結(jié)合在一起，就 形成了多媒體CA。這是中學(xué)最常見的現(xiàn)代教學(xué)設(shè)施。使學(xué)生如臨其境，使不可 能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)在屏幕上展現(xiàn)，化微觀為直觀，化想象為直覺，化抽象為具體。比如在"機(jī)械振動(dòng)"、"機(jī)械波"這一章中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、波的傳播是重點(diǎn)，但是 傳統(tǒng)的教學(xué)方式無(wú)法具體形象的將其展示，而多媒體技術(shù)的引入，可以生動(dòng)地展 示質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、波的傳播，一目了然，極大的增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。在&

4、quot;光的干涉"、"光的衍射"、"多普勒效應(yīng)"里，相關(guān)試驗(yàn)多要在實(shí)驗(yàn)室完成， 場(chǎng)地有限，一次觀察人數(shù)有限，實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化，實(shí)驗(yàn)效果不佳，無(wú)法與正常教學(xué) 銜接，極大的影響了實(shí)驗(yàn)的作用，而多媒體技術(shù)的引入則可以完全避免這些問(wèn)題， 無(wú)需擔(dān)心實(shí)驗(yàn)儀器，無(wú)需擔(dān)心實(shí)驗(yàn)操作，具有良好的實(shí)驗(yàn)效果，而且可以和正常 教學(xué)很好的銜接在一起。同時(shí)從接受程度上講，多媒體課件更易于學(xué)生理解，其 操作上可以任意重復(fù)、任意中斷，這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)根本無(wú)法達(dá)到的。"質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)"、"重核的裂變"、"原子核式結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)"等都是

5、屬于微觀領(lǐng)域 的知識(shí)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)都無(wú)法在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室里完成，傳統(tǒng)的教學(xué)只能靠掛圖" 空 對(duì)空"地進(jìn)行，學(xué)生難以理解。多媒體技術(shù)的引入，生動(dòng)地展示了盧瑟福發(fā)現(xiàn)原 子的實(shí)驗(yàn)，演示了鈾核裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等過(guò)程，清晰地分析了核反應(yīng)堆及核電站 的工作原理。這樣，一方面增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)了他們的熱情與興趣； 另一方面使學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、思考、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，模擬科學(xué)家們通過(guò)" 大量實(shí)驗(yàn)- 理 論論證- 獲得成功"的發(fā)現(xiàn)新物理微粒及物理規(guī)律的過(guò)程，初步掌握科學(xué)研究 的方法。透鏡成像是幾何光學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其實(shí)驗(yàn)必須在暗室中進(jìn) 行，而且物體 每改變一個(gè)位置必須在透鏡的另

6、一側(cè)重新調(diào)整光屏的位置，直到找出清晰的像為 止。利用幾何畫板制作的課件彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)的這一缺陷，它把實(shí)驗(yàn)呈 現(xiàn)在屏 幕上，十分方便地進(jìn)行動(dòng)態(tài)操作，最后得出透鏡成像的規(guī)律，加深了學(xué)生的印象， 降低了教與學(xué)難度。二、數(shù)字化信息實(shí)驗(yàn)室（DIS系統(tǒng)）數(shù)字化信息實(shí)驗(yàn)室（DIS系統(tǒng)）,包含系列傳感器、數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)處 理軟件，基于PC平臺(tái)使用，構(gòu)成了完善的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)體系，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ) 上實(shí)現(xiàn)了新課標(biāo)要求的“信息技術(shù)與各學(xué)科教 學(xué)的全面整合”，能夠完成高初 中階段所有定性研究和定量測(cè)量實(shí)驗(yàn)，大幅度提高了實(shí)驗(yàn)精度和實(shí)驗(yàn)效率。可順 利完成中學(xué)物理、化學(xué)、生 物、科學(xué)各學(xué)科的各種探究實(shí)驗(yàn)。滬科版中的DIS （數(shù)

7、字化信息系統(tǒng)），是上海市中小律數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研發(fā) 中心根據(jù)市教委課改辦、教材組的要求，貫徹二期課改的理念，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)教 學(xué)發(fā)展的需求，綜合運(yùn)用包括硬件、軟件在內(nèi)的信息技術(shù)手段而構(gòu)造的，集實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)采集、顯示、分析、處理等功能于一體的實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。體現(xiàn)了上海二期課 改的標(biāo)志和特征：應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和完善學(xué)習(xí)方式。已成為上海二期課改物理 教材的支柱并被全國(guó)教材大量引用。三、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)是以現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)，以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)為依托而建立的一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。在遠(yuǎn)程教育發(fā)展的早期，大部分相 關(guān)院校和公司都致力于網(wǎng)絡(luò)教育的平臺(tái)、課件和管理等軟硬件內(nèi)容的開發(fā)，隨著

8、 遠(yuǎn)程教育 的不斷發(fā)展，這些技術(shù)如今都已相對(duì)成熟，這時(shí)大家更廣泛地意識(shí)到 一些更深層次的教學(xué)需求，尤其是一些理工科院校在教學(xué)過(guò)程中逐漸發(fā)現(xiàn)，學(xué)員 除了學(xué)習(xí)理論知 識(shí)，更需要實(shí)際的動(dòng)手與操作。在這種形勢(shì)下，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn) 環(huán)境的需求顯得越來(lái)越迫切。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)中用到的器材和設(shè)備，提供與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相同 的操作環(huán)境，同時(shí)提供對(duì)網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)的管理。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)、MVQModeJ View、 Controller ）技術(shù)、動(dòng)態(tài)鏈接技術(shù)以及多態(tài)技術(shù)，使用 Direct3D 技術(shù)進(jìn) 行底層繪制，使用ActiveX組件技術(shù)將仿真的核心放在控件的開發(fā)上，而與仿 真無(wú)關(guān)的內(nèi)容（如用戶信息管理、登錄/

9、退出、成績(jī)管理、實(shí)驗(yàn)管理等）放在網(wǎng) 頁(yè)中使用JS觀 及J2EE進(jìn)行開發(fā)。客戶端運(yùn)行環(huán)境只需具備Windows20或 XP系列的操作系統(tǒng)，安裝directx8.0或8.0以上的插件，有硬件圖形加速卡 即可。盡管與實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)相比，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還是有一定的真實(shí)感差 距，但對(duì)很多沒有條件參加現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的學(xué)員來(lái)說(shuō)，能 有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)去感受實(shí) 驗(yàn)就已經(jīng)很不錯(cuò)了。該系統(tǒng)的設(shè)置“至少培養(yǎng)了學(xué)員分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和獨(dú)立 操作的基本能力”。何況該系統(tǒng)無(wú)論是儀器面板、操作方式、儀表讀數(shù)、波形 抖動(dòng)還是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的模擬都很逼真，令人有置身現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)感覺。四、多媒體CA與物理教學(xué)整合中應(yīng)避免的誤區(qū)由于所演示的

10、課件是一段編好的程序，它的靈活性和交互性都比較差，它也 有不可避免的局限性。如果盲目應(yīng)用，必然會(huì)走進(jìn)誤區(qū)。如有的教師完全拋棄了 黑板和粉 筆，敘述也被大段的文字課件代替，整屏整屏地展示課堂內(nèi)容，讓學(xué) 生目不暇接，無(wú)法消化吸收，更談不上思考，一節(jié)課基本上變成了操作計(jì)算機(jī)， 教師只是操作事 先設(shè)置好的計(jì)算機(jī)程序，課堂上沒有活潑生動(dòng)的氣氛，更沒有 師生間的良性互動(dòng)。因此，用現(xiàn)代教育技術(shù)完全取代傳統(tǒng)教育手段并不是可取的 好方法，應(yīng)當(dāng)根據(jù)教育 內(nèi)容的實(shí)際將二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。若是把教師生動(dòng)的 課堂活動(dòng)語(yǔ)言、動(dòng)作、演示等都變成課件上冷冰冰的文字，就顯得蒼白無(wú)力， 起不到現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)有的 作用，甚至適得其

11、反。還有的教師把一些不需要用多媒體CAI演示的內(nèi)容也搬上了電子屏幕,把一 些簡(jiǎn)單易做、現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)也做成課件來(lái)代替課堂演示，這將妨礙學(xué)生各方面 能力的發(fā)展，反而起到相反的作用。要恰當(dāng)?shù)卦诮虒W(xué)中運(yùn)用多媒體CA，我認(rèn)為要把握以下兩點(diǎn)：1. 課件的作用是輔教、輔學(xué)在課堂上，教師是組織教學(xué)的中心，起主導(dǎo)作用，學(xué)生是主體，而 課件是輔助教和學(xué)的一種工具，它可以在較大程度上幫助教師的教學(xué)，幫助學(xué)生 對(duì)知識(shí)的理解，進(jìn)行 高效率的訓(xùn)練，但它卻不能完全取代教師的作用，因?yàn)槲?們所強(qiáng)調(diào)的學(xué)生探究學(xué)習(xí)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)，如果沒有教師的輔導(dǎo)是不可能實(shí)現(xiàn)的， 教師更不能成為一個(gè)計(jì)算 機(jī)的操作者，因?yàn)檎n堂教學(xué)中教師與學(xué)生的

12、情感交流 是任何一臺(tái)機(jī)器不能夠代替的2. 課件的運(yùn)用要適用、適時(shí)、適度課件要有適用性，應(yīng)當(dāng)是課件內(nèi)容和教材內(nèi)容的有機(jī)融合，而不是生硬地?fù)?合，要從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，不能為了用課件而用課件，盲目地隨大流。在使用方法 和技巧上， 適時(shí)和適度地穿插課件于課堂教學(xué)中，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，使課 堂氣氛生動(dòng)活潑，定能獲得良好的教學(xué)效果。因此課件不在多，更不能濫，不必 節(jié)節(jié)用課件，而是 要精、要巧、要美、要恰到好處。五、數(shù)字化信息實(shí)驗(yàn)室（DIS系統(tǒng)）及網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用由于硬件采購(gòu)費(fèi)用過(guò)高，陜西絕大多數(shù)學(xué)校都沒有采購(gòu)DIS系統(tǒng)，加上該系 統(tǒng)需要進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)，現(xiàn)在這種方案暫時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。但是DIS系統(tǒng)是學(xué)生能力 培養(yǎng)所必須的設(shè)施，在財(cái)力允許的情況下應(yīng)盡量購(gòu)買。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)資源，應(yīng)此不需承擔(dān)建設(shè)費(fèi)用，只需要和各高校進(jìn) 行協(xié)調(diào)，購(gòu)買必要的終端機(jī)，與互聯(lián)網(wǎng)相連即可。但這種系統(tǒng)對(duì)使用者要求很高， 故建議主要用于教師教研活動(dòng)，以及優(yōu)秀學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，或必要的研究性學(xué)