淺析CAI在初中物理教學(xué)中的有效應(yīng)用

鄭麗蘭

摘? ?要：本文對(duì)CAI在初中物理教學(xué)具體實(shí)施過程中的有效策略進(jìn)行簡單解析。

關(guān)鍵詞：CAI;多媒體;物理策略;有效性

1? 研究背景

CAI（Computer Aided Instruction），就是教師在進(jìn)行教授知識(shí)時(shí)利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代科技進(jìn)行輔助教學(xué)的教學(xué)工作。主要包括①練習(xí);②個(gè)別指導(dǎo);③對(duì)話與咨詢;④游戲;⑤模擬;⑥問題求解。CAI為接受教育的人提供了比較形象、方便、直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)體驗(yàn)，通過對(duì)各種云端，大數(shù)據(jù)以及計(jì)算機(jī)多媒體的綜合應(yīng)用，完全可以彌補(bǔ)在傳統(tǒng)教學(xué)方式下的不足與局限性。通過多大數(shù)據(jù)的篩選應(yīng)用，其根本目的就是提高教學(xué)的質(zhì)量以及效率。

2? 學(xué)生學(xué)習(xí)物理存在的問題

2.1? 學(xué)生缺乏內(nèi)驅(qū)力

美國奧蘇伯爾把內(nèi)驅(qū)力分為三種：認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力，自我提高內(nèi)驅(qū)力和附屬內(nèi)驅(qū)力[ 1 ]。認(rèn)識(shí)內(nèi)驅(qū)力是學(xué)生能夠自覺學(xué)習(xí)的力量，致使這一力量缺乏的原因是中學(xué)物理相對(duì)其他科目難度更大些，學(xué)生容易受到挫折，因此對(duì)于知識(shí)的好奇心也隨之下降。對(duì)于自我提高內(nèi)驅(qū)力是一種尋求成功的力量，相對(duì)來說是更永久性的動(dòng)力，這種內(nèi)驅(qū)力的提升大部分來自于初中生的世界觀，但不是物理學(xué)科所特有的。如果孩子們?nèi)狈?nèi)驅(qū)力就像“提線木偶”一樣當(dāng)外力提一下或者拉一下，它才會(huì)動(dòng)一下，沒有方向，沒有目標(biāo)。綜上可知很有必要通過CAI來提高學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，可以使學(xué)生在吸收知識(shí)的同時(shí)又提升了對(duì)知識(shí)內(nèi)容的興趣，甚至對(duì)知識(shí)的渴望，在學(xué)習(xí)中獲得成就感，找到前進(jìn)的方向。

2.2? 初中生對(duì)物理的學(xué)習(xí)的興趣不夠濃厚

學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是能夠促進(jìn)學(xué)生求學(xué)的一股內(nèi)在力量，但是由于時(shí)代的變遷中學(xué)生的叛逆期只增不減，其實(shí)問題的根源無非是身體和心理上的不成熟導(dǎo)致的。不懂得對(duì)社會(huì)上的各個(gè)誘惑說不，只會(huì)越陷越深，陷入誘惑，對(duì)學(xué)習(xí)提不上興趣，且自我約束能力較為薄弱，主要體現(xiàn)在：上課喜歡偷偷地講話，做些小動(dòng)作，打瞌睡，心不在焉等現(xiàn)象。容易受外界因素影響，久而久之導(dǎo)致學(xué)業(yè)成績下滑直至跟不上。避免這一現(xiàn)象出現(xiàn)，作為老師有責(zé)任有義務(wù)認(rèn)真?zhèn)浜妹恳惶谜n，適當(dāng)補(bǔ)充與物理相關(guān)的科技時(shí)事，更能充分地抓住學(xué)生學(xué)習(xí)物理的“胃”，即吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，這時(shí)CAI是課堂教學(xué)非常好的輔助工具，所以教師對(duì)現(xiàn)代化信息技術(shù)手段要有一定的了解和研究。

2.3? 學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間的有限性

首先，受教育者剛接觸到物理這門科目的時(shí)候是初中二年級(jí)，而且也是在學(xué)習(xí)階段新增加的一門科目，學(xué)生比較容易受到其他科目先入為主的觀念影響，無法及時(shí)且正確意識(shí)到初中物理在中考的重要地位，導(dǎo)致學(xué)生在自主分配的時(shí)間里永遠(yuǎn)把物理這門科目放在最后才完成或者直接馬虎應(yīng)付完成。其次，經(jīng)過訪談得知，學(xué)生除了存在態(tài)度上不重視的問題外，物理在各學(xué)科當(dāng)中可以稱得上算是一門相對(duì)比較嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心的學(xué)科，而想要學(xué)好物理學(xué)科的話必不可少是需要掌握（1）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S;（2）深入的理解能力;（3）獨(dú)立分析問題以及總結(jié)問題;（4）更要懂得羅列出物理的各個(gè)關(guān)系式并且合理運(yùn)用;（5）對(duì)實(shí)驗(yàn)要有一種探索精神。然而據(jù)受教育者的身心發(fā)展的規(guī)律來說，心智各方面還不夠，能夠喜歡物理并且學(xué)好物理確實(shí)不易，所以就不愿意花時(shí)間去克服困難。但是中學(xué)生此時(shí)的智力水平正處于全面待開發(fā)的狀態(tài)，只要很好地帶其入門，稍加指引就可避免出現(xiàn)厭煩此學(xué)科的情緒。再者，結(jié)合筆者所在學(xué)校學(xué)習(xí)氛圍，老師都很有責(zé)任心，非常拼命地教學(xué)，每個(gè)老師無不希望自己教的科目學(xué)生都能學(xué)得好，所以難免一些科目占用學(xué)生課下比較多的時(shí)間。當(dāng)今時(shí)代學(xué)生學(xué)習(xí)壓力大，在與家長溝通與交流中得知學(xué)生每天六點(diǎn)多就得起床，晚上完成作業(yè)和洗漱后要到十一點(diǎn)多或者十二點(diǎn)才能上床睡覺。如何使中學(xué)生身心健康成長，快樂學(xué)習(xí)，教育者是有必要研究提高物理課堂效率的策略，盡量把教學(xué)任務(wù)在課堂里消化，同時(shí)借助多媒體因材施教地布置少量有效地課后作業(yè)。

3? CAI的有效應(yīng)用在初中物理教學(xué)中的體現(xiàn)

3.1? 充分利用現(xiàn)代化視聽手段激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

夸美紐斯說：“興趣是創(chuàng)造一個(gè)歡樂和光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一[ 2 ]。”那如何通過CAI培養(yǎng)教育對(duì)象的物理學(xué)習(xí)興趣？經(jīng)大多學(xué)者的研究指出“視、聽、嗅、味、觸，這五種感官指引著人們對(duì)周圍信息的感知、接受周圍的信息，這五種感覺器官感知信息組成部位分別為：視覺83%;聽覺11%;嗅覺、觸覺1.5%、味覺1%”。數(shù)據(jù)表明在接收信息方面占著重要比例的感覺器官是眼睛和耳朵，所以有必要充分利用CAI的圖表和聲音功能。

由此可見，接受信息的主要途徑是通過視覺，CAI以文字，表格，圖片等形式輸出。

（1）字體在大小，格式，顏色，粗細(xì)等方面相互結(jié)合，更能凸顯出重難點(diǎn)知識(shí)，體現(xiàn)出心理過程中知覺的選擇性的特性。

（2）CAI中的表格應(yīng)用使所研究對(duì)象之間形成明顯的對(duì)比功能。

（3）但是文字不如表格，表格不如如圖片。圖片具有直觀性，它是最直接能刺激神經(jīng)細(xì)胞，使所學(xué)知識(shí)在記憶保存得更長久，并能根據(jù)需要快速提取出來。在課堂中合理利用好圖片還能調(diào)動(dòng)課堂氣氛，比如：在長度與時(shí)間的測量中，可以通過建立長度矛盾和沖突，激發(fā)學(xué)生思考的火花，如果單從人類感覺器官出發(fā)，眼睛看到的并不一定是可靠的，也會(huì)存在錯(cuò)覺。如圖3-1所示人眼覺得右邊中間的圓會(huì)比較大，而實(shí)際上圖中間的兩個(gè)圓是等大的; 圖3-2兩條線段長度相等，但視覺上會(huì)覺得線段長度不一致;再如圖3-3這些條紋是平行，可用直尺平移驗(yàn)證，說明長度測量工具的重要性，因此我們需要長度的測量工具。

（4）同時(shí)不同而有序的圖片連續(xù)播放就形成了視頻或動(dòng)圖，具有較強(qiáng)的連貫性和邏輯性?，F(xiàn)在很多平臺(tái)的小視頻資源都做得生動(dòng)有趣，像“樂樂課堂”“愛學(xué)堂”“物理大師”“洋蔥數(shù)學(xué)”等平臺(tái)把一個(gè)小知識(shí)系統(tǒng)連貫的展現(xiàn)出來，同時(shí)又非常富有趣味性，讓受教育者感受到物理的魔力，產(chǎn)生對(duì)學(xué)習(xí)的渴望并樂在其中，使教學(xué)效果達(dá)到事半功倍。

（5）還可以通過CAI實(shí)施多種方式綜合使用，如在希沃白板上板書重要知識(shí)，突破了傳統(tǒng)板書內(nèi)容的空間和時(shí)間的局限性;不僅如此，在白板上能夠直接畫圖建立物理題意模型，CAI具有克隆復(fù)制與旋轉(zhuǎn)功能。如：一個(gè)箱子由一個(gè)位置移動(dòng)到另外一個(gè)位置，通過克隆技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)現(xiàn)象，教師再結(jié)合自身語言魅力，可以使一個(gè)箱子富有生命力，使物理物理知識(shí)富有故事性、邏輯性與連貫性。

其次，聲音的功能就是視覺信息的補(bǔ)充。有的學(xué)生從小培養(yǎng)閱讀能力，其閱讀能力比較強(qiáng)，可以在一道題目中快速的提取有用的信息，但是有的學(xué)生在這方面就比較薄弱，可以通過CAI進(jìn)行圖文加講解相結(jié)合，圖文結(jié)合講究的是充分地調(diào)動(dòng)視覺和聽覺共同參與到學(xué)習(xí)當(dāng)中，從而更好地提高學(xué)習(xí)效率，使教學(xué)工作更有效地進(jìn)行。如果在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中將重難點(diǎn)變成播放適當(dāng)?shù)挠捌蛘咭纛l，這對(duì)于有的學(xué)生來說可以有效地集中其注意力，將注意力放在重難點(diǎn)上。比如在學(xué)習(xí)“聲音的世界”這一章節(jié)，可以將世間美妙奇特的聲音請(qǐng)進(jìn)我們的課堂，通過讓學(xué)生聽聲音辨物體，調(diào)動(dòng)課堂氣氛，從而得出聲音的特性中的音色這一知識(shí)點(diǎn)。而在闡述聲音的能量的內(nèi)容時(shí)，借助海豚音震碎杯子的視頻，開拓學(xué)生眼界，讓孩子們很好的感受到物理世界的美妙，從而很好地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

3.2? CAI有助于初中物理實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充

對(duì)于物理來說，無實(shí)驗(yàn)無物理，但是在做實(shí)驗(yàn)中有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，不易顯出事物本質(zhì)特征或?qū)嶒?yàn)具有危險(xiǎn)性。因此可以通過CAI進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，建立物理模型等。

模擬實(shí)驗(yàn)安全又環(huán)保，還能隨時(shí)隨地培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考與動(dòng)手能力，如在探究電路特點(diǎn)時(shí)，可通過仿真模擬實(shí)驗(yàn)降低學(xué)生對(duì)電路實(shí)驗(yàn)儀器的損壞，且仿真實(shí)驗(yàn)具有高度真實(shí)性，如電流短路導(dǎo)致著火現(xiàn)象，電流表燒壞，仿真實(shí)驗(yàn)可以清晰的體現(xiàn)出來，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯又能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，并形成深刻的印象?/p>

另外，通過CAI構(gòu)建的物理模型更能清晰明了地突出事物本質(zhì)特征。如：磁場是看不見摸不著的東西，單純地給學(xué)生講授磁場，會(huì)使他們感覺云里霧里摸不著方向，但是將磁場中的磁感線用帶箭頭的線條來表示，這就很大程度上給學(xué)生建立一個(gè)模型，將抽象的東西變得具體，像光線，磁感線就很好地化抽象為具體，變復(fù)雜為簡單，這就是CAI的好處。同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)在二維平面及三維立體空間的展示，如：探究凸透鏡的會(huì)聚功能和磁體的磁場分布情況，CAI能從立體空間突出事物的本質(zhì)特征。

而對(duì)于比較危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，例如托里拆力實(shí)驗(yàn)是用汞來做的實(shí)驗(yàn)的，而水銀是一種有毒的金屬液體，不方便在課堂上實(shí)物直觀的呈現(xiàn)出來，所以CAI可以彌補(bǔ)實(shí)際課堂的不足，避免同學(xué)們接觸有毒的水銀，在學(xué)習(xí)的同時(shí)也保證了自身的安全。

3.3? CAI有助于因材施教理念的實(shí)現(xiàn)

在大數(shù)據(jù)背景下，CAI使教師更精準(zhǔn)、深入地去了解學(xué)生。根據(jù)課堂上課情況和課下作業(yè)情況幫學(xué)生分析對(duì)應(yīng)優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)，查缺補(bǔ)漏 ，并進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。在課下可進(jìn)行分層作業(yè)的個(gè)性化布置，不同程度的學(xué)生完成的內(nèi)容根據(jù)具體情況來發(fā)布，使所有受教育者都獲得有個(gè)性的發(fā)展，從而增加學(xué)習(xí)信心。在傳統(tǒng)物理教學(xué)中，學(xué)生將作業(yè)本上交給科任老師，老師用紅筆批閱后再分發(fā)到學(xué)生手中。這個(gè)過程對(duì)老師來說是困難且漫長的，存在學(xué)生上交作業(yè)及時(shí)問題。如果利用現(xiàn)代科技，使學(xué)生和老師在云端進(jìn)行聯(lián)系交流，使每個(gè)學(xué)生都能及時(shí)得到作業(yè)情況的反饋，將問題立即解決，更有利于學(xué)生掌握物理相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)。立即分析學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤情況的共同點(diǎn)，教師將更有針對(duì)性，方向性地采取措施來教學(xué)。

3.4? 各種教育教學(xué)資源的共同分享離不開CAI的幫助

CAI需要中學(xué)教師自身有較高的綜合素質(zhì)修養(yǎng)，對(duì)于教育者來說是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。教師面對(duì)如此龐大的資源，需要一定的篩選能力與辨別能力，可選擇交互式強(qiáng)的軟件來制作課件，并擁有熟練操作多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能力。例如希沃白板具有入門快，操作簡單快捷的特點(diǎn)，里面也有一些不錯(cuò)的課件資源可供參考。同時(shí)它可以實(shí)現(xiàn)資源網(wǎng)絡(luò)化，不再需要像傳統(tǒng)課件一樣需要U盤這一媒介來實(shí)現(xiàn)在資源在不同電腦的呈現(xiàn)，只要登入賬號(hào)就可以呈現(xiàn)自己準(zhǔn)備好的課件，解決了教師忘帶U盤或者U盤遺失帶來的不必要麻煩。再者，資源分享也很便捷，只需要一鍵分享，對(duì)方打開對(duì)應(yīng)鏈接就能馬上實(shí)現(xiàn)在資源共享，然后老師之間就可以對(duì)共享的材料提出意見或使用，使得教學(xué)資源更優(yōu)質(zhì)化。

3.5? CAI是重要的教學(xué)輔助工具，但使用要適度

凡事都要講究適度原則，否則物極必反。CAI它只是一種工具，并不可以完全取代教師的教學(xué)工作，要使實(shí)際教學(xué)和CAI緊密地結(jié)合在一起。如視頻具備了生動(dòng)有趣的性質(zhì)，但是否采用要根據(jù)本堂課的教學(xué)目的來進(jìn)行選擇，其內(nèi)容要求要簡潔明了，突出重點(diǎn)難點(diǎn)。不可過渡依賴多媒體，一旦新鮮事物太多，反而更容易使學(xué)生無法集中思維，思維一旦分散，考慮角度自然片面，這樣明顯降低了我們課堂教育的效率，會(huì)有一種喧賓奪主的感覺。

4? 結(jié)束語

總之，在當(dāng)今“互聯(lián)網(wǎng)+”的趨勢(shì)下，這其中CAI的有效應(yīng)用便是這場革命的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也是未來教育發(fā)展的趨勢(shì)。但如何真正做到有效合理的應(yīng)用，仍然還只是處在探索的過程階段，教育工作者有必要共同努力研究，在實(shí)踐中不斷地總結(jié)有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)，并互相分享與探討具體有效的措施，讓CAI更有效地服務(wù)于各學(xué)科的教學(xué)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈亮.初中物理有效教學(xué)策略研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2009.

[2]孫艷紅;淺談低年級(jí)學(xué)生數(shù)學(xué)識(shí)圖能力的培養(yǎng)[J].學(xué)周刊，2014，（27）.