工欲善其事必先利其器！

一堂“新鮮”的物理課    北京，高中新課程的腳步越來越近了。在陳經(jīng)綸中學(xué)舉行的一次新課程多媒體教學(xué)觀摩活動(dòng)，吸引了大批一線教師，新課程、多媒體，這些都是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。    物理課上，擠滿了聽課的老師。今天的課是波的疊加與干涉，經(jīng)典的教學(xué)難點(diǎn)。    先是演示實(shí)驗(yàn)。主講教師準(zhǔn)備了一個(gè)兩米多長的大水槽，里面裝滿了紅色的水，同步推動(dòng)水槽兩端的擋板，水槽中的水動(dòng)了起來，形成了穩(wěn)定的高低起伏的水浪。    學(xué)生們看得津津有味，“這種現(xiàn)象是怎么形成的呢？”    接下來，學(xué)生們?nèi)齼蓚€(gè)一組，圍在筆記本電腦旁，使用“橫波的疊加”動(dòng)態(tài)模擬軟件研究起來：選擇脈沖波、連續(xù)波，調(diào)解兩列源波的頻率、振幅，觀察疊加波、源波的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，操控定格、慢放功能，選擇質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤觀測，老師一邊巡視一邊指導(dǎo)，不時(shí)地提出問題，所有的學(xué)生都投入地操作著、熱烈地輕聲討論著。    緊接著是學(xué)生們分組匯報(bào)和小結(jié)，“同學(xué)們看到了什么？”，“看到了各種條件下兩列源波都保持原有的形態(tài)互相穿過”；“疊加波振動(dòng)的規(guī)律是什么？”，“通過定點(diǎn)跟蹤和測量，發(fā)現(xiàn)疊加波上任意一點(diǎn)（在某一時(shí)刻）的振動(dòng)位移都是兩列源波相同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移的（矢量）和”。    “下面，再來定量地研究一下水面波干涉形成的條件”。    新的任務(wù)又開始了，學(xué)生們通過“水面波的干涉” 動(dòng)態(tài)模擬軟件繼續(xù)研究，跟蹤加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)的質(zhì)點(diǎn)，對比跟蹤任意質(zhì)點(diǎn)，操控定格、慢放，度量質(zhì)點(diǎn)與波源的距離，電子表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析.    下課了，聽課的老師們立刻熱烈地討論了起來，專家的點(diǎn)評更是讓老師們頻頻點(diǎn)頭，“演示實(shí)驗(yàn)與科學(xué)模擬軟件的有效結(jié)合”、“信息技術(shù)手段恰當(dāng)切入，架起從感性認(rèn)識到理性分析的橋梁，通過自主探究突破教學(xué)難點(diǎn)”、“科學(xué)動(dòng)態(tài)模擬軟件可以讓看不見的看見、看不清的看清，讓學(xué)生自主探究物理過程的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律”    實(shí)驗(yàn)、思考，模擬、探究，討論、結(jié)論，新課程的探究教學(xué)要求在不經(jīng)意間完成了?？v觀一節(jié)課，教師說的少，但說在點(diǎn)子上，通過實(shí)驗(yàn)、模擬步步推進(jìn)；學(xué)生動(dòng)的多，不僅全體參與、而且思維活躍，學(xué)習(xí)效果也十分明顯，因?yàn)樗麄兲骄恐凶约骸翱匆姟绷?、“發(fā)現(xiàn)”了結(jié)論。    主講教師的話發(fā)自肺腑，“沒有科學(xué)動(dòng)態(tài)模擬軟件這種新的教學(xué)工具，這樣的課是不可想象的”。 迎接新課程，我們準(zhǔn)備好了嗎    新課程，給教學(xué)提出了新的要求，也帶來了新的問題。“面向?qū)W生發(fā)展、實(shí)施素質(zhì)教育、自主協(xié)作探究”，如何讓這些理念不停留在口號，而在教學(xué)實(shí)踐中實(shí)實(shí)在在地落實(shí)？教學(xué)內(nèi)容變了、教學(xué)要求變了、教學(xué)模式變了，面對著“樹立新理念、掌握新內(nèi)容、實(shí)踐新模式”的新形勢，從哪里突破呢？    解決問題的途徑也許不少，但應(yīng)用新的信息化教學(xué)手段，無疑是其中重要且必要的一種。    現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，為教學(xué)創(chuàng)新帶來了新的可能，所以國家基礎(chǔ)教育課程改革綱要明確指出，要“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具?！?。    以多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的現(xiàn)代教育技術(shù)，可以為教學(xué)內(nèi)容提供新的載體，為教學(xué)模式提供新的平臺。通過課程資源的信息化、教學(xué)手段的信息化，讓信息化進(jìn)入教師備課、課堂教學(xué)、學(xué)生研究性學(xué)習(xí)、教師專業(yè)學(xué)習(xí)等教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)，從而促進(jìn)教與學(xué)過程的信息化。在信息化的教學(xué)平臺上，我們不僅可以探索解決教學(xué)難題、改善教學(xué)效果、提高教學(xué)效率的新途徑，更可以不斷探索實(shí)現(xiàn)“自主、協(xié)作、探究”的教學(xué)模式。 多媒體如何才能成為有效的教學(xué)工具？-理性審視多媒體的教學(xué)價(jià)值    信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，多媒體無疑是其中最早的一個(gè)，從幻燈投影機(jī)、錄像機(jī)到電腦，從靜態(tài)畫面到動(dòng)態(tài)畫面，多媒體在教學(xué)中的應(yīng)用并不新鮮。然而現(xiàn)代多媒體技術(shù)已今非昔比，流媒體、科學(xué)動(dòng)態(tài)模擬、三維空間建模、虛擬現(xiàn)實(shí)，我們現(xiàn)在討論多媒體的教學(xué)價(jià)值，要在現(xiàn)代教育技術(shù)視角下，結(jié)合學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)，來認(rèn)識多媒體的形態(tài)特征和認(rèn)知特點(diǎn)，分析其教學(xué)功能。   多媒體從形態(tài)上主要有圖片、圖形、表格、音頻、視頻和動(dòng)畫，每種類型都有其獨(dú)特的表現(xiàn)特點(diǎn)和教學(xué)應(yīng)用價(jià)值（以下描述主要以科學(xué)學(xué)科為例）。    圖片能夠真實(shí)地再現(xiàn)客觀事物的原貌，可以用來直觀呈現(xiàn)具有典型特征的物體、設(shè)施、器件、現(xiàn)象、情景、人物、事件等，時(shí)間上跨越歷史，尺度上跨越宇觀、宏觀和微觀。 圖形主要是為表現(xiàn)某些事物關(guān)系而繪制的具有示意功能的圖線，可以用來直觀呈現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及軌跡、相互作用關(guān)系、操作過程、變化過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線等，尺度上從系統(tǒng)到細(xì)節(jié)，內(nèi)容上從實(shí)物關(guān)系到概念關(guān)系。 表格主要用于分析、歸納實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較易混淆概念，梳理知識結(jié)構(gòu)等。視頻則是直觀復(fù)現(xiàn)事物發(fā)生、發(fā)展和變化的連續(xù)動(dòng)態(tài)畫面，現(xiàn)代視頻技術(shù)通過拍攝和剪輯手段可以達(dá)到從全景到特寫、從快放到慢鏡、從單純視頻畫面到整合圖文聲像的視頻節(jié)目等多種視覺效果，可以用來直觀呈現(xiàn)重要的自然運(yùn)動(dòng)或者生命活動(dòng)的形態(tài)、過程、現(xiàn)象、情景，以及重要的科技人物和科技事件等。    不難看出，圖片、圖形、表格和視頻都可以用來呈現(xiàn)一些難以用語言描述清楚的直觀知識。其實(shí)我們的教學(xué)內(nèi)容中，有大量客觀知識本來就是直觀知識，應(yīng)該以“看”的方式來學(xué)習(xí)，只是傳統(tǒng)教材過于強(qiáng)調(diào)文字?jǐn)⑹龅膰?yán)謹(jǐn)而對直觀呈現(xiàn)知識重視不夠?，F(xiàn)在情況已大為改觀，在已出版的各版本新教材中，圖片、圖表受到了極大的重視，有些內(nèi)容的編排已經(jīng)是“以圖表為主、文字說明為輔”了(當(dāng)然觀看視頻帶來的那種身臨其境的效果是紙本教材無法實(shí)現(xiàn)的)。但是，新教材要聯(lián)系生活實(shí)際、聯(lián)系科技進(jìn)步和社會發(fā)展、聯(lián)系科學(xué)史，教材上的圖表還不能滿足教學(xué)的普遍需要，無論從題材、形式還是內(nèi)容上，教師都需要更廣泛的選擇才能滿足個(gè)性化教學(xué)的需求。信息技術(shù)給我們提供了這種可能，計(jì)算機(jī)不僅能夠存儲和管理大量的多媒體素材，還可以運(yùn)用多媒體技術(shù)把圖形、表格制作成可以交互的動(dòng)態(tài)圖表，使之更符合課堂教學(xué)中引導(dǎo)和組織教學(xué)活動(dòng)的需要；同時(shí)，最先進(jìn)的電子書技術(shù)，還能夠把教材電子原版、“配套”的多媒體教學(xué)素材和備課軟件集成在一起成為高效的備課工具，使教師能夠像翻閱教材一樣查找素材和編制電子講義。    動(dòng)畫是采用動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可交互、可控制的連續(xù)動(dòng)態(tài)畫面，是最有價(jià)值的教學(xué)媒體形態(tài)，因?yàn)樗闪藞D文聲像的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了它們在交互性上的不足。動(dòng)畫采用模擬的表現(xiàn)手段，從理論上講幾乎無所不能模擬(如果不是有想象力制約和成本制約的話)。動(dòng)畫的模擬表現(xiàn)手段是多樣的，可以是追求形似的簡單模擬，比如用來講解受力分析的“人走路情形”的模擬；可以是追求神似的夸張模擬，比如用來表現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)微觀機(jī)制的“電離反應(yīng)微觀過程”的模擬；可以是追求細(xì)節(jié)的仿真模擬，比如用來觀察變化規(guī)律的“細(xì)胞有絲分裂過程”的模擬；可以是追求精確的科學(xué)模擬，比如用來探究現(xiàn)象背后科學(xué)規(guī)律的“橫波疊加情形”的模擬等。    當(dāng)然最有價(jià)值的當(dāng)屬基于嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型的科學(xué)動(dòng)態(tài)模擬，它是現(xiàn)代多媒體技術(shù)和計(jì)算技術(shù)結(jié)合的典范，已經(jīng)成為現(xiàn)代自然科學(xué)和生命科學(xué)前沿研究，乃至航空航天、氣象、精密制造等領(lǐng)域不可或缺的工具。在教學(xué)應(yīng)用中，科學(xué)動(dòng)態(tài)模擬不僅可以動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)其它手段難以描述、難以直接觀察的科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)情景，還原復(fù)雜科學(xué)問題的動(dòng)態(tài)情境，動(dòng)態(tài)展示重要科學(xué)儀器的工作原理等，還可以通過動(dòng)態(tài)展示科學(xué)過程和狀態(tài)，對科學(xué)概念、規(guī)律進(jìn)行直觀的觀察和分析。    需要說明的是，模擬本身不是真實(shí)，能夠用文字、圖表或視頻表達(dá)清楚的就沒有必要使用動(dòng)畫，教學(xué)動(dòng)畫要針對恰當(dāng)?shù)倪x題才有意義。動(dòng)畫不是萬能的，但正如文章開篇的案例，有些教學(xué)活動(dòng)沒有動(dòng)畫卻是萬萬不能的。教學(xué)動(dòng)畫設(shè)計(jì)要利于觀察、勝于真實(shí)，結(jié)合定格、慢放、快放等動(dòng)態(tài)控制，讓看不見的看見、看不清的看清；通過參數(shù)調(diào)節(jié)和對比、對應(yīng)、同步、疊映等教學(xué)動(dòng)畫表現(xiàn)方法，把復(fù)雜現(xiàn)象和本質(zhì)規(guī)律有機(jī)地聯(lián)系起來, 只有這樣，才能成為支持探究的教學(xué)工具。 善用多媒體教學(xué)工具，優(yōu)化新課程教學(xué)活動(dòng)    所謂工具，要能夠幫助使用者解決某一類共性的問題，比如使用榔頭可以釘釘子，使用微波爐可以烹飪，使用地球儀可以觀察海洋分布、演示地球自轉(zhuǎn)等等。    多媒體作為一種教學(xué)手段的價(jià)值是毋庸置疑的，但作為教學(xué)工具，還必須把多媒體技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)有效地整合，從科學(xué)地呈現(xiàn)知識出發(fā)，突破傳統(tǒng)教學(xué)手段下的教學(xué)難點(diǎn)；從知識的人機(jī)交互出發(fā)，支持科學(xué)探究的教學(xué)模式；從教學(xué)過程的師生活動(dòng)出發(fā)，優(yōu)化知識的呈現(xiàn)和交互模式，使多媒體不但有用、而且好用，使教學(xué)活動(dòng)能夠在一個(gè)新的知識載體和互動(dòng)平臺上體現(xiàn)出個(gè)性和創(chuàng)造性。    縱觀人類文明史，從手工經(jīng)濟(jì)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)到知識經(jīng)濟(jì)，制造和使用工具是根本的驅(qū)動(dòng)力。廣泛使用工具促進(jìn)了生產(chǎn)力進(jìn)步、激發(fā)了人類的創(chuàng)新力。    多媒體作為教學(xué)工具，從教育技術(shù)角度看，是技術(shù)與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合，從教師使用角度看，是一種認(rèn)識、一種技能。掌握現(xiàn)代信息技術(shù)、善用多媒體教學(xué)工具，來優(yōu)化課堂教學(xué)、備課、教研等教學(xué)活動(dòng)，是信息社會和新課程背景下對廣大教師新的職業(yè)要求。課堂教學(xué)，使用多媒體教學(xué)動(dòng)畫來突破重難點(diǎn)、組織探究活動(dòng)；備課活動(dòng)，使用多媒體教學(xué)資源庫或多媒體電子教材來查找素材、設(shè)計(jì)教學(xué)、編制講義；教研活動(dòng)，觀摩優(yōu)質(zhì)多媒體教學(xué)案例來分析點(diǎn)評、汲取經(jīng)驗(yàn)這些情景，必將成為新課程教學(xué)的常態(tài)。    “工欲善其事，必先利其器”。合理選擇、熟練使用多媒體教學(xué)工具，一定會點(diǎn)燃教師的教學(xué)創(chuàng)造力，使我們的教學(xué)步入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。