CAI在高中物理教学中的应用初探
摘要：物理学是个异彩纷呈的天地，多彩多姿的物理现象令我们为之着迷。而在高中物理教学里，怎样把正确的物理概念、规律传授给学生，并通过生动、活泼的课内外教学使学生领略到物理世界的奇景异致，建立起对物理学的兴趣，是每一位一线物理教师都在反复思考的问题。
关键词：CAI 多媒体 物理 应用
在传统的课堂教学中，限于种种条件，许多精彩绝伦的物理现象往往无法十分清晰地呈现于学生的面前，这确实是我们物理教师的一个遗憾。
幸运的是，随着计算机技术的飞速进步，这种曾经的遗憾已经可以通过现代技术手段CAI加以弥补。学过计算机的人都知道，CAI也就是所谓计算机辅助教学（Computer-Assisted Instruction）。
那么，究竟CAI为何有如此魔力能超越我们沿袭已久的传统课堂教学呢？下面我们就此问题作一个初步的探讨。
第一、从教育心理学角度看，运用 CAI手段对提高课堂教学质量肯定大有裨益。
教育心理学研究表明：人获取的外界信息中，83％来自视觉，11％来自听觉，3.5%来自嗅觉，1.5％来自触觉，1％来自味觉，显然增加视觉、听觉信息量是多获取信息最可取的方法。而CAI教学手段以其丰富的色、声、图、文以及动感、技巧，生动直观地、科学准确地传递大量信息，恰恰在视觉、听觉效果方面有其独特的优势。这样，CAI教学手段有利于学生在课堂上获取物理知识，必然能提高教学质量。
第二、从实际应用分析，运用CAI教学可以大大提高教学质量。
理论上，CAI教学可以提高教学质量，但实际上如何呢？必须通过实践加以验证。近两年，我在物理教学中尝试充分运用CAI教学手段，以论证其作用的真实性。结果，从多方面表明，CAI教学确有不可比拟的效果。
1．CAI教学能激发学生学习兴趣，提高教学质量
我们知道，动态的事物比静态的事物更能引起学生的注意，更能调动学生的兴趣，从而激发学生的学习兴趣。CAI为教学创设一个生动有趣的教学情境，化无声为有声，化静为动，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习积极性。传统教学中，学生面向静态呆板的课本和板书，难免枯燥乏味。计算机多媒体教学克服了这一缺陷，静止的物体可以按指定的轨迹运动，静态的图可以像动画一样移动，可以像流水般呈现一幅幅变幻的图象，色彩可以变化，速度可以控制。例如：在教"并联电路"时，我采用改变逐渐改变电路连线颜色的动画方式展示电流的流动方向与流动过程，让学生在视觉上对抽象的知识有直观认识，进而理解了电路并联这一比较抽象的概念。学生在动画的刺激下，始终保持着浓厚的学习兴趣，极大地调动了学生的学习积极性，收到了良好的效果。
2．CAI教学能将难点简单化，提高教学质量
我们不少物理教师也常采用CAI教学手段进行物理教学，把难以用传统教学表达的重点、难点利用CAI教学手段，或制作相应的动画、或模拟实验现象、或人为控制模拟实验过程，让抽象、现有实验设备难以完成的物理现象呈现在学生面前，使学生如见其人、如闻其声、如临其境，从而将难点简单化。如我考虑到以往讲"波的干涉"一课时，学生对干涉现象的产生较难理解，我先将两列连续的相向的波叠加的模拟过程展示给学生看，再将波的干涉示意图用动画的形式展示给学生看，学生观察到两列波向外传播时，各点的叠加规律，从而进一步理解"稳定的互相间隔的振动最强的区域和振动最弱的区域"这一知识点，大大提高了教学质量。
3．CAI教学能提高教学效率，提高教学质量
40分种一节课，确实令不少教师觉得时间不够用，如何提高教学效率，确是一个值得商讨的问题。往往，我们的时间经常会浪费在画图、抄习题题目上。如果我们在备课时充分利用CAI，将图象及上课要用的题目事先在电脑中画好、输入，甚至将解题步骤、过程在电脑上准备好，以备上课之用。上课时，我们就能节约不小的时间，和用课前的准备时间与电脑的功能，提高堂上的教学效率，亦不失为一项明智之举。我?quot;透镜成像作图法"一课中，事先将各种透镜的成像作图法用"几何画板"准备好。上课时，我利用动画依次显示各光线来代替手工作图，既增加课堂的趣味性，又节约出更多时间让学生练习、思考，真正达到"还时于生"的目的，教学质量相应得到提高。
事实上，在教学中善于使用现代化多媒体教学手段进行教学，有利于增强教学的直观性、生动性和时代性，增加教学容量；有利于学生理解教学内容的科学性、系统性；有利于增加师生交流机会，使教学氛围更加生动活泼，更好地落实因材施教，提高课堂教学的效率和质量，从而有利于提高学生素质。实践证明，教学媒体的现代化是实现素质教育的技术基础和重要环节。 第三、从比较实验结果得出，运用CAI教学成绩大大提高了。
笔者也对CAI教学作了比较实验，我执教的普通班高一(2)班58人，重点班高一(12)班55人；在学习《机械波》一节时，以高一(12)班为实验班，高一(2)班为对照班，上完这部分内容后进行试验测试，并对成绩进行比较分析，结果如下表：
班 别 人数 期末平均分 试验测试平均分
实验班 55 73.6 82.4
对照班 58 62.1 61.16
由于两个班不是平衡班，只能借助上学期期末考试作比较，从试验结果看来，利用CAI辅助教学，确实有很大的优势。在实验班使用了利用《Flash 4.0》软件制作的课件。通过对绳波（横波）的传播过程、螺旋弹簧（纵波）的传播过程进行模拟，让学生观察，发现两种波各质点的运动方向与传播方向进行存在差异，通过对动态动画的直观比较，突破以前仅用静态图象难以突破的难点，从而对横波和纵波的概念、特点加深理解，又极大地调动了学生学习的兴趣，教学效果好。此实验说明，运用CAI手段进行数学课堂教学效果是显著的。
实践证明，CAI教学具有形象性、多样性、新颖性、趣味性、直观性、丰富性等特点，在提高课堂教学质量上具有极大的潜能，是一个对教学具有极大影响力的课题。CAI教学对于深化课堂教学改革，大面积提高教学质量，全面提高学生素质具有相当重要的作用。
参考资料
《中学理科教师科研论文导写》 李再湘 湖南师范大学出版社
