从教学实践看课堂教学中多媒体的使用

近年来，多媒体越来越普遍地应用到高等学校的课堂教学中，并以其强大的优势对传统的板书教学造成巨大的影响。笔者在吉林师范大学物理学院从事多轮的《电动力学》教学工作，在实践中使用过传统的板书教学、完全使用多媒体(采用PowerPoint结合MATLAB软件)教学、多媒体辅助板书教学三种教学方式。为探讨三种教学方式的课堂教学效果，笔者设计了符合本课程特点的调查问卷，对吉林师范大学物理学院2003级本科3、4班共63名同学进行了问卷调查。

《电动力学》课程特点及使用的多媒体课件的特点。

为了更好地评价课堂教学效果，我们有必要了解一下本课程的特点。《电动力学》是一门重要的理论基础课，课程内容含量较大、公式繁多、推导复杂、逻辑严密、思维抽象，计算性特点较为明显，习题也较难解。对数学工具(矢量计算及数理方程等)的操作能力直接影响本课程的学习。

针对这些特点，我们选择了吉林大学物理学院理论物理教研室编写的《电动力学课程多媒体教学课件》。特别是其对电磁场的3D演示功能及适时的交互性使其对电磁场具有相当强大的描述能力，这是其他常用多媒体软件所不具备的。

调查问卷内容及统计结果分析

问卷分为两部分，第一部分为基本态度调查，第二部分为选择性问题。

1、问卷第一部分的内容及调查结果如下表。(表1)回答问题时请深思熟虑，您的答案将会对教师提供有益的帮助。

2、调查结果分析。首先承认，此种主观态度的调查会受到很多主观因素的影响，但结果仍是具有相当可信度的。从学生对多媒体的态度上看，持“感兴趣(35％)”和“一般(55％)”的人数占绝大多数，这说明学生本身对多媒体是持欢迎态度的。而对比三种课堂教学方式的教学效果来看，对本课程来讲，学生反对。“完全采用”多媒体教学。这说明教师在多媒体技术的应用上的不足，会极大影响课堂的教学效果。这就需要任课教师加强对多媒体技术的认识，深入了解各种常用的多媒体软件的特点，结合自己主讲课程的特点，将二者有机地结合起来。

第二，多媒体辅助教学较传统的板书教学的课堂教学效果有一定提高，但提高程度很有限。首先分析其中提高的原因：MATLAB软件通过编程可以适时地、清晰地演示电磁场的3D图像及其精细结构，具有很强的交互性，使学生直观了解电磁场的特征，加深印象，提高兴趣，加深理解，体现了科学研究的方法。而提高程度有限的原因，粗略分析主要有两个：①是本课程理论推导内容占绝大多数，演示内容相对较少；另外课时有限，不可能对计算所得的图像加以详细的分析研究。②是客观上，在阐述和演示转换过程中会耽搁一些时间，设备有时会出现意料之外的问题，在演示过程中室内光线较暗，时间短达不到教学效果，时间长则会使学生疲乏等等，这都是不利因素。但总的来说，选择适当的软件，适当地使用，是可以在一定程度上提高课堂教学效果的。

3、问卷第二部分的内容。问卷的第二部分内容是调查学生的课堂学习效果。问卷设计上参考了美国高校学生评价教学方案中的“教学的发展性和有效性评价系统(IDEA)”，并针对本课程进行局部细化。问卷形式如下：

指导语：回答问题时请深思熟虑，您的答案将会对教师提供有益的帮助。每个问题采用5分制，分别代表：

①能够达到问题的0-20％之间。

②能够达到问题的20％-40％之间。

③能够达到问题的40％-60％之间。

④能够达到问题的60％-80％之间。

⑤能够达到问题的80％-100％之间。

请根据您自己的实际情况进行选择。通过学习，您能够：

(1)①②③④⑤获得了事实性的知识(专业术语，方法等)。

(2)①②③④⑤学会了基本原理，一般概念或理论。

(3)①②③④⑤清楚了本课程的阐述脉络及研究方法。

(4)通过本课程的学习，对电磁场理论有了更深刻的认识，其中：

a、①②③④⑤清楚了解本课程与《电磁学》的联系与区别。

b、①②③④⑤能够理解本课程中出现的有关电磁场理论的抽象物理问题的学意义和物理意义。

c、①②③④⑤通过学习这门课程，使我形成了狭义相对的时空观。

d、①②③④⑤通过学习，使我能够应用狭义相对论解释、处理生活及学习中所遇到的相关物理问题。

(5)通过学习本课程，锻炼了推理、解决相关专业问题的能力，其中：

a、①②③④⑤了解本课程所需的数学工具的特点。

b、①②③④⑤能够熟练使用本课程所需的数学工具来分析电磁场理论的相关问题。

c、①②③④⑤在进行本专业新知识过程中，数学操作能力已不是获取新知识的主要障碍。

(6)①②③④⑤发展了在相关领域获取新知识的能力。

(7)①②③④⑤发展了本专业领域的创造力。

(8)①②③④⑤形成了书面及口头表达能力。

(9)①②③④⑤通过学习本课程发现了自己的潜力(发现自己的兴趣、才能和价值)

(10)①②③④⑤学习这门课后使我更想学习这个领域的其它学科。

(11)①②③④⑤本课程的难度同物理类其他课程相比，你认为：①大大少于大多数课程②少于大多数课程③相同④多于大多数课程⑤大大多于大多数课程。

(12)①②③④⑤总之，在这门课程中使我收获极大(①不符合②大多数不符合③于符合与不符合之间④太多符合⑤完全符合)。

(13)如果您还有其他什么问题，请在下列空白处填写。

3、调查结果的统计方法及分值曲线。在分析统计结果时，我们将每个问题的平均分作为该问题的分值，可得曲线1。其中第4、5题，将每题的全部小题的平均分作为该题的分值。同时，第4、5题又可以用如上的方式单独统计，得到图2、3。第13题我们不作处理。问卷结果曲线如下(其中，系列1为传统板书教学；系列2为多媒体辅助板书教学；系列3为完全使用多媒体教学)：

4、结果分析。第一、从图1中可以看出，多媒体辅助教学同传统板书教学相比，课堂教学效果相差不大。第二、问题11表现出会使课程难度稍有下降。这是由于采用的MAT-LAB语言可以适时交互地描述电磁场的3D精细结构，辅助学生理解。第三、在定性类知识讲授过程中(如问题1-4)，如完全采用PowerPoint讲述，其教学效果与另外两种方式差别不大。而在定量类知识教学(问题4.4.5)、及其它能力(问题6-10)的培养中，差距较明显(而这种能力的培养，又是教学的主要目的)。可见，这种完全使用多媒体的简单教学方式，对培养学生的数学操作能力来讲，达不到理想的教学效果。我们分析一下其中原因：首先，用PowerPoint陈述公式的推导过程显得机械、呆板。其次，在推导公式过程中为联系上下文，需反复演示前边播放过的幻灯片。第三，不再板书，学生失去了必要的笔记思维训练过程，其直接的影响是学生在计算中，常犯一些低级错误(如漏写矢量符号等)。第四是多媒体教学的通病，课件是教师在课前准备好的，如果上课中发现什么问题，难以进行现场修改。这样，课堂教学中教师的主导地位难以发挥，也为学生学习埋下难以预料的后果。

5、几点体会

第一，多媒体这种新的交流技术的使用，能够在一定程度上激发学生的热情。但若想提高课堂教学效果，则需要教师进一步提高对多媒体技术的认识，认真研究课程的特点，有针对性地选择合适的多媒体软件，并深入研究二者的有机结合的问题。

第二，多媒体辅助教学，并非对任何课程都能显著地提高教学效果。对于理论性较强、数学操作较复杂、难度较大的学科，则略显能力有限。相反，若是陈述性较强的课程。

第三，教师操作多媒体的能力还需提高。这体现在软件(语言)的选择上、课件的制作上、硬件设备的操作能力上等等。

第四，理科类的课堂教学中，宜将本专业科研工作中计算机的应用特点体现在课堂教学中。在教学中体现这些特点，可以使学生尽早了解本专业的科研特点及一般程序，以研究的态度学习知识，这必然会提高课堂的教学效果。

第五，高等教育应注重学生能力的培养，这其中又以“获取知识能力的培养”为第一要素。而教师的课堂教学只是其中的一个环节，提醒学生进行自我教育，自我培养，则是关键的内在因素。

高等教育为社会培养力量、积蓄力量，高等教育的发展直接影响社会特别是科技的发展。作为科技工作者，特别是大学教师，都应注重知识的传授能力、方法、技巧的培养，而课堂教学又是传承知识的基本途径，所以以上的问题值得我们深入细致地加以研究。