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1、运用多媒体课件辅助科学教学的利弊分析The Analysis of the Advantage and Disadvantage of Applying multi-media Courseware to Aid Science Instruction李太华中国西南师范大学物理系 E-mail：ch ina-多媒体课件在科学教学方面正得到越来越广泛的应用，它们具有很多优点，同时在用于代替一些实践性的工作方面也暴露了许多弊端。本文在调查研究的基础上归纳了用于中学科学教学的多媒体课件的特点及其所能带来的附加价值，同时也说明了应该警惕的不利影响。最后，笔者在分析论证的基础上提出了对应用于科学教学的多
2、媒体课件进行检验和评价的标准。Multi-media courseware is applied to science instruction more and more widely. They have numerous advantages, but at the same time many disadvantages appear when they replace some practical works. On the basis of investigations, this article induces the characteristics of multi-media
3、courseware applied in science instruction in middle school and the “added value” they can possibly bring in. At the same time the article also explains the unfavorable influence that should be paid more attention to. Finally, on the basis of the analytical demonstrations, the author puts forth the s
4、tandards for conducting examination and evaluation of multi-media courseware applied in science instruction.关键字： 多媒体课件，科学教学，附加价值，虚拟实验Key Words: multi-media courseware, science instruction, added value, virtual experiment1、 引言基于不同平台的多媒体课件在科学教学中正得到越来越广泛的应用，覆盖了科学课程的大部分内容。这些多媒体课件通过它们集动画、音频、视频、文本以及交互性于一体
5、的特性给科学的教学带来了“附加价值” 。它们还可以用于模拟一些真实的科学过程和现象，并可让学习者获得虚拟的体验。多媒体的应用在给科学教学带来“附加价值”的同时也暴露了一些弊端。 （1）是它们对科学的描述存在一些问题。它们所表现的科学往往是尽善尽美的，而现实中科学的思想是不断发展、不断完善的，甚至在某些领域还存在很多科学家们无法回答的问题。因此这样对科学的描述往往会使学生对科学和科学工作产生错误的或不正确的印象。另外，多媒体对科学思想或科学本质的描述还可能使学生产生错误的概念。 （2）多媒体在科学教学中的应用可能会替代一些重要的实践工作，比如动手试验和调查研究等。多媒体课件所模拟的试验或其它实践
6、活动毕竟只是电脑上的“空操作” ，在培育学生实际动手能力方面不如常规的实物操作。因此用多媒体所模拟的试验来代替真实试验将会降低试验操作的教育价值。 因此，必须全面客观地看待多媒体在科学教学中的应用。为科学全面地认识应用于科学教学的多媒体课件，我们应首先来分析其类型和特点。2、 对用于科学教学的多媒体课件类型及其特点的分析第一类演示型，这种多媒体课件通过一系列视频片段展示了某一具体的科学现象或过程。学生们既可以按正常播放速度看完整个视频片段又可通过控制播放速度逐帧观看，从而定性地获得对一些抽象科学概念的感性体验。这些多媒体信息以其逼真的效果和可控性使学生们产生了浓厚的兴趣。这类多媒体课件的价值在
7、于它们客观地向学生展示了一些典型的科学现象或过程，使学生对一些抽象的科学概念具有了一定的感性认识。第二类分析型，这类多媒体课件的特点在于可以用于分析和计算，使学生定量地学习一些科学概念。如物体的运动，物体的每一个象素点都可以用鼠标来标记，物体的位置和时间可以用表列出，还可提供一个用于计算的表格。因此物体的速度、加速度、动量都可以被计算出。正是多媒体课件这一创新性的方面使多媒体在科学教学中的应用从积极的娱乐方式转向交互方式，并且相对于传统的科学教学真正提供了附加价值 。第三类“虚拟试验”型，这一类多媒体课件提供了一些“虚拟试验” 。这些试验中有一些在现实情境中由于很危险或因费用昂贵很难实现。仅通
8、过鼠标和键盘即可实现，还无须考虑试验成本，只要改变试验的相关变量就可以重复进行。第四类模拟型，这类多媒体课件一般都是运用动画技术去模拟一些科学现象。如电流，电流是看不到的，我们一般都是对其进行思维的形象化来让学生对电流建立一种模型化的概念。形象化正是多媒体的优势所在，但同时也是它最大的危险之处。因为多媒体可以使一些不可见的或抽象的东西形象化、动态化，同时也可能会造成对科学现象或科学思想描述的错误或失真。这四种类型的多媒体课件都是在科学教学中为适应不同的教学环节而设计的，它们都有其特定的教育价值。如果在使用时充分利用其优势，可以为我们的科学教学带来其它教学媒体所不能产生的“附加价值” 。3、 运
9、用多媒体进行科学教学所产生的“附加价值”2000 年 4 月我们对学校所在地的三所学校展开了针对多媒体应用的调查研究。每个个案的研究都包括观察学生、在课堂上用多媒体进行教学、成组地与学生进行面谈以及单个地与任课教师进行交流。2000 年 5 月我们又在“中学科学骨干教师研修班”在我校开展之际，对来自湖南、贵州、云南、四川、青海、重庆等省市的骨干教师针对多媒体科学教学所产生的“附加价值”问题进行了调查。我们把调查结果归纳成表 1：表 1 学生和教师对利用多媒体进行科学教学多产生的“附加价值”的观点4、 运用多媒体进行科学教学的误区及其警示4.1 走出试验室而进入多媒体系统。一些多媒体课件提供了一
10、些可以在屏幕上重复进行的“虚拟试验” 。这些试验都无需任何成本，因而受到老师的欢迎。同时对学生们来说也很具吸引力，特别是对那些讨厌传统动手试验的学生。但关键的问题是：通过移除一些真实的实践性的科学工作，代之以“虚拟活动” 是否会降低科学活动的教育价值？4.2 教师尝试着用多媒体系统来代替现实的科学试验。这将会对学校实践性科学工作的未来以及学生学习科学的方式有什么潜在的影响？我们所访问的大多数师生都认为一些相对简单的传统试验（比如测量弹簧称负重时的伸长等）应当真正地去作。如果学生们任何时候都用多媒体系统，那么他们就永远也学不会去作一些简单的操作。在科学教学中用多媒体系统完全取代一些十分重要的实践
11、工作就会失去许多发展基本技能的机会。但如果多媒体的应用只是对实践工作的一个补充而并不是替代它，则多媒体在科学教学中的地位就应当肯定。4.3 对科学概念和科学活动本身的错误描述。多媒体不仅具有表现“不可见”事物的能力，同时也可能会不确切地表现一些抽象的思想。具体来说多媒体信息的对科学的描述可能会出现以下两种错误：（1）使学生产生错误概念。图象、动画、视频等形象化的信息形式具有启发和教育的功能，同时也可能会造成误导。一些比较困难和抽象的科学概念正越来越多地被通过多媒体的方式来描述，这些描述抽象概念的多媒体信息可能会让学生产生错误的概念。例如，一些多媒体课件用蓝色和红色的流体来描述电流。红色的流体从
12、电池的正极流出，在流经一个灯泡或其它用电器后变成了蓝色。这样电流在屏幕上就被描述成为从电池的一极出发改变颜色后再回到另一极的一个稳定的流体。这的确可以帮助学生理解电路中电荷的流动，但是潜在的危险就是学生们会把这种对电流的描述看成真正的电流，而不是仅通过这种类比形式去帮助自己理解。我们在利用多媒体课件进行科学教学实验中，一个学生就曾经问：“是否电流在通过一个灯泡之后会由红色变成蓝色？” 。1、形象化 2、差异性 3、激发性 化不可见为可见 可以展示一些在试验室中无法获得的科学现象 动态的图象或动画可帮助学生理解抽象的科学概念 使现实生活中过小、过大、过快、过慢或过于危险的科学过程得以展现 丰富和
13、扩展优生的知识面 对差生提供了支持并可激发其学习动机 相比传统科学教学更灵活 更容易重复 扩展了师生之间的互动性，增强了学生之间的联系 极大地激发学生的学习热情、兴趣和参与意识 使学生主动追求自己的探究兴趣 娱乐性更强 更强的视觉冲击力和吸引力 更容易使学生保持注意力集中 提供了一种诠释抽象概念的全新工具和方式 （2）使学生对科学的本质产生错误的理解。多媒体课件的“虚拟实践工作”在很大程度上会影响学生对科学和科学活动的看法。多媒体课件往往把实际上是十分凌乱和充满未定事实的科学描述成了条理的和既定的科学。并往往使学生认为任何试验都会很容易进行，很容易重复并且不会出现错误，好象科学的探究过程种无需
14、同他人协作而只靠个人的努力？而事实上，科学试验并非很容易地就可以成功地重复，并且在很多情况下是很容易出错的。科学通常进展的很缓慢，科学工作也同样进展的很谨慎，并且科学工作主要是建立在团体工作的基础上而并非纯粹地依靠个人的“突然发现” 。科学活动通常也是十分凌乱的、不精确的、不完善的。5、 结论总之，我们既要批判性地对用于科学教学的多媒体课件进行检验，还要看到其相对于其它教育资源所具有的优势，特别是运用多媒体课件给科学教学带来的“附加价值” 。为了进一步检验和评价多媒体课件在科学教育中的作用，我们总结了一些用于检验和评价多媒体课件的标准，列表如下：表 2：对多媒体课件进行检验和评价的标准：多媒体
15、课件的语言形式（语音和文本）是否恰当？ 用图象、动画、音频、视频等多媒体信息来解释和说明科学现象或规律的效果如何？多媒体课件是否会让学生对一些科学概念或科学本身产生错误的印象？多媒体课件是否有趣并能激发学生的学习动机？多媒体课件提供了多少关于其内容的结构说明和学习指导？ 多 媒 体 课 件 是 否 应 用 了 “虚 拟 操 作 ”方 式 ， 如 果 应 用 是 否 会 比 在 试 验 室 里 操 作 带 来 更 高 的 教 育 价 值 ？多媒体课件提供的使用模式是适合于课堂教学还是适于小组或个别化学习？多媒体科学教学是现代教育技术在学科教育中得到具体应用而又适应教育现代化的一种教学方式， 是一
16、新兴事物。既然是新兴事物必有其强大的生命力，同时也必然有其发展的不完善性。因此我们应辨证地认识和应用多媒体科学教学这一新兴的教学方式。既要看到其优越性，又应批判地检验其可能会给科学教学带来的一些不良后果。只有如此利用多媒体课件进行科学教学才会真正获得其“附加价值” 。参考资料1Collins J , Hammond M and Wellington J 1997 Teaching and Leaning with Multimedia(London:Routledge)2 Jerry Wellington* multimedia in science teaching :friends or foe? Physics Education 34(6) 351-359 November 1999 3李太华关于多媒体科学教学的调查报告2000 年 4 月 重庆，北碚4周晓明等，MCAI
