上官水雨　于鷃

摘要：隨著多媒體技術的快速發(fā)展，多媒體教學已經(jīng)成為學校課堂教學方式的主流，但是多媒體表達方式并不規(guī)范。文章旨在探討中學物理教材重難點內(nèi)容在多媒體畫面上的最優(yōu)表達方式，通過分析文字、圖像、動畫、視頻媒體的優(yōu)缺點及主要應用，研究教材中物理概念、規(guī)律、實驗的最佳的媒體表達方式，希望文章中的部分內(nèi)容能為大家制作多媒體畫面提供思路。

關鍵詞： 多媒體畫面藝術規(guī)則； 多媒體表達方式； 中學物理教材

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）31-0110-03

1 緒論

1） 問題的提出

信息大數(shù)據(jù)時代到來為多媒體教學的進一步發(fā)展提供了機遇，多媒體技術受到廣泛師生歡迎，成為活躍教學課堂必不可少的組成部分。但是，一些多媒體教學信息的表達方式存在著問題，例如：只是把教材內(nèi)容復制，照本宣科[1]；盲目加大信息量；文字、圖片內(nèi)容不清晰等。

2） 研究目的

因此，針對中學物理教材的重難點內(nèi)容與中學生認知規(guī)律，試圖通過案例分析各種媒體表達方式的利弊，設計出適合的多媒體畫面表達方式，希望為中學教材內(nèi)容科學高效地搬遷到多媒體畫面上進行教學提供參考。

3） 研究內(nèi)容

選取2012年人教版八年級下冊物理教材為研究對象，依次運用文字媒體、圖像媒體、動畫媒體、視頻媒體對牛頓第一定律進行表達，分析比較四種媒體的優(yōu)勢與不足；通過將物理知識劃分為物理概念、物理規(guī)律、物理實驗三種知識類型，借助多媒體畫面藝術規(guī)則涉及的內(nèi)容來優(yōu)化目前的多媒體表達方式。

2 相關概念和理論

2.1 基本概念

教學重點是根據(jù)教學的目標，對教材進行科學的分析之后，確定的最基本和最核心的教學內(nèi)容，一般是學科中所闡述的最重要的原理、規(guī)律，或者是學科思想或者學科特色的集中體現(xiàn)。教學難點是指學生不易理解的知識，或不易掌握的技能技巧。

“媒體”是指信息的載體和加工、傳遞信息的工具。目前，大部分人理解的多媒體是指多種媒體的綜合，通常包括文本，聲音和圖像等多種媒體形式。本文研究的表達方式是指多媒體畫面上呈現(xiàn)教學信息所使用的特定媒體、組織的方式等。它包含兩個方面：一方面要表達出教學信息，另一方面要求高效完成教學工作所采取的方法和形式。

2.2 相關理論

1） 多媒體學習認知理論

多媒體學習認知理論是梅耶（Mayer）以建構主義學習理論、認知負荷理論和雙編碼理論為基礎，通過大量的心理實驗予以證明提出的。該理論認為“按照人的心理工作方式設計的多媒體信息比沒有按照人的心理工作方式設計的多媒體信息更可能產(chǎn)生有意義學習”。

2） 多媒體畫面藝術規(guī)則

多媒體畫面藝術規(guī)則是從多媒體畫面藝術理論中提煉出來的。具體地講，是本著對該理論領會思路、融會貫通和學以致用的指導思想，按照設計、開發(fā)多媒體教材的需求進行選擇，并且經(jīng)過歸納整理后羅列出來的。包括八個方面，共34條規(guī)則。

3） 物理概念、規(guī)律教學理論

概念教學是物理教學中的一個重要環(huán)節(jié)，一般也是教學活動基礎和首要任務。教學一般先輔助學生建立物理概念，再進一步培養(yǎng)學生描述物理現(xiàn)象與規(guī)律，最后用規(guī)律去分析解決疑難。同時物理概念也是聯(lián)系物理教與學的紐帶，師生之間通過圍繞概念剖析規(guī)律，互相交流完成教學目標[2]。

上述理論在指導多媒體畫面上的表達方式具有重要意義：

①將教材的“教”與學生的“學”結合，設計合理的媒體表達方式。

②根據(jù)物理知識類型劃分教材重難點內(nèi)容為物理概念、物理規(guī)律、物理實驗，設計具有代表性的表達方式。

3 分析各種媒體表達方式優(yōu)缺點

牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

1） 文字媒體

①優(yōu)點：信息密度大，表意精確，不易產(chǎn)生歧義。也因其抽象不具體，文字的加工具有個性化，能反復品位精讀，沒有文字是很難清楚地闡明一條定律。

②缺點：文字是語言符號，人類對語言處理幾乎依靠左腦，僅靠文字傳達教學信息在效率和效果上都不是最佳。且需逐字閱讀，信息傳遞呈線性，建立對定律的整體理解也慢。對于初中生，文本過于單調(diào)，易讓人抵觸，失去耐心。文字抽象不具體的視覺效果很難動搖學生對于力與運動關系的錯誤認識。

2） 圖像媒體

基于牛頓第一定律所描述的理想化狀態(tài)，是很難找到能滿足條件的日常圖像來解釋定律的，在此采用思維導圖作為圖像媒體。

圖2 結構清晰的思維導圖

①優(yōu)點：思維導圖以圖像媒體的形式勾勒出知識結構，關鍵詞在色彩、面線點的輔助下，給予學生顯性刺激，可以有力地激發(fā)對關鍵詞的聯(lián)想，方便學生整理知識體系，思維導圖的形象化表達無疑是屏幕文本的進步。

②缺點：思維導圖呈現(xiàn)知識時，要讓所有學生明白圖的內(nèi)容，需結合制作者的理解方向來教學。它適用于邏輯性、條理性較強的知識上，如考試知識點的梳理，并非教材所有內(nèi)容都適合，不能將每個細節(jié)包括進來，否則過于繁雜。其色彩、形、文、線的設計要有利于學生對知識的理解。

3） 動畫媒體

圖3 動畫的主界面

①優(yōu)點：一、直觀簡單的動畫演示對吸引注意力，活躍課堂氣氛，營造良好的課堂探究氛圍有很大幫助。作為輔助教材的一種有效手段，彌補了學生空間想象力的匱乏，以一種具體簡潔的方式呈現(xiàn)牛頓第一定律的推理過程。二、交互動畫的運用讓有限的屏幕畫面得到了最大限度的利用，強大的交互功能也吸引了學生參與教學活動。

②缺點：形象的動畫演示甚至伴隨著聲音的形式出現(xiàn)，具體化了色彩、畫面，導致學生想象力降低。動畫制作費時費力，當教學內(nèi)容能夠用文字或圖像表達清楚時，應選擇簡單媒體。再者，因?qū)W科特殊，動畫對面、線、點、構圖、鏡頭、色彩的運用更苛刻，模擬動畫須符合客觀科學，處理好藝術與科學間的聯(lián)系很重要。

4） 視頻媒體

三維技術下的視頻影像：前60秒全景展示神舟七號飛船由發(fā)射到進入預定軌道的全過程；之后中景呈現(xiàn)三位宇航員在太空艙準備出艙前的活動；1分27秒開始全景展現(xiàn)宇航員操作助推器及出艙的整個活動過程，最后以浩瀚的宇宙景觀結束。整段視頻時長2分39秒，有宏偉的背景音樂渲染氣氛及關鍵性字幕解釋。

①優(yōu)點：視頻呈現(xiàn)出的空間美感，比圖片多了動態(tài)美，將牛頓第一定律從文字里解放出來，結合中國的航天技術創(chuàng)造性地說明牛頓第一定律的真實存在。其最大特色是“真實”與“創(chuàng)意”結合，學生易接受也延展了想象空間。

②缺點：當視頻信息量太大時，會影響學生判斷力，分散學習者的注意力。另外，視頻節(jié)奏快，難免重點不突出 ，學生不能準確抓住要掌握的內(nèi)容。視頻不宜長，且需掌握鏡頭組接、畫面美感的設計，否則會加重學生的認知負荷。

四種媒體表達的優(yōu)缺點及主要應用如下表所示：

表1 四種媒體優(yōu)缺點總結

[媒體類型 優(yōu)點 缺點 主要應用 文字媒體 信息密度大，概括性最高 單調(diào)抽象 表述概念、定義、規(guī)律等核心知識內(nèi)容 圖像媒體

（思維導圖） 易激發(fā)聯(lián)想，構建知識架構 制作思路要求清晰且透明，不適合細節(jié)展示 建構邏輯性、條理性較強的知識體系 動畫媒體 形式直觀，交互功能強大 具體化了畫面，降低學生想象力，制作費時費力，科學性要求高 呈現(xiàn)抽象或難以觀測到的現(xiàn)象、規(guī)律等 視頻媒體 畫面信息豐富且真實 節(jié)奏快，重點難突出 補充實驗與課外知識 ]

4 研究物理教材重難點知識表達方式

4.1 研究物理概念表達方式

功率：

教材從傳統(tǒng)教學設計上直接引入功率概念：“功與做功所用時間之比叫做功率，它在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)所做的功?！边@對于學生理解功率的物理概念形成清晰的物理圖景準備不充分。根據(jù)課標規(guī)定和物理概念的特點，多媒體畫面重新設計成兩大部分內(nèi)容：前部分為功率的探究活動，如圖4。后部分比較兩種做功快慢的方法，為辨析做功快慢與多少提供案例，在此基礎上再解讀功率概念。

該多媒體畫面有兩個特點：一是用大量有趣的簡筆畫形象，表現(xiàn)教材中搬磚參與的物理量，學習聯(lián)系實際，不乏趣味；二是將功率與前概念功對比，避免了兩者混淆。書本教材為主的教學環(huán)境，學生難免有“枯燥”和“難學”之感。該畫面設計，指導思想由“以文為主”轉變?yōu)椤耙詧D為主”，利用圖形、色彩、材質(zhì)等配合文本，將抽象概念改編成深入淺出、通俗易懂的形象名詞，讓學習過程像看科教片、參觀展覽一樣有趣。

由此得出對課件的合理構思應該是，將教材的內(nèi)容，按照信息化的制作和顯示環(huán)境進行設計，盡可能將多媒體教材優(yōu)勢發(fā)揮出來。

4.2 研究物理規(guī)律表達方式

阿基米德原理：

“浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開的液體受到的重力。公式表示：F浮 = G排?！逼渲猩婕暗降母×?，對于學生既熟悉又陌生，生活積累和小學自然常識課中已有感性認識，但要提高到理性認識，需要通過科學分析、推理與歸納。如何調(diào)動他們的學習興趣是關鍵。

設計一段動畫視頻《曹沖稱象》，創(chuàng)設一個問題情境，激發(fā)學生學習興趣，印象深刻，教學效果好。通過觀看視頻，進一步啟發(fā)教材上阿基米德稱金的故事。視頻內(nèi)容與教材經(jīng)典故事隱含著古今中外的比較，促使學生意識到浮力定律早就運用在古代中國的日常，同時體會到濃濃的民族情懷。

通過一個三維動畫，演示阿基米德原理的實驗過程。視頻背景色為深藍，暖色調(diào)使人激動，而冷色調(diào)使人平靜。實驗器材選用稍亮的暖色調(diào)，這種組合讓實驗部分顯眼醒目，整體和諧不突兀。演示過程任意時間內(nèi)都可暫停畫面，以便選取任意角度觀察實驗，如圖5，實驗演示與教材保持高度一致，是對教材靜態(tài)圖像的延伸。

圖5 測量石塊浮力

此表達方式的優(yōu)勢在于，三維動畫比二維更精于實物模擬，“真實的虛擬性”再現(xiàn)教材實驗現(xiàn)場。較實拍視頻的拍攝手法，動畫制作不受拍攝技術器材的約束，可以任意角度展示實驗的進程，這對于實驗中要求彈簧測力計數(shù)值的精確讀取有優(yōu)勢，也因動畫設計的場景簡潔，減少了實驗環(huán)境的干擾，也就降低阻礙學習的外在認知負荷。另外，動畫可集多種媒體一體，比如，圖像與板書組合，做到實驗數(shù)據(jù)的科學分析、推理、歸納。

4.3 研究物理實驗表達方式

大氣壓的測量：

學生對認識“我們周圍存在大氣壓強，而且數(shù)值還相當大”這一事實構成思維障礙，大氣壓是個抽象概念，感官無法知覺。托里拆力實驗是準確測量大氣壓的實驗，由于水銀有毒無法在課堂演示，只能利用教材上的圖片講解。此階段的初中生物理思維還處在具體運算階段和前運算階段、思維往往片面、膚淺、模糊[3]。由于缺乏主動探究，學生似懂非懂，很難真正理解，本實驗構成一個難點。

充分利用好教材中的每一個經(jīng)典實驗是很有必要的。此處采用Flash ActionScript2.0制作交互動畫來實現(xiàn)托里拆力實驗的演示。該課件用于課堂教學或者學生課后練習，畫面分割采用二等分形式，分為實驗演示區(qū)、控件交互區(qū)。按照實驗中的每一步驟，二者配合呈現(xiàn)，如圖6。

圖6 “托里拆力實驗”動畫主場景

實驗演示過程采用形、動、色、文等動態(tài)和靜態(tài)元素配合呈現(xiàn)。采用手動控制實驗進程的方式，將供操作的“熱區(qū)”融入到文字中，符合多媒體畫面藝術規(guī)則關于交互功能“融入度”的要求。畫面中五個文字熱區(qū)即五個實驗部分的設計，將畫面按黃金比率分割，符合均衡的藝術規(guī)則，體現(xiàn)了菜單設計的規(guī)范性。這種文字與熱區(qū)的融合，既簡明扼要，也體現(xiàn)了文字表義的潛在美。

如圖7，文本準確表意的優(yōu)勢還體現(xiàn)在：每個小實驗都會標明水銀在試管里的高度，突出實驗的主題：大氣壓能夠支撐水銀的高度為760mm。右側設計的問題“請說出你看到的實驗現(xiàn)象”、“實驗結果的思考”作為啟發(fā)學生思考的題目，也是提供回答的“熱區(qū)”，文字在此的配合說明，讓學習者主動參與到學習中來。

圖7 實驗現(xiàn)象解析

該畫面在用色上比較規(guī)范，背景統(tǒng)一用藍色，易聯(lián)想產(chǎn)生理智、平靜的感覺，適合科學實驗的基調(diào)。原理解釋框內(nèi)的背景底色用明亮的黃色，藍與黃的色彩對比，突出解釋框內(nèi)的文字，注意到了用異色強調(diào)重點。熱區(qū)文字觸發(fā)時，黑色字體變亮的變化，增添了動態(tài)元素，讓畫面有了活力。

應該指出，多媒體畫面制作者需要積累很多符合藝術規(guī)則的制作經(jīng)驗，才能夠?qū)嬅嬖O計出獨特的風格出來：不僅要保證媒體與教學內(nèi)容匹配呈現(xiàn)，即符合傳遞知識的需求；又要保持課件整體畫面風格的統(tǒng)一，即符合審美心理的需求。

5 總結

對于中學物理多媒體教學，教師要提高課堂教學效率，必須重視多媒體畫面的表達方式?；诙嗝襟w畫面藝術規(guī)則創(chuàng)建畫面媒體的表達關鍵是要深入了解知識的類型特點，確定采用哪種媒體“表義”。

物理概念適宜選擇以圖文為主的表達方式，通過與前概念的對比、圖片圖像直觀呈現(xiàn)教材內(nèi)容讓物理概念從教材文本抽象的表達中脫穎而出。

物理規(guī)律應該注重其推導過程的呈現(xiàn)，以交互動畫和視頻呈現(xiàn)為佳。交互動畫做到關鍵步驟用數(shù)字序列羅列并說明，視頻作為補充宜短不宜長，內(nèi)容要與生活與教材緊密相關。

充分挖掘教材里的經(jīng)典物理實驗，以交互動畫或演示視頻的形式解決課堂上無法現(xiàn)場演示的困境，按實驗步驟順序依次完成內(nèi)容的呈現(xiàn)，畫面整體風格要有序變化。

參考文獻：

[1] 孫先明，付艷鋒.多媒體教學中存在的問題及對策[J].教育探索，2006，09：47-48.

[2] 于國宏.初中物理電學部分知識教學研究[D].蘇州大學，2013.

[3] 譚曦.淺談“大氣壓強”教學重難點的確立[J].中學生數(shù)理化（教與學），2011，07：34.