專利名稱：計算機物理輔助教學軟件的開發(fā)研制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及計算機物理輔助教學軟件的開發(fā)研制。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的教學過程中，一切都是由教師決定的。從教學內(nèi)容、教學方法和教學步驟到學生做的習題都是教師事先安排好的，學生只能被動地接受。而根據(jù)認知學習理論的觀點，人的認識不是外界刺激直接給予的結(jié)果，而是外界刺激與人的內(nèi)部心理過程交互作用的結(jié)果。無論是國外還是國內(nèi)，由于計算機的普及，計算機輔助教學迅速發(fā)展，從而也帶動了計算機輔助教學軟件的開發(fā)，軟件市場可謂如火如荼。很多企業(yè)瞄準教育軟件市場的難得商機，投入大量的人力和物力。然而，開發(fā)出的物理教學軟件在具體應用中效果并不理想。存在著很多不足之處，例如1. CAI軟件交互功能不足。2.缺乏對不同課型的交互性研究。3.交互功能與教學內(nèi)容不符。4.缺乏對物理CAI軟件交互功能的實現(xiàn)策略和實現(xiàn)技術(shù)的研究。5.缺乏對交互功能理論的系統(tǒng)研究。重視和強調(diào)教學交互是貫徹現(xiàn)代教育思想的必然結(jié)果，也是素質(zhì)教育的必然要求。交互性是計算機輔助教學中最基本又是最重要的特點。因此，交互功能的設計必然成為計算機輔助教學軟件開發(fā)中極其關(guān)鍵的內(nèi)容。交互性的好壞是衡量教學軟件價值的一項重要指標。因此，從理論和實踐上對交互功能進行深入地研究，是計算機輔助教學的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種交互功能強的計算機物理輔助教學軟件的開發(fā)研制。本發(fā)明研發(fā)的物理輔助教學軟件使得在交互式學習環(huán)境中，一切以學生為中心，學生可以按照自己的學習基礎、接受能力和學習興趣來選擇相應的學習內(nèi)容、教學模式和習
題難度。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明有交互功能的本質(zhì)特性，教學交互的本質(zhì)是教學信息在教與學二者之間的雙向流動，這里所說的教學信息包括兩大類信息一是知識信息，也就是教學所涉及的學科內(nèi)容；二是狀態(tài)信息，就是關(guān)于教學情況的信息，包括教與學雙方的反饋信息，其中最主要的是評價信息；教學信息有兩個明顯的特征一是信息量嚴重不對稱，即從傳者流向受者的信息量遠大于受者流向傳者的信息量；二是信息流向復雜；在一般的傳播過程中，信息的流向有兩個一是從傳者到受者，這是主要傳播信息的流向；二是從受者到傳者，這是反饋信息的流向。而在教學系統(tǒng)中，除了上述二者之外，還有一個反饋信息的流動，它是從傳者再到受者的過程；學習的一個重要內(nèi)容，就是學生必須知道學習的結(jié)果；因而對學習者來說，這第三個信息就顯得特別重要，學生要根據(jù)反饋信息來確認自己的學習結(jié)果，從而導致認知結(jié)構(gòu)的變化，建立起新的認知意義；所以反饋信息的流動，就成了教學傳播過程區(qū)別于一般傳播過程的最明顯的特征，它也是教學交互的關(guān)鍵，它對計算機輔助教學軟件的設計有著直接的決定意義。本發(fā)明的有益效果
1、計算機應用于課堂教學中可以變學生的被動學習為主動學習，提高學生的學習興趣，激發(fā)學生的求知欲，促進知識和能力的正遷移。2、利用計算機，實現(xiàn)“人_機”交互式教學
計算機可通過一定的測試了解學生的現(xiàn)有知識水平和能力，判別各個學生的接受能力，據(jù)此向不同學生傳遞不同難度的教學內(nèi)容，最大限度地實現(xiàn)因材施教的教學模式。通過一系列的反饋學習，不同程度的學生在計算機的因勢利導下逐步提高。3、利用計算機模擬課堂演示實驗。利用計算機強大的動畫展示功能及外部設備(大屏幕顯示器，液晶投影儀等)可以解決許多用常規(guī)手段難以表達的實驗，如波的衍射、干涉等實驗，透鏡成像實驗；可以通過計算機放大微觀世界，如演示分子熱運動；采用“慢鏡頭”仔細觀察物理變化過程，如碰撞過程中物體的形變、氣體狀態(tài)變化等實驗。這些演示畫面清晰、形象直觀并且可以瞬間定格、
重復播放。4、利用計算機進行實驗教學
可以培養(yǎng)實際動手能力，加深對物理概念、定律和原理的理解。但傳統(tǒng)的實驗課效果卻跟上述目的相差甚遠，這在很大程度上是由于多數(shù)學生按部就班地做實驗，不能充分調(diào)動思維造成的；而利用計算機進行模擬實驗教學，通過這種模擬實驗，不僅引導和培養(yǎng)了學生動腦的習慣，而且給學生提供了拓寬思維的空間。5、課堂驗證性實驗中的應用。培養(yǎng)學生通過實驗探索物理規(guī)律的習慣。用計算機進行數(shù)據(jù)處理，可使教師簡化演算過程，快速得到實驗結(jié)果，而將教學的主要精力花在實驗數(shù)據(jù)的分析上，提高課堂教學效率。6、利用計算機幫助學生自學和復習
利用計算機可以開展以學生為主體，以發(fā)展學生個性為目的的教學。教師首先確定討論課題，隨后讓學生上網(wǎng)尋找感興趣的內(nèi)容或自己不懂的內(nèi)容，再邀請其他同學在網(wǎng)上討論，最終得到答案。其間，教師可通過教師機查看任一學生的討論情況，如發(fā)現(xiàn)問題便可及時進行指導。這種方法有利于學生主動學習，培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的能力。采用人機對話的方式，由計算機提問，學生回答后立刻得到計算機的判斷，學生即可知道自己答案的對錯。學生回答正確則向下運行，如果回答錯誤則可重新回答，如果答不出來還可請求幫助，計算機則給出正確的答案，這相當于對每個學生進行一次個別輔導，學生利用信息反饋對自己進行復習考評并及時得到答案，鞏固所學的知識。通過這種信息反饋，學生不斷糾正錯誤，從而達到掌握知識的目的。


圖1中是本發(fā)明的方框示意圖。
具體實施方式
在計算機輔助教學中，學生通過教師控制下的交互功能及時獲取知識信息和反饋信息，主動調(diào)整自己的學習進程和速度，使得個性化教學和因材施教達到較高的水平；把學生從被動聽取、消極接受知識的狀態(tài)下解放出來，學生真正成為學習的主體、教學的中心。其基本學習模式可表示如下在教師指導下，學生選擇學習內(nèi)容之后，計算機呈現(xiàn)物理知識，學生接受物理信息；計算機提出物理問題，學生回答物理問題；計算機給與評價，并將評價結(jié)果反饋給學生。如果學生不能理解，計算機則提取相關(guān)知識對學生進行補習后再回答相似問題；如果學生接受計算機的評價和反饋，學生可以選擇新內(nèi)容繼續(xù)學習或者退出教學系統(tǒng)，結(jié)束學習。整個教學過程，學生是學習的主體，通過學生與計算機之間的交互， 學生輸入信息并及時獲取反饋信息。
權(quán)利要求
1.計算機物理輔助教學軟件的開發(fā)研制，本發(fā)明有交互功能的本質(zhì)特性，其特征在于教學交互的本質(zhì)是教學信息在教與學二者之間的雙向流動，這里所說的教學信息包括兩大類信息一是知識信息，也就是教學所涉及的學科內(nèi)容二是狀態(tài)信息，就是關(guān)于教學情況的信息，包括教與學雙方的反饋信息，其中最主要的是評價信息；教學信息有兩個明顯的特征一是信息量嚴重不對稱，即從傳者流向受者的信息量遠大于受者流向傳者的信息量； 二是信息流向復雜；在一般的傳播過程中，信息的流向有兩個一是從傳者到受者，這是主要傳播信息的流向；二是從受者到傳者，這是反饋信息的流向，還有一個反饋信息的流動， 它是從傳者再到受者的過程。
全文摘要
計算機物理輔助教學軟件的開發(fā)研制， 本發(fā)明就是提供一種交互功能強的物理智能軟件。 本發(fā)明研發(fā)的物理輔助教學軟件使得在交互式學習環(huán)境中，一切以學生為中心，學生可以按照自己的學習基礎、接受能力和學習興趣來選擇相應的學習內(nèi)容、教學模式和習題難度。
文檔編號G09B5/08GK102479444SQ201010554460
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者欒曉健 申請人:大連兆陽軟件科技有限公司