專利名稱：物理智能軟件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及計(jì)算機(jī)物理輔助教學(xué)軟件的開發(fā)研制。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中， 一切都是由教師決定的。從教學(xué)內(nèi)容、教 學(xué)方法和教學(xué)步驟到學(xué)生做的習(xí)題都是教師事先安排好的，學(xué)生只能 被動(dòng)地接受。而根據(jù)認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，人的認(rèn)識(shí)不是外界剌激直 接給予的結(jié)果，而是外界剌激與人的內(nèi)部心理過(guò)程交互作用的結(jié)果。 無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，由于計(jì)算機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)迅速發(fā)展， 從而也帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件的開發(fā)，軟件市場(chǎng)可謂如火如荼。 很多企業(yè)瞄準(zhǔn)教育軟件市場(chǎng)的難得商機(jī)，投入大量的人力和物力。然 而，開發(fā)出的物理教學(xué)軟件在具體應(yīng)用中效果并不理想。存在著很多 不足之處，例如l.CAI軟件交互功能不足。2.缺乏對(duì)不同課型的交 互性研究。3.交互功能與教學(xué)內(nèi)容不符。4.缺乏對(duì)物理CAI軟件交
互功能的實(shí)現(xiàn)策略和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究。5.缺乏對(duì)交互功能理論的系統(tǒng)研究。
重視和強(qiáng)調(diào)教學(xué)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(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中最基本又是最重要的特 點(diǎn)。因此，交互功能的設(shè)計(jì)必然成為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)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(xué)軟件價(jià)值的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因 此，從理論和實(shí)踐上對(duì)交互功能進(jìn)行深入地研究，是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 的一個(gè)重要課題。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種交互功能強(qiáng)的物理智能軟 件。本發(fā)明研發(fā)的物理輔助教學(xué)軟件使得在交互式學(xué)習(xí)環(huán)境中， 一切 以學(xué)生為中心，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、接受能力和學(xué)習(xí)興趣 來(lái)選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)模式和習(xí)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(xué)交互的本質(zhì)是教學(xué)信息在教 與學(xué)二者之間的雙向流動(dòng)，這里所說(shuō)的教學(xué)信息包括兩大類信息一 是知識(shí)信息，也就是教學(xué)所涉及的學(xué)科內(nèi)容；二是狀態(tài)信息，就是關(guān) 于教學(xué)情況的信息，包括教與學(xué)雙方的反饋信息，其中最主要的是評(píng) 價(jià)信息；教學(xué)信息有兩個(gè)明顯的特征 一是信息量嚴(yán)重不對(duì)稱，即從 傳者流向受者的信息量遠(yuǎn)大于受者流向傳者的信息量；二是信息流向 復(fù)雜；在一般的傳播過(guò)程中，信息的流向有兩個(gè) 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(xué)系統(tǒng)中，除了上述二者之外，還有一個(gè)反饋信息的流動(dòng)， 它是從傳者再到受者的過(guò)程；學(xué)習(xí)的一個(gè)重要內(nèi)容，就是學(xué)生必須知 道學(xué)習(xí)的結(jié)果；因而對(duì)學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，這第三個(gè)信息就顯得特別重要， 學(xué)生要根據(jù)反饋信息來(lái)確認(rèn)自己的學(xué)習(xí)結(jié)果，從而導(dǎo)致認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變 化，建立起新的認(rèn)知意義；所以反饋信息的流動(dòng)，就成了教學(xué)傳播過(guò) 程區(qū)別于一般傳播過(guò)程的最明顯的特征，它也是教學(xué)交互的關(guān)鍵，它 對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)有著直接的決定意義。
本發(fā)明的有益效果 1、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于課堂教學(xué)中
可以變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā) 學(xué)生的求知欲，促進(jìn)知識(shí)和能力的正遷移。
2、利用計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)"人一機(jī)"交互式教學(xué)計(jì)算機(jī)可通過(guò)一定的測(cè)試了解學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)水平和能力，判別各個(gè)學(xué)生的接受能力，據(jù)此向不同學(xué)生傳遞不同難度的教學(xué)內(nèi)容，最大限度地實(shí)現(xiàn)因材施教的教學(xué)模式。通過(guò)一系列的反饋學(xué)習(xí)，不同程度的學(xué)生在計(jì)算機(jī)的因勢(shì)利導(dǎo)下逐步提高。
3、 利用計(jì)算機(jī)模擬課堂演示實(shí)驗(yàn)。
利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的動(dòng)畫展示功能及外部設(shè)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(dá)的實(shí)驗(yàn)，如波的衍射、干涉等實(shí)驗(yàn)，透鏡成像實(shí)驗(yàn)；可以通過(guò)計(jì)算機(jī)放大微觀世界，如演示分子熱運(yùn)動(dòng)；采用"慢鏡頭"仔細(xì)觀察物理變化過(guò)程，如碰撞過(guò)程中物體的形變、氣體狀態(tài)變化等實(shí)驗(yàn)。這些演示畫面清晰、形象直觀并且可以瞬間定格、重復(fù)播放。
4、 利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)
可以培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力，加深對(duì)物理概念、定律和原理的理解。但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課效果卻跟上述目的相差甚遠(yuǎn)，這在很大程度上是由于多數(shù)學(xué)生按部就班地做實(shí)驗(yàn)，不能充分調(diào)動(dòng)思維造成的；而利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)這種模擬實(shí)驗(yàn)，不僅引導(dǎo)和培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)腦的習(xí)慣，而且給學(xué)生提供了拓寬思維的空間。
5、 課堂驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。
培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的習(xí)慣。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可使教師簡(jiǎn)化演算過(guò)程，快速得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而將教學(xué)的主要精力花在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析上，提高課堂教學(xué)效率。
6、 利用計(jì)算機(jī)幫助學(xué)生自學(xué)和復(fù)習(xí)
利用計(jì)算機(jī)可以開展以學(xué)生為主體，以發(fā)展學(xué)生個(gè)性為目的的教學(xué)。教師首先確定討論課題，隨后讓學(xué)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(qǐng)其他同學(xué)在網(wǎng)上討論，最終得到 案。其間，教師可通過(guò)教師機(jī)査看任一學(xué)生的討論情況，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題便可及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。這種方法有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。采用人機(jī)對(duì)話的方式，由計(jì)算機(jī)提問(wèn)，學(xué)生回答后立刻得到計(jì)算機(jī)的判斷，學(xué)生即可知道自己答案的對(duì)錯(cuò)。學(xué)生回答正確則向下運(yùn)行，如果回答錯(cuò)誤則可重新回答，如果答不出來(lái)還可請(qǐng)求幫助，計(jì)算機(jī)則給出正確的答案，這相當(dāng)于對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行一次個(gè)別輔導(dǎo)，學(xué)生利用信息反饋對(duì)自己進(jìn)行復(fù)習(xí)考評(píng)并及時(shí)得到答案，鞏固所學(xué)的知識(shí)。通過(guò)這種信息反饋，學(xué)生不斷糾正錯(cuò)誤，從而達(dá)到掌握知識(shí)的目的。


-
圖l中是本發(fā)明的方框示意圖。
具體實(shí)施例方式
在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)教師控制下的交互功能及時(shí)獲取知識(shí)信息和反饋信息，主動(dòng)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程和速度，使得個(gè)性化教學(xué)和因材施教達(dá)到較高的水平；把學(xué)生從被動(dòng)聽取、消極接受知識(shí)的狀態(tài)下解放出來(lái)，學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體、教學(xué)的中心。其基本學(xué)習(xí)模式可表示如下在教師指導(dǎo)下，學(xué)生選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容之后，計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)物理知識(shí)，學(xué)生接受物理信息；計(jì)算機(jī)提出物理問(wèn)題，學(xué)生回答物理問(wèn)題；計(jì)算機(jī)給與評(píng)價(jià)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給學(xué)生。如果學(xué)生不能理解，計(jì)算機(jī)則提取相關(guān)知識(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)習(xí)后再回答相似問(wèn)題；如果學(xué)生接受計(jì)算機(jī)的評(píng)價(jià)和反饋，學(xué)生可以選擇新內(nèi)容繼續(xù)學(xué)習(xí)或者退出教學(xué)系統(tǒng)，結(jié)束學(xué)習(xí)。整個(gè)教學(xué)過(guò)程，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，通過(guò)學(xué)生與計(jì)算機(jī)之間的交互，學(xué)生輸入信息并及時(shí)獲取反饋信息。
權(quán)利要求
1、物理智能軟件，本發(fā)明有交互功能的本質(zhì)特性，其特征在于教學(xué)交互的本質(zhì)是教學(xué)信息在教與學(xué)二者之間的雙向流動(dòng)，這里所說(shuō)的教學(xué)信息包括兩大類信息一是知識(shí)信息，也就是教學(xué)所涉及的學(xué)科內(nèi)容；二是狀態(tài)信息，就是關(guān)于教學(xué)情況的信息，包括教與學(xué)雙方的反饋信息，其中最主要的是評(píng)價(jià)信息；教學(xué)信息有兩個(gè)明顯的特征一是信息量嚴(yán)重不對(duì)稱，即從傳者流向受者的信息量遠(yuǎn)大于受者流向傳者的信息量；二是信息流向復(fù)雜；在一般的傳播過(guò)程中，信息的流向有兩個(gè)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。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所訴的物理智能軟件，其特征在于還有一個(gè)反饋信息的 流動(dòng)，它是從傳者再到受者的過(guò)程。
全文摘要
物理智能軟件，是涉及計(jì)算機(jī)物理輔助教學(xué)軟件的開發(fā)研制。本發(fā)明就是提供一種交互功能強(qiáng)的物理智能軟件。本發(fā)明研發(fā)的物理輔助教學(xué)軟件使得在交互式學(xué)習(xí)環(huán)境中，一切以學(xué)生為中心，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、接受能力和學(xué)習(xí)興趣來(lái)選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)模式和習(xí)題難度。
文檔編號(hào)G09B5/00GK101645205SQ20081011779
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者陳學(xué)松 申請(qǐng)人:陳學(xué)松