“便携式多媒体教学系统”的设计在化学实验课中的应用

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摘 要 :当前,由于各种原因,多媒体教学系统在化学实验教学中应用的很少,我们将手机和微型投影仪相结合,自行设计一种“便携式多媒体教学系统”,并尝试将此“便携式多媒体教学系统”应用到化学实验课的教学当中.该教学系统涉及的设备简单便携、寿命长、成本低、易于维护维修,图像面积大,可配合多种表征手段实现多元化教学,可在化学实验课中充分体现多媒体教学的优势.

关 键 词 :教学改革;便携式多媒体教学系统;化学实验

化学是一门以实验为基础的学科,许多化学概念、规律的阐释都建立在实验的基础上.著名化学家戴安邦先生曾说过:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式”.但由于时间、空间、观察条件、安全性、实验所需器材等因素的限制,很多实验难以观察或根本无法实现.借助多媒体技术,利用音频、视频、动画等相结合的方式模拟实验过程,可以弥补常规实验的不足,也能使许多演示效果差、可见度小的实验通过视频“放大”的方法得以实现.它们对于提高我们的实验教学效果,培养学生的动手、动脑能力有很大的作用[1-5].因此,要改革化学实验、引入多媒体教学已势在必行.


1.现状分析

目前大学化学实验课堂引入多媒体教学的却非常少,我们分析原因有三点:第一,使用寿命短.常用的多媒体器材一般为固定式的,如台式机、投影仪、音箱等,而化学实验课堂经常会用到腐蚀性物质,如盐酸、过氧化氢、酸酐等等,这些物质的挥发会严重腐蚀多媒体器材,缩短其使用寿命.不仅如此,由于化学实验室的易燃物品较多,一旦发生火灾,这些贵重的器材会首当其冲遭到损毁.这些都会对实验室的建设造成不必要的损失.第二,成本高.固定式多媒体器材购买价格非常高,台式机约5000元每台、投影仪约4000~15000每台,但是一堂3~4个学时的实验课中教师可使用多媒体授课的时间只有约0.5个学时(其余时间学生动手做实验),为短暂的授课时间配备高价格的多媒体设备,投入与支出明显不成比例.第三,维护困难.由于固定式多媒体器材的体积和重量较大,这给实验室针对器材的准备工作造成了阻碍,包括定期的硬件维护和软件更新、以及维修等等.同时也给实验室人员增加了负担.有些老师将笔记本电脑引入实验课教学当中,通过录像和动画的演示给学生们授课,虽然教学成本在一定程度上有所降低,但由于笔记本电脑的屏幕偏小,对于平均人数为30人的班级而言,教学效果并不明显.

2. 化学实验课中引入多媒体教学系统的理论意义和实践价值

建立一个简单、便捷、有效的多媒体教学系统,进而实现化学实验课的多媒体教学,是当前教学改革特别是实验课教学改革中亟待解决的关键问题.“便携式多媒体教学系统”是我们提出的一个创新性概念,即将手机(或笔记本、mp4、iPod/iphone4)等具有存储播放功能的电子产品与微型投影仪联用,形成的一个新的适合于实验教学的多媒体系统. “便携式多媒体教学系统”相比传统的固定式多媒体有如下优势:第一,不受停电的影响.众所周知,多媒体教学最大的障碍莫过于停电.而申请人设计的“便携式多媒体教学系统”中,微型投影仪和手机都是通过内置电池供电,使用过程可完全免受停电的影响.市面常见的微型投影仪和手机,一次充电均可以独立运行4个小时左右.第二,携带方便、成本低、即插即用.图1(左)显示的是3M公司的一款型号MPro150的微型投影仪照片,尺寸为130×24×60mm,质量为160克,仅比我们常用的手机稍大,内置两组立体声喇叭可即时播出音效.市面常见的微型投影仪,一般都可以和电脑、手机、iPods/iPhones、PDAs 等电子产品进行连接,并且可在任何表面进行投影,售价仅在1500~3000元人民币左右.第三,可实现多元化教学.实验教学过程中往往会用到一些表征手段,以显微镜为例,教师在教授学生观测显微镜下的样品时常常是单独指导,费时费力,若将配备电子目镜的显微镜与我们设计的“便携式多媒体教学系统”相结合,则可以实现事半功倍的教学效果.

3.实施方案

3.1 “便携式多媒体教学系统”的设计

首先选择合适的微型投影仪与手机相连接构成“便携式多媒体教学系统”,并调试相关使用参数(如距离、角度、背景等),使之在实验室环境中呈现最佳成的成像效果.之后为“便携式多媒体教学系统”选择合适的多媒体软件,如Microsoft(R) Office (Word, Power Point(R) and Excel(R)) 、Adobe(R) PDF、和Flash等,提高多媒体教学质量.

3.2 “便携式多媒体教学系统”的在化学实验课堂中的应用

以图片、录像或Flash动画的形式,向学生形象展示实验步骤及注意事项,其中包括实验的装置构建、操作顺序、安全防护方法和紧急处理措施等等;以照片的形式,让学生熟悉各种物质的颜色,特别是对于滴定终点颜色变化,帮助学生准确判断滴定终点;以图片或Flash动画的形式,形象的描述抽象的化学反应过程,帮助学生深入了解反应机理;在课堂上介绍使用常用软件处理数据的方法,及绘制图像的方法,提高学生对常用软件的掌握程度;与带有电子目镜的显微镜相结合,通过当堂演示的形式,将学生制备的样品的微观结构展现出来,如晶体、微粒等等,增进学生对物质微观形貌的了解,提高学生学习的积极性.

4.结论

综上所述,我们的“便携式多媒体教学系统”的设计和应用是完全可行的,对于实验课教学改革具有重要的理论意义和实践价值,不仅可以使教师能够利用多媒体技术形象生动的教授实验课,大幅降低成本,还可以与多种实验表征手段结合,将科研研究成果展示给学生,应用前景广阔.

5. 致谢

感谢西北农林科技大学2011年教学改革研究项目资助,基金号JY1102107.

[参考文献]

[1]吉顺铁, 多媒体化学实验课件的局限性及其选择, 理科教学探索, 2006, 1: 54-55.

[2]陈学东, 多媒体实验课件在初中化学教学中的优点与注意事项, 新课程学习, 2010, 11: 145.

[3]郭丽楠, 利用多媒体技术, 改革化学实验教学, 中学教育在线, 2008, 6: 51.

[4]刘福记, 浅谈多媒体教学与实验课教学模式的改革, 沈阳医学院学报, 2005, 7: 199-205.

[5]季树花, 谈多媒体技术与高职院校化学实验课教学的整合, 大家, 2010, 20: 96.

(作者单位:西北农林科技大学理学院,陕西 杨凌 712100)

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