時間:2022-05-08 04:06:19
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摘要:本文主要闡述了多媒體技術在現代教育技術中的運用,并跳出狹義的“設計”概念,引用軟件工程的觀點,從宏觀的角度闡述了整個教學中多媒體課件的設計、制作過程,以及期間可能遇到的問題,還對課件制作過程中使用的工具,主要技術和作者的心得體會作了基本介紹,希望能給讀者以啟發。
關鍵詞:PowerpointxpFlashmx多媒體課件初中化學多媒體課件設計
一引言
當今社會的信息化速度日趨加快,中學教育要跟上時展的要求,走信息化之路是必然的選擇。近年來許多關心中學教育或從事第一線教學的有識之士,已經積累了一些成功的經驗,這無疑有助于中學教學的進步,但單一學科的系統的,科學的,成功的計算機課件還很少,相關的較為全面的文章更不多,筆者根據自己在運用電腦制作化學計算機課件的一些經驗出發,談一談體會,望能起到拋磚引玉的作用,讓大家都來參與中學化學多媒體教學的研究。
二根據教學內容特點,選擇教學課題。
在教學過程中,無論哪門學科,一般都可以實施多媒體教學,尤其是對于那些教學中的重點和難點而又比較抽象、難以理解、教師用語言不易描述的內容,在條件允許的情況下都有必要使用多媒體教學。例如在中學化學中,“物質結構”內容歷來是教學中的難點,同時又是重點,許多學生感到很抽象,難以理解,教師用語言也不容易表達清楚,如果借助多媒體計算機的三維動畫模擬原子結構、分子的空間構型以及原子形成分子的過程,就可把抽象的內容具體化,同時還可把教師的教學思路的主要環節用旁白或圖表等形式表現出來,起到事半功倍的效果。對于教學中帶有危險性的實驗(如爆炸實驗)、污染嚴重的實驗(如硫化氫的性質)和現象不太明顯或重現性差的實驗也都是可選取的內容。還可將化學反應的反應部位、化學工業中的生產流程設計成動畫,將工廠的設備、環境污染的現狀等設計成影像,充分利用計算機的的動態模擬功能,再增加視頻錄像和聲音,就可將工廠生產的情況清楚地在課堂中重現。也就是說,選題要特別注意發揮多媒體教學的特長,以彌補常規教學手段的不足。對于使用常規教學方法就能達到教學目的的教學內容,就沒有必要使用計算機來進行輔助教學,因為那樣只會造成人力、財力、物力的浪費。能在課堂演示的普通化學實驗絕不能以錄像或動畫代替。實驗媒體是任何其他媒體所取代不了的,它能培養學生觀察能力、動手能力、分析能力和團結協作能力,實驗是最直接、最生動的媒體,化學教師不能舍本逐末,放棄垂手可做的實驗而去用計算機模擬實驗。恰到好處地使用多媒體課件,不瘟不火,不濫也不嘩眾取寵,也許效果會更好?!安磺蠖?,但求精”應該成為選題的重要原則。
三可行性分析
在課件設計的開始,由于它的開發周期一般偏短,所以我們就需要考慮一系列問題:課件制作的時間期限、課件關鍵技術的實現難度、課件的預算制作時間、可投入的制作時間。為什么要在課件設計的開始考慮這些呢?這些問題是整個課件設計的基礎,不完善(不科學)的預算、策劃、分工往往會導致一個好的課件設想流產。
第一個要考慮問題是課件制作時間期限。因為某個課件一般是為某幾節課專門設計的,又由于教師的教學進度是比較固定的,所以這個課件的制作時間是有限的,它的最大值以天計算,表示為N=(課件第一次使用的日期—課件開始制作的日期)。我們總不可能到課上完以后再開始做課件吧!
第二個問題是課件關鍵技術的實現難度??梢韵胂?,一個在技術上不能實現的課件,不管它的設想有多么好,其最終的結果還是“流產”。只有可以實現的設想才是一個好的設想。
第三個要考慮的問題是課件的預算制作時間。這是讓課件制作“實際化”的一個要素。制作一個在7天以后就要使用、而預計一個月才能做完的課件,顯而易見是不實際的。課件的預算制作時間顯然和其他很多因素有關,比如:課件中關鍵技術實現的難度、課件信息量的大小、信息搜集輸入的時間、課件修改維護的時間等等。一般預算制作時間是以單人工作時間(小時/人)來計算的,它是上述眾多因素所耗用單人工作時的總和。
第四個要考慮的問題是可投入的制作時間。這是實現課件的關鍵要素,我們通常把它稱為“人力”。在這里它的重要性我就不舉例說明了??赏度氲闹谱鲿r間直接和人員數量、人員素質、人員對制作工具的熟練程度有關(此處不展開說明)。它一般可以用單人每天制作時間來表示。上述的是主要的可行性分析要素,其實在可行性研究中還有很多其他的問題,如課件對網絡環境的要求是否可行、課件對運行環境的要求等等,這些需要視具體情況而定。
四分析教學對象,確定教學目標,進行教學設計
在確定好教學內容后,還要分析教學對象,即學生的能力、一般特點和認識水平,然后根據教學大綱,結合學生實際情況,制定學生在知識和能力水平上應該達到的目標。并根據教學內容的特點,設計并制作相應的多媒體素材,并注意搜集與之有關的材料,以便能最大限度地調動學生的積極性,發揮他們的創造力,提高學習效率,完成教學目標。確定教學目標后,還要根據教材內容的結構和體系,合理地組織教材、完善教學結構,選擇合適的教學方法,進行教學過程的多環節設計,確定課件的內容結構和表現形式。包括開始時怎樣闡明教學目標,學習新內容前如何激發學生興趣,提高學生的注意力;如何利用色彩、閃爍、聲音等技術強調教學重點,使學生抓住關鍵問題;如何為學生提供學習指導,引導學習積極思考,誘導其主動學習;是否需要交互等等。對于顯示畫面的設計,要求畫面主體突出,畫面表現的主題形式應多樣化,簡潔但又具有一定的藝術性,形象逼真、生動活潑,畫面布局均衡、統一,景物的搭配、色調的深淺給人以穩定、平衡、和諧的感受。復雜的圖像要逐步顯示,以利學生抓住重點,也便于教學講解。在進行畫面設計的時候要特別注意畫面要為教學內容服務,而不能分散學生的注意力,因此色彩搭配要合理,并不宜使用過多的色彩。比如某課件在演示過程中,不斷有“小火箭”從屏幕上飛過,只是為了提示使用者“按任意鍵繼續”。課件中的聲音主要包括解說和背景音樂,在用于課堂教學的課件中不宜過多使用,一來干擾教學的講解,二來也分散了學生的注意力。但是,合理地在課件中加入一些解說和
背景音樂,有時也能夠更好地表達教學內容,增加學生學習興趣。比如在學生思考問題時,一段舒緩的音樂,可以調節課堂的緊張氣氛,有利于學生思考。音樂的設計要注意節奏應與教學內容相符,并要設定開關按鈕,便于教師控制。任何一節課,不可能也沒有必要一直使用計算機,在什么時候使用及怎樣使用計算機及相關媒體,也是這一階段要解決的問題。多媒體教學只是一種“輔助教學手段”,不可過分依賴,在沒有必要使用的時候,則盡可丟在一邊,以免喧賓奪主。最后綜合各種因素,依據教學過程的客觀規律,優化組合教學系統的各個要素,設計出合理的教學設計方案。
五導航圖解
總導航圖可以使我們一目了然地從總體上了解本次課件制作的具體內容,從而在整體上對本次課件進行總的設計。這對于課件制作來說是非常重要的的一步,如果不對總的內容先做一個全面的了解,那么做出來的課件就有可能偏離課件制作的初衷,達不到教學效果,甚至背道而馳。
這一章主要是介紹空氣和氧的組成,性質等一些概念性問題,其中涉及組成等一些簡單的概念性的東西,比如1.1節空氣和1.4節燃燒和緩慢燃燒,可以通過powerpoint實現。而1.2節氧氣的性質和用途和1.3節氧氣的制造涉及到一些動態動畫,為了更好的反映出氧氣的性質的直觀的演示整個氧氣的制作過程,我們選用Flash來制作。另外這一章里用到大量的圖片,對圖片的編排和放映效果的設置是本節的一大要點。
在這一章里很好的體現了多媒體課件在化學教學中的優點。分子和原子的結構很抽象,難以理解,教師用語言也不容易表達清楚,借助多媒體計算機的三維動畫模擬原子結構、分子的空間構型以及原子形成分子的過程,就可把抽象的內容具體化,大大的幫助了學生對這一內容理解。
這一章里,利用圖形我們直觀的了解了水分子是如何分解的成氧原子和氫分子的,以及十八種元素的核外電子排布情況,通過對比我們得出了最外層電子少于4容易失去電子,多于4容易得到電子的規律,由此規律進而引出了化合價,在化合價這一節里介紹化合價的結合過程,以及電子的得失,闡明了什么是共價化合物,什么是離子化合物。
氫氣的制法
在碳的單質這一節里,用圖片顯示了幾種不常見的單質,并在旁邊配以文字說明,增加可理解性。單質碳的化學性質這一節則比較簡單,沒有什么特別的技術處理。在一氧化碳還原性這一節里主要技術是采用Powerpoint畫導管,酒精燈的化學儀器。
在第五章里,在介紹溶解度時用到坐標曲線圖,坐標圖清楚的體現了溫度的高低和溶液的多少對溶解度的影響。在畫曲線是應當注意線條的比例,做到恰當反映影響溶解度的條件的目的。為了讓學生更好的理解溶解讀,最好還配了三道練習。
第六章,說明了酸堿鹽的溶液的導電性導電的原因---能產生自由移動的離子,同時說明了什么是酸,堿,鹽。酸的同性里講了酸的分類和命名,還有酸的六種同性。最后講了PH的表示法,PH的范圍,以及PH值在哪段范圍為酸,哪段范圍為堿,哪段范圍為鹽。
六軟件開發平臺的介紹
6.1硬件平臺介紹
CPU:P42.0GHz;內存:128M;顯卡:CirrusLogic5446PCI,支持1024*768分辨率,因為現在計算機的配置都比以前有了較大的提高,分辨率一般在800*600以上,為了達到更好的演示效果,本系統選用了1024*768的分辯率;
6.2軟件平臺介紹
早期的教學軟件開發工作主要利用通用程序設計語言,如basic、pascal等語言來完成.但采用這種制作方式需要依賴專業的系統分析員,而且這種方式費時、費力、效率低、成本高.因此,就很需要有一些開發工具來幫助我們擺脫傳統的工作方式,使得課件的制作人員能夠把精力放在主題的表達、交互特性的設計、用戶界面的設計等方面.有了這些工具,即使沒有計算機專業知識的人員也能夠方便的開發課件.
多媒體創作系統正是滿足這一要求的一種特殊工具的軟件,它使開發周期短.創作系統對于多媒體(包括文字、圖畫、動畫等)的實現提供了完美的服務功能,最大限度地發揮了其面向對象的特點,使編程變得直觀,可稱為所見即所得,同時使結構變得更清晰明了,為編程人員提供了良好的、輕松有趣的環境.在本次制作中主要運用的這種多媒體創作工具軟件是Powerpointxp,Powerpointxp是Macromedia公司出品的officexp中自帶的幻燈片制作軟件,該軟件因為制作靈活,操作完全可視化,而且插入圖片、音樂等也較為方便,易于掌握而受到廣大的多媒體課件制做者的歡迎。另外也選用了其它輔助工具軟件,如:動畫制作軟件:FlashMXMacromedia公司的一個網頁交互動畫制作工具,與其它工具相比,它具有矢量描述、播放流暢、數據量小、色彩鮮明等特點。圖片處理軟件:Potoshop7.0目前PC機上公認的最好的通用平面美術設計軟件,它的功能完善,性能穩定,使用方便。
七.技術的實現
z總體設計
總體設計是設計過程中最重要的一環,它是形成課件設計總體思路的過程,決定了后續開發的方方面面,課件設計過程所要遵循的所有原則,都要在這一階段得到充分體現。所以總體設計要具有規范性、組織結構要具有條理性。總體設計時,本人應采用自頂向下的方法,即從一個大的功能為出發點,將它分為若干個具有獨立功能的小模塊,如此這般,將模塊一直分化到最基本、最容易實現的基礎模塊,在設計時,盡可能的重用已經設計的底層小模塊。
z動畫制作
多媒體技術把視頻、音頻、動畫結合起來,可突破時空、環境的限制,進行逼真的模擬,一些比較枯燥、難于理解的教學內容或課堂上一些無法或不易演示的實驗(如微觀過程、動態過程等),可借助多媒體來實現.化學學科本身的特點決定了在制作化學課件的過程中少不了動畫效果,一般的動畫效果我們選擇Powerpointxp中的“自定義動畫”來實現,之所以選擇
Powerpiontxp,是因為它實現起來更為簡單,容易掌握,而且“自定義動畫”中給出了各種各樣的動畫效果,如圖所示:
只需選定其中一種就可以實現,相對于Flashmx來說要簡單的多,豐富的多。在Powerpiontxp里實現動畫效果的一大難點是動畫開始時間上的選擇,也就是“單擊時,之前,之后”三者里的選擇,如果不經過慎密的思考,往往達不到好的效果,對于初學者來說這是比較容易弄亂的地方,在制作的過程中我們很注重動畫時間上的安排,盡可能弄清“誰先動,誰后動”,對時間的安排做到心中有數,以提高動畫效果的合理性。當然動態動畫是Powerpiontxp所不能實現的,比如化學實驗的演示,這正是Powerpiontxp功能的局限性,在本次課件制作中實現化學試驗我們都選擇了Flashmx。在實驗動畫制作過程中我們根據實驗的特點和需要,對關鍵錚和時間軸做了不同一般Fls的設置,同時也注重對圖層制作和對場景的控制,對場景的控制我們是通過對場景中的幀的控制來實現。
z圖片制作
圖片的格式均為jpg和gif及gif動畫,除了一些自然圖片是從網上收集外,其他的比如化學儀器等借用Potoshop和FlshMX,雖然FlshMX也提供了較好的畫圖工具,對于像試管這樣簡單的化學儀器已足夠勝任,可對于像啟普發生器這樣稍微復雜的圖形畫出的效果還是不能讓人滿意,在我們畫圖過程我們更多的是選擇了Potoshop這個強大的繪圖工具,再適當運用Potoshop外部濾鏡插件處理,最后再把做好的圖片導入FlashMX的庫中,以備使用。但是采樣Flash畫圖也有起自身的優點,那就是用Flash的圖畫粘貼生成的文件要比用Windows中的畫圖板上的圖畫粘貼生成的文件要小得很多了。當然我們也利用Powerpiont繪制了一些簡單的圖形,剪貼畫和圖片資料和插圖等,它們都是一種圖像語言,它是幻燈片一種有效的輔助手段,善于選擇能反映內容進行狀態的、抽象的難于言表畫面,能達到直觀有效的效果,又有感染力,能極大提高課堂效率。
z表格
在制作課件過程中,為使顯示的內容一目了然需要用到表格,這里的表格和Word里的表格沒太大區別,只是在編輯表格前要將表格轉化成Powerpoint格式,否則整張表格不能任意組合,也就無法實現動畫效果,具體操作:為選種表格,單擊右鍵,在彈出的對話框中單擊“取消此時會彈出一個對話框;單擊“確定”后,就可以對表格進行編輯了。
如圖所示:
z超鏈接
超鏈接就是將某方面的內容鏈接到指定地方內容,如果沒有超鏈接,幻燈片的播放就只能按照制作幻燈片的順序順序播放,這樣做出來的課件缺乏靈活性,特別是如果只想看某方面的內容,沒有超鏈接的話不得不一步一步的從頭放映,既費時又麻煩,有了超鏈接就可以隨時點擊到想看的內容。超鏈接的實現很簡單,先選擇要超鏈接的對象,右鍵單擊選擇“超鏈接”然后選擇要鏈接的目標對象的路徑即可。
如圖所示:
z界面設計
這一過程是要體制作的關鍵,其內容是否充實和表現手法是否獨到、新穎直接關系到整個課件的效果。一個好的課件最起碼的條件是要有好的外觀,也就是好的界面,在這方面,文字的字體,大小,顏色和幻燈片的背景模版的選擇,以及兩者之間是否協調起到很重要的作用。為了美觀,整個課件用Powerpointxp制作的幻燈片我們都統一使用了很有內涵的藍灰色背景模版,文字顏色以白色為主體,字體以楷體_GB2312和隸書為主,使得每個幻燈片給人一種賞心悅目的感覺。
z腳本的編寫
腳本設計是多媒體課件制作過程中的一個重要環節。它將課件的設計和制作緊密聯系在一起,是課件制作最直接的依據。在本次課件制作里,腳本的設計我們完全按照教學設計的要求,對教學內容的選擇、結構的布局、視聽形象的表現、人機界面的形式、畫面的設計、甚至于按鈕的操控等都一一弄清楚,做到心中有數,使其成為課件制作的精確“圖紙八課件的測試課件制作完成后,還要經過多次調試、試用,并針對發現的問題及時修改不斷進行完善,最好能請對計算機不太熟悉的人進行試用,這樣往往能發現一些隱蔽的問題,這是確保課件質量的一個重要環節。測試完畢后,通常還要將制作好的源文件打包,使之生成可執行文件。課件完成后,若想在一定范圍內推廣,你必須確保擁有課書為主,使得每個幻燈片給人一種賞心悅目的感覺。
z腳本的編寫
腳本設計是多媒體課件制作過程中的一個重要環節。它將課件的設計和制作緊密聯系在一起,是課件制作最直接的依據。在本次課件制作里,腳本的設計我們完全按照教學設計的要求,對教學內容的選擇、結構的布局、視聽形象的表現、人機界面的形式、畫面的設計、甚至于按鈕的操控等都一一弄清楚,做到心中有數,使其成為課件制作的精確“圖紙八課件的測試課件制作完成后,還要經過多次調試、試用,并針對發現的問題及時修改不斷進行完善,最好能請對計算機不太熟悉的人進行試用,這樣往往能發現一些隱蔽的問題,這是確保課件質量的一個重要環節。測試完畢后,通常還要將制作好的源文件打包,使之生成可執行文件。課件完成后,若想在一定范圍內推廣,你必須確保擁有課
件的所有版權(包括各種素材),以免引起版權糾紛。
八軟件制作過程中的體會
1.用了幾種常見的軟件,其中包括:Powerpoint、Photoshop、Flsh等。在制作過程中,通過自己動手,了解并學會了這些軟件的用法,功能等。也知道了他們的特點和性能,其中收獲和體會也是頗深。PowerPoint:因為這個課件是以此軟件為主,那么接觸和用的最多,自然也是收獲最多,以前對于Powerpoint只能說是初步的感性認識,對它的了解并不深刻,通過對它的運用即在制作過程中對它的學習逐步掌握并學會靈活使用。在作此課件之前,我也用Powerpoint做過一些簡單的課件,只能作一些簡單的動畫功能。在不斷的學習中,通過看課外資料、詢問教師、向同學請教等方法,對本軟件的認識逐步提高。
2.美工設計多媒體課件一個重要的特點就是較好的美工設計,這可是需要花費大量的精力和時間,我們在制作的過程中用Photoshop設計了較多的圖像及畫了一些背景,幾乎每個圖像和背景都要細致的畫。因為第一要考慮它的美觀;第二要考慮整個課件的統一性。在制作過程我主要有以下幾點收獲:Photoshop給我們帶來了許多的藝術效果,因為它有強大的濾鏡功能,從圖像到文字,能制作出許多意想不到的效果。
3.幾點道理作為一名對多媒體制作有很少了解的學員,選擇自己的畢業設計為課件制作,無疑是一件不太容易的事情。它不僅要求我們對所學的專業知識有個較全面的了解,而且要全面地學習多媒體制作所需要的軟件知識。在剛開始的時候覺得無從下手,心里有點茫然,只有抓緊時間學習電腦知識。后來才發現在一段時間內想把這方面的知識學得很精,并不是一件很容易的事情。在這期間,也有過抱怨當時不該選擇做課件的論文。有時也被弄得心煩意亂。然而,這一切我都克服了。同時我也得出了一點道理:一、無論做什么事情都要有一種執著的精神。否則就會半途而廢;二、做什么事情也不能急于求成,否則則欲速則不達!三、在做一件事情以前必須有詳實可行的計劃,否則就會出現不知做什么的現象和后來的手忙腳亂的現象。
4.計算機多媒體教學課件的展望
4.1計算機多媒體教學課件要走向智能化。根據學生認知模型提供的信息,通過智能系統的搜索與推理,動態生成適合個別化教學的內容與策略;通過智能診斷機制判斷學生的學習水平,分析學生產生錯誤的原因,同時向學生提出更改建議,以及下一步學習內容的建議,通過對全體學生出現的錯誤分布統計,智能診斷機制將向教師提供教學重點、方式,測試重點、題型的建議等。
4.2計算機多媒體教學課件要向網絡化發展。它的優點在于不受地域的限制,能夠方便地做到資源共享,更方便對教學內容進行更新和維護。
九結束語
多媒體教學課件有兩大特點:一是人機的交互性,這能夠充分調動人的主動性,變被動為主動,大大提高了學習的效率;另一個是可重復性.當你在操作過程中遇到了不理解的地方,計算機可以不厭其煩的為你解釋,大大提高了我們的學習效率.例如;在課件的講解中,只要你不選擇退出,那么你將可反復學習你不理解的內容直到學會為止.這無疑是電腦眾多優點之一.隨著網絡技術的發展,多媒體的教學將不僅僅局限在單機上,它可以在空間上擴展,實現資源共享.我們可以設想,在未來的黨校里教師將變得非常少,甚至只需要一個網絡管理者便可以了.這樣便會將人類從繁重的勞動中解放出來,并將節約大量的資金.綜上所述,我了解了多媒體技術應用所具有的重要性與必要性.因此,它將需要我們這一代人對其做出深刻的探討與發展,為人類的進步做出我們力所能及的貢獻。
總之,計算機多媒體技術在教學中的運用已成為時代的潮流,它有著巨大的潛在需求,而我國在這方面投入的資金和人力遠遠不夠,迫切需要國家的主管部門進行組織和引導,改變重硬件輕軟件的現象,使計算機多媒體教學有長足的發展。這既是當前進行素質教育的需要,又可能成為新的經濟增長點。愿我國計算機多媒體教學的應用能得到飛速的發展。
參考文獻
[1]耿建業李大明Flashmx標準教程論文中國青年出版社2002.2
五大特點是
(1)化學家對物質的認識和研究,從宏觀向微觀深入。20世紀以來,化學家已用實驗打開原子大門,深入地了解原子內部的情況,并且用量子理論探討原子內的電子排布、能量變化等。就是對復雜的化學反應來說,也可以測量反應機理,了解反應過渡態的情況以及分子、原子間能量的交換。
(2)從定性和半定量化向高度定量化深入。雖然近代化學也曾廣泛地使用各種定量化工具,但是還只能說停留在定性和半定量化水平。本世紀60年代后,電子計算機大規模地引進化學領域,用它來計算分子結構已取得巨大的成功。如今任何化學論文如無詳盡的定量數據就難以發表,發表了也難取得公認。而且如今化學實驗的精密度愈來愈高,幾乎所有儀器都是定量化的,有的還用電子計算機來控制。
(3)對物質的研究從靜態向動態伸展。近代化學對物質的研究基本上停留在靜態的水平或從靜態出發,推出一些動態情況。例如,從熱力學定律出發,通過狀態函數的變化,從始態及終態情況推斷反應變化中一些可能情況?,F代化學已擺脫這種間接研究推理,而采用直接的方法去了解或描述動態情況,特別是激光技術、同位素技術、微微秒技術、分子束技術在現代化學里的大規模應用。化學家目前已能了解皮秒內微粒運動的情況,反應中化學鍵的斷裂以及能量交換等情況。特別值得一提的是有關動態薛定諤方程的研究,一旦成功它將會為動態研究開辟光輝前景。
(4)由描述向推理或設計深化。近代化學幾乎全憑經驗,主要通過實驗來了解和闡述物質。雖然也有一些理論如溶液理論、結構理論等可以指示研究方向,但總體來說近代化學基本上是描述性的。原來化學中四大學科(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學)彼此存在很大獨立性。然而現代化學已打破傳統的界限,化學不僅自身各學科相互滲透,而且跟物理、生物、數學、醫學等學科相互交融和滲透。特別是近年量子化學的發展,已滲透到各學科,使化學擺脫歷史傳統,可以預先預測和推理,然后用實驗來驗證或合成。例如,當今許多高難度的合成工作都事先根據理論設計,然后決定合成路線。著名的維生素B12的合成工作就是一個典范,它標志著化學已從描述向設計飛躍。
(5)向研究分子群深入。近代化學對化學的研究通常只停留在一個或幾個分子間的作用。即所謂0級、1級、2級、3級反應,對多分子的反應是無能為力的。但是近代化學遠遠不能滿足實際需要了,特別是研究生物體內的化學反應,就要研究多個分子甚至一大群分子間的反應了。例如,一個活細胞內往往需要幾十種酶作催化劑,同時催化許多化學反應。因此研究分子群關系,已成為現代化學的一個特點。
現代化學的發展方向,一是化學向分子設計方向前進。分子設計就是說化學家像建筑師造房子那樣設計好再建造。由于電子計算機、各種能譜技術、微微秒技術、激光技術、同位素技術等在化學上的應用,使分子設計逐漸趨向現實。上面說過的著名有機合成大師伍德沃德合成難度極大的維生素B12,就是按他創立的前沿軌道理論出發,計算后設計出最佳合成路線和原料配比,一舉成功并傳為佳話。目前全世界每年合成幾千種抗癌藥,大都是先設計好合成路線,而后進入生產的。
教育是教與學的過程,是教知識、育人才的工程。因此,筆者認為:在化學實驗教學方面大膽地引入人文教育的理念,鼓勵學生在設計實驗、進行實驗、驗證實驗等過程中始終貫穿以人為本的人文精神,對高校化學教育培養適應時代和社會發展的化學人才是大有裨益的。本文擬對高?;瘜W實驗教學中滲透人文精神的意義等進行理論上的一些探討。
人文精神是哲學體系中的一種重要精神,它既代表了人類追求全面和自由的發展,也體現了維護和關切理想的人格。因此,倡導人文精神不僅順應當代社會發展的潮流,而且對高等化學實驗教育的改革也有積極作用。表現在:
(一)人文精神有助于培養高校學生在化學實驗中的人文素養。高?;瘜W實驗教學中在注重學生化學實驗綜合技能培養和訓練的同時,加強人文精神的滲透,是培養新時代高素質化學人才的要求。但目前實驗教學的模式仍然沿襲了傳統的注入式模式,每個學生實驗的相關信息如實驗目的、原理、儀器、藥品、步驟,甚至會出現什么樣的現象,都在教材中詳細地列出來了,學生只需機械重復,“照單抓藥”,處于被動學習的狀態。也就是說,目前的高校化學實驗教材設計使得學生在實驗中的主動參與度不夠,對實驗方法和實驗技能的綜合設計體現不夠,在化學實驗教學中難以體現化學這門學科和其他學科相互交叉的特點,對學生的綜合素質如實驗設計和創新能力的培養有限。如果在高?;瘜W實驗教學中滲透人文精神,培養學生吃苦耐勞,踏實肯干的學習精神,讓學生積極主動地參與到實驗教學中,發揮學習的主動性和創造性,學習效果應該優于傳統的教學方式。因此,良好的人文修養可使高校學生在化學實驗中經常進行兩種思維方式的交差、互補訓練,形成全面的知識結構。
(二)在高?;瘜W實驗教學中滲透人文精神,可以培育大學生們的民族責任感,鍛煉其形象思維能力和學會如何做人,為其在社會上立足,為社會做貢獻打下堅實的精神基礎。作為今后國家建設的主力軍,當代大學生如果不了解中國的歷史、文化,怎么談得上對國家、對民族有感情、有責任心呢?又將如何為國家、為民族服務和獻身呢?也正是在這個意義上,楊叔子院士曾要求他的博士畢業生在論文答辯前,必須能背誦《論語》和《老子》,否則就不能參加博士論文答辯。
(三)人文精神能為高校化學實驗教學提供正確的導向。高?;瘜W實驗教學本身并不包含價值判斷,因此需要人文精神為其導航,明確化學實驗教學的目的和價值取向。高校的化學實驗教學不能只培養學生的化學實驗技能,還應在實驗技能培養的同時注重學生創新能力的培養。傳統的教學方法通常只注重化學實驗知識和技能的培養,而忽略了學生創新能力的培養。因此,改變傳統的教學方法,將人文精神運用到高校化學實驗教學中,改變傳統的手把手式的教學模式,對學生創造力的開發將是大有裨益的,能起到事半功倍的效果。
(四)把人文精神貫穿于化學實驗教學中,能有效保證化學實驗教學工作和諧、有序、健康地進行。為了適應現代化社會的發展,與時俱進,構建現代化化學實驗教學創新平臺體系勢在必行。創新平臺的創立應著重以訓練基本實驗操作能力為基礎,以培養學生綜合素質為中心,樹立創新教育的理念。在傳授學生實驗知識的同時更加注重培養學生的開拓精神、科學思維,注重人文精神的滲透。因此,我們要結合化學實驗教學實際,整合與優化基礎化學實驗課程、專業實驗課程體系,使化學實驗教學進一步規范化、系列化、規?;?,不斷提高化學實驗教學質量。
隨著我國高等教育改革的逐步深入,隨著社會的快速發展,各個學科門類相互融合程度加大,因此,在高?;瘜W實驗教學中,需要培養符合社會需求的高科技人才,不但具有嫻熟的實驗技能,嚴謹的邏輯思維能力,還應具有良好的人文素質,具備全面的知識結構。近年來,為適應社會發展對化學人才的要求,高?;瘜W實驗教學改革已在悄然進行。高?;瘜W實驗教學不僅是讓學生將化學理論運用于化學實驗、加深對化學理論感性認識的好辦法,也是培養應用型人才的重要途徑。在實驗教學中,高?;瘜W教師應精心設計實驗教學的過程,將人文精神滲透其中,通過多種渠道、多個環節、多種形式,激發學生的學習興趣,讓學生快樂主動地參與到教學中,積極觀察多變的化學現象,主動分析和探究化學問題,并充分發揮自身的潛能,讓學生自主設計和完成實驗內容,形成穩定的學習動機。在高?;瘜W實驗教學過程中,教師可從如下幾方面滲透人文精神:
(一)恰當地運用教具、實驗、模型、化學常識等,提高學生的學習興趣。
(二)針對教材中各章節的教學內容特點,采取不同的授課方式、方法、手段,以達到事半功倍的教學效果。
(三)加強教育技術現代化建設,不斷提高實驗教學效果。在保障化學實驗教學任務和質量的前提下,對化學實驗教學進行“綠色化和節約化”建設,培養大學生綠色化學理念,建立和完善化學實驗教學質量的保證體系。高?;瘜W實驗教學在培養學生的實踐能力、分析解決實際問題的能力和嚴謹的科學態度方面,具有化學理論教學無法替代的作用?;瘜W實驗室作為培養學生實驗操作能力和創新能力以及綜合素質的主要場所,也是開展科學研究的重要基地。開放實驗室以其特有的優勢在現代化實驗教學中發揮著重要的作用。因為在校大學生中,有相當一部分人還要進一步深造,攻讀碩士、博士甚至博士后。今后的發展如何,不但與本科期間的知識儲備、能力訓練有關,還與品行修養,處理協調各種人際關系的能力休戚相關。化學實驗研究的過程是枯燥和漫長的,如果在本科期間沒有夯實基礎知識和掌握熟練的操作技能,沒有過硬的心理素質,那么繼續攻讀研究生則會步履維艱。特別是立志于從事科學研究的同學,在讀研究生期間,和導師之間的關系處理尤為重要,因為這在一定程度上會決定你科研成果的品質以及今后的發展前景。而這一切均與人文精神的培養密不可分。
英文名稱:Journal of Fudan University(Natural Science)
主管單位:中華人民共和國教育部
主辦單位:復旦大學
出版周期:雙月刊
出版地址:上海市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:0427-7104
國內刊號:31-1330/N
郵發代號:4-193
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1955
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
SA 科學文摘(英)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
中科雙百期刊
Caj-cd規范獲獎期刊
第二屆全國優秀科技期刊
聯系方式
論文關鍵詞:材料化學專業實驗,實驗教學,探索
材料化學是一個理工結合、學科交叉的新興學科,在信息、能源、環境、航天等前沿科學領域起到越來越重要的作用。目前, 許多高校設置了材料化學專業實驗, 我們根據我校辦學經驗和實際條件,并結合蘇州經濟社會發展對人才的需求,建立了與之相適應的培養目標及專業實驗內容。為了讓學生了解先進的材料合成與制備方法,掌握高技術材料性能的最佳測試技術,具體設置了材料合成與加工和材料性能測試相結合的專業實驗教學大綱[1-2]。本文結合我們的教學實踐過程,談一下材料化學專業實驗教學過程中的一些做法和體會。
重視實驗室建設,保證教學質量。實驗室建設主要包括兩個方面,硬件條件和軟件條件。具體的說,硬件條件包括實驗室基礎設施建設,實驗儀器和大型設備的購置等等;軟件條件包括實驗教學大綱制定優化,教師隊伍思想道德素質,教育教學能力等方面的建設。具備優良的實驗室硬件條件和優秀的教師隊伍是保證教學質量的必要條件。
1.實驗室硬件條件建設
必要的基礎設施和優良的實驗條件,是順利開展實驗課程,保障實驗室安全的先決條件。我校材料化學專業的實驗室面積達到500 m2,實驗室分為材料合成實驗室和材料性能測試實驗室兩部分,主要承擔了材料化學專業的專業實驗和本科畢業論文等教學任務。
隨著現代化儀器技術的高速發展化學論文,培養掌握現代化測試技術的人才是社會發展的迫切需要。為此,我校花大力氣引進了一大批與材料化學專業有關的先進測試儀器,并為材料化學專業開設了現代分析與測試實驗課程,主要目的是引導學生全面熟悉和系統掌握測試材料的常規科研方法,包括紅外光譜、紫外分光光度計、熒光分光光度計、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學分析儀等儀器多種測試方法的介紹和使用,這些儀器偏向于基礎化學性質研究,它有助于學生掌握材料的各項微觀性能。
同時,我們還開設了用于研究材料電學、硬度、力學等性質測試的實驗。實驗儀器包含了納米Zeta電位測試儀、體積電阻測試儀、簡支梁試驗機、布氏硬度計、電熱平板硫化機、單螺桿擠出機、桌型老化試驗機、氧指數儀等大型儀器。學生在學校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后,我們還會積極聯系一些相關的單位,引導學生到企業進行相關的實習操作,使學生能夠將學到的理論知識和具體實際相結合。
2.實驗室軟件條件建設
軟件條件建設的主要摘要對教學內容深入了解,合理組織編排,采用合適的教育教學手段,與同學多做交流,不斷總結教學過程中發現的優缺點,找到最佳的傳授知識手段。
2.1 緊跟專業方向特色,制定實驗教學大綱
材料化學專業實驗從大三開始開設,此時學生以及通過前兩年的基礎實驗課程的學習掌握了實驗的基本操作技術,更容易接受一些較為專業,相對復雜的實驗項目,同時也要緊跟材料化學專業的專業方向特色,這就成了我們在制定實驗教學大綱時的宗旨。
我校的材料化學的專業實驗分為高分子與無機兩個方向論文格式。我們根據理論課與實驗課相銜接的原則,通過開設一些與高分子物理,高分子化學,無機功能材料等課程相關的典型高分子和無機材料合成實驗、性能表征及加工修飾實驗,加大對學生動手能力的培養力度,使他們對高分子材料研究領域有更深一步的體會,對高分子材料制備工藝、組成、結構與性能之間的相互關系及其規律有更加明確和深刻的認識。
2.2 精心選擇實驗,合理編排順序
我校根據材料化學的專業背景和培養目標,對材料化學高分子方向的實驗總共安排8個實驗,其中6個為必修實驗,2個選修實驗從教學大綱中的14個實驗中根據實驗需要選取。8個實驗中有材料的合成實驗,也有材料性能加工測試實驗化學論文,安排實驗順序時我們依據連貫性的原則,盡量使兩個甚至三個實驗能夠串聯起來,形成一條鏈,例如,我們通過“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測定”這個綜合性實驗,學生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發生縮合反應的基本原理,以及縮合反應的具體實驗技術,最后收集到的產物我們可以作為下一個實驗“GPC法測定聚合物分子量及分子量分布”的一個輔助測試原材料,學生可以進一步了解凝膠滲透色譜的基本原理,掌握GPC法測定聚合物分子量及分子量分布的實驗技術及數據處理。這樣的實驗安排有利于將各自獨立的單個實驗有效的串聯起來,增加實驗的綜合性,更加有利于學生以后從事科學研究思路的培養,提高學生分析、解決問題的能力。
2.3嚴格考核制度,提高學習效果
只有嚴格要求學生,規范考核制度,才能有效的提高學生的學習效果和學習積極性。我們的教學與考核方式采取實驗預習報告、實驗操作技能和實驗報告綜合評價的辦法,即實驗前,試驗中,試驗后這樣一個辦法。實驗總成績采用百分制記分,預習報告占總成績的30 %,實驗操作技能考核占總成績的30 %,實驗報告占總成績的40 %。只有嚴格要求學生寫實驗預習報告,他們才會去查閱本實驗相關的文獻資料,對實驗機理、實驗步驟有相當程度的熟悉和了解,尤其對于一些設計性實驗,會對實驗的設計方案有更多更好的想法與思路,同時也增加了學生做實驗的樂趣性。在實驗的進行過程中,老師對實驗的過程進行指導和監督,對學生提問,考核學生對實驗的認識與理解程度,并予以打分。最后,實驗報告綜合反映了學生對實驗的理解,數據處理等的完成情況化學論文,也是評價學生學習效果的一個重要因素。
2.4 加強師資隊伍建設,提高教師素質
具備一只優秀的教師隊伍是保障本科教學質量的基礎和前提。我校材料化學專業實驗指導教師和實驗專職教師共計5人,其中教授2人,博士3人,碩士2人,已經形成了一支年齡、學歷結構較為合理的實驗教學隊伍。實驗專職教師實行坐班制,負責實驗室相關儀器的日常管理和養護工作,根據實驗教學大綱安排實驗教學進程表。我們嚴格要求實驗教師認真備課,每個實驗項目開始前都要做預實驗,對實驗中可能出現的各種現象和各種注意點都記錄下來,對于一些實際的樣品,測出準確的數據,做到心中有數。實驗教師在實驗指導過程中要充分調動學生的積極性,激發學生的潛能。激發學生的潛能可以有很多方法,比如說改進實驗方法,改變原料配比,改變模具形狀,改變測量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業務水平直接影響到實際的教學效果,所以教師在平時的教學過程中要注重積累,努力提高自身各方面素質。
3. 結語
通過材料化學專業實驗的教學實踐與探索,我們認識到只有努力加強實驗室各方面條件的建設,在教學過程中不斷培養學生的興趣和分析、解決問題的能力,挖掘學生潛能,使學生的綜合素質得到提高,從而發揮最佳的教學效果。
參考文獻
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關鍵詞:綠色化學 醫用基礎化學 多媒體教學 教學改革
綠色化學又稱環境無害化學。它的核心內涵是在反應過程和化工生產中,盡量減少或徹底消除使用和產生對人類健康、社區安全、生態環境有害的物質。
化學教育尤其大學化學教育是為經濟建設服務的。醫學類職業是與人類生死、健康休戚相關的事業,保障人類健康離不開藥物,藥物合成又離不開化學,而化學工業的發展又在很大程度上直接影響了人類的健康。如何在這三者之間構建和諧,綠色化學是唯一出路。綠色化學不應是一門獨立學科,而應是一種指導思想,是人們應該傾力追求的目標[1]。作為大學化學教師,我們首先應該結合實際情況,將綠色化學教育滲透到教學工作中去,通過廣泛的宣傳教育,讓學生樹立起綠色化學意識,培養出具有綠色化學意識的一代新人[2]。綠色化學成為醫用基礎化學教育的一個重要組成部分,給改革課堂教學、培養學生的創新精神和創新能力提供了良好的契機。
1.提高自身實施綠色化學教育的能力和專業水平。
綠色化學是化學科學與物理、生物、材料及信息等科學結合的產物,是化學科學的發展與進步。因此教學人員不但需要具備化學基礎知識、理論和技能,還要系統地學習關于綠色化學的理論知識,了解有關綠色化學技術的最新研究成果和發展方向,掌握相關學科的知識。
2.改革實驗方式,避免實驗污染物產生。
化學實驗中總有氣體、液體或固體產物的生成,或多或少地會產生有害或有毒的實驗廢棄物。筆者所在的安徽三聯學院醫用基礎化學課程針對的是文理兼收的醫藥營銷專業學生,他們畢業后從事藥物開發、合成的可能性很小,進行化學實驗實際意義不大,因此在實際教學中取消了實驗操作環節。對于個別必要的實驗,借助網絡,利用錄像、多媒體課件、Flas、計算機虛擬實驗等現代教育技術手段進行演示,避免了化學污染物的產生。
3.針對職業需要,整合醫用基礎化學知識結構,添加綠色化學教學內容,激發學生的學習興趣。
筆者選用了張法浩主編的《醫用基礎化學》,該教材包含了無機、分析及有機化學的內容。隨著教學改革的深入,根據專業的特點及教育部對高職學生理論知識“夠用為度”的原則,我院該課程總學時只有72節,比過去減少了二分之一,這就要求教師在教學思想、教學內容以及教學方法等方面做出調整,以適應新世紀人才培養目標的需要[3]。要更多地將醫藥營銷工作中實際需要的知識融入教學過程,摒棄那些不重要又晦澀難懂的知識,使醫用基礎化學真正成為理論的基石。現行教材內容與職業缺乏緊密聯系,忽視了與實際的聯系,學生學習缺乏主動性和積極性。因此,筆者對課程進行了重新整合,刪減和壓縮了教材中電解質溶液、酸堿滴定法、配位化合物、分光光度分析法、分子軌道理論等章節內容。將壓縮的理論和實驗課時用以補充綠色化學內容[4][5],多元化、多層次、多角度地向學生揭示、展現綠色化學與基礎化學的緊密聯系。對晦澀難懂的內容以教師精講為主;常識性的內容由學生講解;與生活息息相關相關的內容設計題目,讓學生發表見解、分組討論或辯論,然后由教師進行總結。這樣既突出了重點、難點,又培養了學生自學的能力,提高了學習興趣。
4.學生應用化學知識、原理,結合綠色化學,撰寫科技小論文。
作業是課程教學的一個重要環節,是課堂教學的繼續和延伸。除了布置教材習題外,為讓學生更深入更主動地將綠色化學的理念滲透到傳統化學學習中,在課程結束前,筆者布置學生選擇與“可持續發展”有關的選題,通過探究和調查,查找相關文獻、資料,并對其進行分析、解釋、評價、調查、討論、研究,寫出科技小論文。從對連續三屆學生提交的論文情況看,由于平時的教學中始終貫穿了“綠色”這個與人類健康密切相關的主題,學生興趣濃厚、選題廣泛、立意明確,從問題的提出到問題的解決,學生始終是決策者、行動者。學生從可持續發展的高度去關心環境及環境問題,更深刻地理解了人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關系,認識到他們的態度、行為和決定將對現在和未來的全球環境、整個社會產生影響,激發了學生的憂患意識和社會責任感。
5.改革教學方式及成績評定方式。
隨著現代教育技術的普及,多媒體教學也得到了越來越廣泛的應用。五年的教學中,筆者經歷了傳統教學――傳統教學+多媒體教學――多媒體教學這一教學手段改革過程。實踐證明,利用多媒體教學,無論信息量還是教學效果都得到了極大的提升。
完整的教學過程應該包括成績的評定,考試方法的創新是教學改革不可缺少的環節。從2005級開始,課程成績的評定項目包括:平時成績20分,科技論文40分,理論考試40分。前兩項是基本體現學生綜合素質的考核,占總分60%,比重超過了理論知識的考核,既有利于調動學生提高自身素質的積極性,又促進了教改的不斷推進和完善。
筆者經過幾年嘗試性地將綠色化學融入到醫用基礎化學的教學探索,逐漸實現了“教師為主導,學生為主體”的教學理念,激發了學生學習的主動性。教學中及時滲透綠色化學方面的知識,適當地加深和思維拓展,使學生在潛移默化中受到綠色化學教育,成為有綠色化學理念的新一代高職大學生,是時代的要求,是素質教育的要求。
參考文獻:
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英文名稱:Journal of Hainan Normal University(Natural Science)
主管單位:海南師范大學
主辦單位:海南師范學院
出版周期:季刊
出版地址:海南省??谑?/p>
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1671-8747
國內刊號:46-1062/N
郵發代號:84-18
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1987
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
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