多媒體技術在青海大學實驗教學中的應用

摘要：本文介紹了青海大學利用多媒體技術輔助化學反應工程實驗教學的特點和實際應用。

關鍵詞：多媒體；教學；CAI

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

文章編號：1672-5913(2007)16-0046-02

20世紀90年代，隨著多媒體技術迅速興起和發展，多媒體及網絡等現代化信息技術手段的普遍使用帶來了教育、教學方式的重大改革。計算機輔助教學系統在教學上的運用，標志著教學媒體質的飛躍。多媒體技術的應用，使教學手段更加豐富，將對教學效果的提高起到促進作用，是當今世界教育技術發展的新趨向。

我校把“以本科教育為基礎，培養立足本省，面向全國，具有扎實的基礎理論、基本技能、良好的創新精神、實踐能力的高級應用型人才”作為學校人才培養目標。為此，學校將多媒體技術引入到實踐教學中，取得了較好的效果。

1多媒體輔助教學(CAI)的特點

教學活動應遵循教育心理學和認知規律。建構主義認為，學習總是與一定的社會文化背景，即“情境”，相聯系的。協作學習環境以及學習者與周圍環境的交互作用，對于學習內容的理解起著關鍵性的作用[1]。多媒體技術在教學中的應用具有以下優勢：

(1) 激發學生的學習興趣，激發學生學習熱情

多媒體教學能夠延伸和拓寬教學時空，通過圖像、聲音、色彩和動畫，傳遞教學信息，解決由于時間和空間的限制造成的教學難點，使學習內容變得容易被理解和掌握，激發學生的學習熱情，培養并發展學生獲取信息、分析信息和處理信息的能力。實踐證明，計算機多媒體教學具有的形象性、多樣性、新穎性、趣味性、直觀性、豐富性等特點，能充分調動激發學生的學習興趣，促使學生主動積極地學習，全面提高學生的綜合素質。

(2) 可以擴大教學規模和改善教學環境。

利用多媒體技術和網絡技術進行教學，可以突破原有的時空限制，提高教學效率，大大節省師資和其它教學設備，使更多的學生受益。

(3) 優化教學模式

傳統的教學為“粉筆加黑板”，教學內容枯燥，教學質量完全取決于教師的素質和對教學活動的組織。多媒體教學促使人們逐漸改變傳統的教學模式，有利于教學形式手段和方法從單一走向多元。基于多媒體技術、網絡技術，對教學活動可以進行遠程協作，使教學活動的內容更加充分，教學的過程、內容便于保留和供同行借鑒。多媒體使教學過程傾向于“以學生為中心”的個性化和個別化教學，使學生能根據自己的學習需求和能力狀況決定學習內容，進而成為學習的主人，做到自主學習、充分學習和高效學習[2]。

2多媒體技術在輔助實驗教學的應用

在現代教育中，實驗教學占有非常重要的地位。學生只有通過足夠的實驗和操作，才能真正理解和掌握該學科的理論知識，才能獲得足夠的實驗技能和動手能力，并初步具備完成實際測試、設計等工作的能力。將多媒體技術應用于實踐教學能提高實驗的演示效果、可見度，增強演示實驗的有效性，加強實驗操作的規范性、正確性、為學生進行實驗設計創造條件，豐富學生的實驗知識等。最大限度地發揮實驗的作用，從而達到優化實驗的目的。

2.1多媒體輔助實驗教學的特點

(1) 經濟、安全

利用多媒體技術可以真實地模擬實驗現象、實驗過程，對由于條件限制無法在實驗室做的實驗，一些無法開設的取材難、價格昂貴的實驗、具有危險性的實驗，可以利用多媒體技術模擬來實現。通過對真實情景的再現和模擬，培養學生的探索、創造能力。多媒體實驗實現了對傳統實驗的擴充，多媒體技術在實驗教學中體現出的優勢，是傳統實驗手段所無法比擬的。

(2) 資源共享

實驗資源可以24小時全天候開放，基于Web可以實現不同區域，不同學校的實驗資源共享。

(3) 不受時間和空間的限制

不受時間及空間的限制，學生可以根據自己的時間合理安排實驗時間，通過Internet在任何地點進行實驗。

(4) 實驗過程規范、實驗結果分析準確

多媒體輔助實驗均是以標準軟件模塊進行，對實驗的全過程有約束，有嚴格實驗的操作程序，如不按正確操作程序進行，系統將會自我保護。實驗參數和結果數據均進行標準化的管理，對實驗的結果給出定性定量分析。

2.2應用實例

我校化學工程與工藝專業是青海省重點建設學科，其中化學反應工程是青海省重點課程。本課程主要開設的實驗有：多釜串聯流動特性的測定、管式反應器流動特性測定、乙酸乙酯水解反應動力學的測定等實驗。

結合課程建設的需要，我校于2005年建成了基于多媒體技術和虛擬技術的化學工程遠程實驗室。如圖1、圖2所示。

2.2多媒體虛擬實驗教學原理

根據實驗的性質及原理將實驗現場與學生分離，系統將基于Web的交互式環境、虛擬現實技術和多媒體技術的融合。利用傳感器進行現場檢測，將檢測結果通過數據采集模塊送到計算機(服務器)中，實驗人員利用網絡和相應軟件對實驗現場的實驗設備、設施進行控制，完成實驗的全過程。實現原理如圖3。

2.3應用分析

在該實驗裝置建成之前，此類實驗要求實驗過程時間長，對學生的要求較高。但由于學校實驗資源有限，實驗受裝置的套數、實驗場地、設施的限制。學生在做上述實驗時，只能按5~8人一組進行實驗，實驗周期長，學生對實驗的全過程不能完全掌握，教學效果不理想。該裝置建成后，實驗時學生可先進行預約，經批準后可在異地進行實驗，從而做到每名同學均可參與實驗全過程，掌握了實驗的原理、特點，并可對實驗結果進行分析。

該實驗室的建成使用，有兩屆近二百名同學受益，通過實驗的情況來看，對培養學生的實際動手能力起到了非常大的促進作用，學生反映很好，并解決了長期困擾的實驗裝置套數不足、實驗用消耗品量大等問題，節約了教育經費。同時，使指導實驗的教師從繁瑣的工作中解放出來，使教師有時間和精力從事其它活動，教師反映良好。在實驗過程中積累了大量的實驗數據，對進一步提高教學質量有很大的促進作用。目前我校考慮與其他有關院校進行協商，實現實驗資源的共享。

3結論

多媒體教學是提高教學效果的先進教學手段之

一。多媒體技術在理論教學和實驗教學中的應用符合學生的心理特點和認知規律，使學生始終在愉悅的氛圍中積極主動地獲取知識，學會學習，提高能力；基于多媒體技術的實驗教學，實現了對實驗全過程的嚴格控制，使實驗資源的利用最大化，符合現代化教學規律的要求，在教學中能起到事半功倍的作用。

由于青海大學地處西部，師資力量、教學資源相對匱乏，通過將互聯網技術和多媒體技術應用于實驗教學當中，在很大程度上彌補了師資、教學資源的不足，同時也可做到資源共享，使青海大學的教育教學質量得到新的發展。

The application of Multi-media technique in Education in Qinghai University

SHI Rui-ming，YANG Chun-jian，ZHANG Hong

Qinghai University，Xining，Qinghai，，P.R.China，810016

Abstract：With the development of multimedia technical and its application in education. More and more education resources were generated by multimedia technology. This paper focused on discussing multi-media technique development and its application， the advantage of assistance experiment in teaching.

Keywords：Multimedia；Teaching；CAI

參考文獻：

[1] 鐘志賢．建構主義學習理論與教學設計[J]．電化教育研究，2006，(5):11-15.

[2] 許學軍．多媒體教學的優點及現狀與對策[J]．中國科技信息，2006，(1):97.

作者簡介

楊春建(1966—)，男，副教授，研究方向：計算機應用。

石銳明(1965—)，男，副教授，研究方向：多媒體技術及應用。