基于網絡多媒體技術的物理化學實驗教學改革探索

鄧　斌

【摘 要】 在物理化學實驗教學過程中應用網絡多媒體技術,應貫徹以學生為中心的教學理念,在教師的引導下,學生可根據需要通過電腦進入網絡獲得相應的知識,建立起一個由學生自己控制的發現式教學環境,開闊學生的視野,調動學生的學習積極性,幫助學生學會預測和構想未來事物的發展變化方向,從而發展學生的思維能力。

【關鍵詞】 物理化學實驗;網絡教學;應用

物理化學實驗是物理學化學的一個重要的組成部分[1]。實驗課不僅可以使學生獲得廣泛的物質發生化學變化的感性認識,有效提高理論課的教學效果,更重要的是通過實驗能極大地提高學生的學習能力,培養他們分析問題、解決問題能力以及創新能力。目前物理化學學科正處于迅速發展階段,新技術、新成果不斷涌現,從而使各個研究方向的前沿信息快速積累而且瞬息萬變,因而,要跟上學科的發展步伐,在日常教學工作中,高校教育工作者還得在傳統教學手段的基礎上不斷加入新的元素,以使學生獲得更多的信息,網絡多媒體技術的出現和迅速發展,使各個領域的信息交流更快速,更廣泛[2]。近年來,我們在省基礎化學示范性實驗室建設經費的資助下,結合我校物理化學實驗室現有的軟硬條件,就網絡多媒體技術應用于物理化學實驗課教學進行了一些構思以及初步實踐,以期逐步建立一個以學生為主、有利于提高學生綜合素質的教與學的網絡系統,取得了良好的效果。

一、網絡多媒體技術應用于物理化學實驗的構思

學校化學與生命科學系擁有多媒體基礎化學實驗室,每2位學生可使用1臺電腦,并且具有用于構建網絡系統的基礎設施。此外,系部教師隊伍具有合理的知識結構,物理化學學科教師不僅精通本專業知識,能夠站在學科發展的前沿,了解本領域科技發展的最新動態,能夠對物理化學實驗進行合理的設計,同時還具備一定的計算機軟硬件應用能力,對網絡知識有一定程度的認識,對網絡多媒體技術的特點有較為充分的了解,在此基礎上對物理化學實驗教學進行了一些網絡多媒體技術的構思和實踐。在實驗內容設計方面,貫徹了以學生為中心的教學理念,在教師的引導下,學生可根據需要,通過電腦進入網絡獲得相應的知識,然后獨立地解決問題。系物理化學實驗教學網絡設計共分為6個模塊。

1、實驗課內容:根據合理的設計,把實驗目的、要求、步驟、相應圖片和動畫存放到網絡資源庫,學生在實驗的過程中,可根據圖片或動畫對觀察到的結果進行分析。

2、相關研究主題及研究動態:通過教師的收集與整理,將與本實驗有關的研究主題和最新的研究動態建成一個欄目,將最新的進展融入教學中,學生通過它可獲得前沿信息。

3、設計實驗:可參照魯彬等的做法[3],給出一些物理化學領域中的經典實驗,讓有興趣的學生進行實驗設計,并且設置檢測步驟是否正確的程序,只有前一步驟正確才能進入實驗的下一步驟。

4、實驗經驗交流論壇:在這個模塊里學生可以尋求幫助和交流實驗的心得。

5、答疑搜索及留言:在這個模塊里學生可以輸入疑問相關詞,獲得解答;如果不能解答的問題,可以通過留言尋求解答。

6、物理化學實驗相關網站:給出國內外相關學術論文網站的網址,供有興趣的學生查閱。

其中,實驗課內容在實驗課規定時間內進行,答疑搜索及留言可以在課內、課前及課后使用;其它幾個模塊主要應用于課前或課后。

二、網絡多媒體技術應用于物理化學實驗教學的初步實踐

根據現有條件和設想,我們對網絡多媒體技術的應用開始了初步的實踐,目前已完成了建立實驗課內容這一模塊,比如在2004級應用化學本科專業物理化學實驗課程中配置了8次相關網絡課程,我們把它們的內容做成網絡多媒體技術課件,學生在實驗的過程中,通過電腦桌面上的瀏覽器(IE)進入實驗課主頁,通過鼠標點擊進入相應的實驗項目,按照電腦網頁上的指導進行實驗,同時可以從網頁中的圖片或動畫獲得啟發,能自然而然地開動腦筋去解決在實驗觀察或現象中出現的疑惑。例如“燃燒熱的測定”是熱效應測定的基本方法之一,其中萘的燃燒熱的測定是物理化學實驗課程中的一個經典實驗。按常規實驗,操作過程較為復雜,涉及的操作內容、步驟很多,除了用氧彈量熱計測量燃燒熱的具體操作外,還包括分析天平、氧彈充氧、數字貝克曼溫度計等操作。而采用流程圖表形式來描述整個實驗步驟,使過程清晰明了,學生對步驟的掌握也心中有數;實驗演示中,運用FLASH制作的會意動畫更讓學生從整體上了解和掌握這個實驗的關鍵。

由于條件的限制,在系有機化學、分析化學、無機化學的實驗課教學中,并沒有采取網絡多媒體技術的形式,因而可以用作檢驗該教學方法在實驗應用效果的參照。比如在有機化學實驗教學中,每次實驗課的人數在30～35人之間,教學手段主要是采用板書、教具和示范進行實驗指導。由于學生在課堂中獲得的感性信息較少,想象力得不到更為有效的啟發,因而在實驗的過程中,如果遇到了問題,學生便很容易放棄自主思考,轉而求助于教師,然而,教師也沒有可視的形象工具去輔助解釋問題之所在,要花費較多時間去講解,從而導致教與學的效率低。因而,在整個實驗課進行過程中,教師忙于應對學生在實驗中提出的問題,但是存在的問題并不一定能得到很好的解決,致使學生輕易放棄自主思考,這不利于學生獨立思考問題和解決問題能力的提高。而在物理化學實驗課教學中,由于采用了網絡多媒體技術作為教與學的輔助,學生在實驗中遇到問題時,可以從網頁中尋求幫助,通過細讀實驗步驟,將實驗中觀察到的現象與網頁上的圖片或動畫進行對比,從中容易得到啟發,進而自主思考,解決問題。另一方面,教師也可借助有形有色的資源,高效率地引導學生進行思考,提高教與學的效率。因而,即使指導教師臨時有事離開了實驗室,由于可以借助網絡多媒體技術,學生也能較輕松地獨立解決在實驗中遇到的問題,這有利于學生綜合素質和獨立思考問題能力的培養和提高。

三、結束語

物理化學是當今發展得最快的學科之一,知識的積累和更新越來越快,因此,作為該學科重要組成部分的實驗課教學也必須跟上時代的發展。基于此,在實驗教學中,教師不僅要引導學生獲得更多解決問題的途徑,以及如何獲得相應的參考文獻,而且還要站在發展的前沿,及時把研究動態、研究成果以及有待攻關的重大課題在教學內容中反映出來,從而引導學生去探索未來發現新知識的熱情和動力,幫助學生學會預測和構想未來事物的發展變化方向,從而發展學生的思維能力,不斷增強學生解決問題的能力和創新思維。

【參考文獻】

[1] 郭祥群.發揮現代教學媒體優勢,追求教學的最優化—媒體教學的實踐與體會[J].大學化學,2002.19(4):10-12.

[2] 袁永昌,周振軍,王桂芬.多媒體教學應用誤區分析及矯正研究[J].中國現代教育裝備,2007.1:61-63.

[3] 魯彬,秦玫.物理化學實驗的教學改革與探索[J].實驗室科學,2006.5:29-30.

【作者簡介】

鄧斌(1972-)男,漢族,副教授,博士,主要從事有物理化學和材料化學的教學與科研工作.