數碼攝像頭在高中化學實驗教學中的應用

劉文峰

【摘要】隨著信息技術的發展，實物投影儀和電腦成了現代教室的基本裝備，但是在化學實驗教學中實物投影儀在使用時出現了諸多的不便和弊端。本文從分析展現實驗教學的現狀、數碼攝像頭的特點及在實驗教學中的優勢進行了介紹，其在化學實驗的教學中完勝實物投影儀，廣大教師可以大膽使用并開發其功能，以期更好地適用于我們日常的教學。

【關鍵詞】 數碼攝像頭；高中化學；實驗教學

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學是化學教學的一個重要組成部分。實驗可以提高學生對化學學習的積極性和參與程度，但是在實際教學中由于有些實驗用時較長、不好觀察或效果不明顯，漸漸被“微視頻”所取代。久而久之，學生對化學的興趣越來越小，實驗的動手操作能力越來越弱，所以實驗教學過程中的真實實驗操作必不可少。這一現狀正隨著信息技術的不斷發展和深入而逐漸改變，數碼攝像頭可以將實驗現象放大，投放到大屏幕上，以便于學生觀察，筆者結合多年化學實驗的教學，在現有多媒體設備基礎上應用數碼攝像頭開展化學實驗教學進行了一些嘗試，收到了良好的教學效果。

一、實驗教學的現狀

高中實驗教學一般分課堂的演示實驗和學生的分組實驗，在進行演示實驗時，教師先用PPT展示或直接講授實驗步驟和注意事項，然后由教師或學生代表進行實際操作，學生觀察并總結實驗現象，為了方便學生觀察有些教師則借助實物投影儀進行。在進行學生分組實驗時，學生各自分組進行操作，老師巡邏式給予指導，但是這樣進行的實驗教學存在諸多弊端。

1.1傳統教學具有局限性

教師在講臺進行實驗，前排的學生可以較好地進行觀察，后排的學生則因為觀察不到而錯過學習機會。而教師為了讓更多的同學看到實驗現象而走到學生中間時，又會讓更多的同學錯過觀察教師的規范操作。

1.2實物投影儀具有局限性

由于實物投影儀體積龐大，直接放在講臺上使用會擋住前排學生的視線，所以現在常見把實物投影儀鑲嵌放在講臺里面，但這樣對于實驗教學不容易操作。其次，由于實物投影儀的攝像頭相對固定，觀察的高度和范圍較局限，而若要對某一區域集中觀察，想移動它則受到影響，而且由于實物投影儀與電腦PPT課件顯示之間需要切換，有時由于技術原因會短暫造成畫面不清晰、變形、沒有信號等，種種這些局限，以至于教師減少了對實物投影儀的使用。

1.3巡邏式指導具有局限性

學生分組進行實驗，教師在學生實驗過程中不斷巡視，發現各組學生錯誤操作各不相同，指導了這一組，錯過了那一組，效果具有局限性。

二、數碼攝像頭的特點

數碼攝像頭是一種視頻輸入設備，被廣泛的應用于生產和生活中，視頻聊天少不了它，社會治安“天眼”系統它是主角，它就像是人們的又一雙“慧眼”給了人們諸多的幫助。利用USB接口攝像頭展開實驗教學活動，在做化學實驗時，把實驗儀器置于攝像頭所能拍攝的范圍之內進行實驗，則實驗操作的每一個動作、每一步操作過程和實驗現象都能在大屏幕上同步、實時地得到放大展示，增加了可視性和真實性，有著實物投影儀的效果，但由于其體積小、像素高、移動方便、高度和角度任意調節、安裝靈活，更加具有實用性。

三、數碼攝像頭在實驗教學中優勢

3.1使用攝像頭觀察實驗安全有保障

有些實驗的觀察有安全隱患，所以教師在讓學生觀察時會提醒其注意安全，這樣的提醒不免使得學生的觀察謹小慎微，影響觀察效果。

例如，對于鈉與水的反應，傳統教學中教師會在講臺上進行演示，而效果是只有前排的學生可以觀察地到實驗的現象，后排的同學因為看不到現象，久而久之對演示實驗就失去了興趣，從而失去了實驗教學的意義。而若使用數碼攝像頭，不但安全還可以清晰的觀察體會到整個“浮、熔、游、嘶（連同聲音也可放大）、紅”的變化過程，現象明顯，達到了我們進行演示實驗的目的。

再如，對于鈉的燃燒實驗，傳統的加熱觀察，由于坩堝口較小，實驗現象的往往是有幸的一個或幾個學生代表才能觀察地到，若是使用數碼攝像頭把坩堝口整個投影到大屏幕上，學生可以很好地觀察到鈉從銀白變成灰白，然后變成亮球到最后燃燒的整個過程。

3.2使用攝像頭觀察實驗成像很清晰

由于教師在進行演示實驗時往往距離較遠，有些現象不劇烈、不明顯的現象學生較難觀察地到，這樣實驗的效果就會大打折扣，使用數碼攝像頭可以有效改善這一缺點，將試管改換成燒杯、點滴板或表面皿，觀察顏色時往下面墊一張白紙，觀察氣體的生成時可以把儀器靠近攝像頭以方便觀察。

3.3使用攝像頭增強了實驗的時效性

有些實驗的全過程需要較長的實踐，且伴隨著其他一些實驗現象，干擾學生正常觀察實驗現象，影響實驗的效果。由于學生課堂學習時間是有限的，要讓學生在有限的時間內盡可能多地獲得信息，給予學生的信息要有選擇，使學生觀察到的現象對所學知識有價值。因此，采用攝像頭錄制整個實驗過程，通過剪輯技術對實驗的全過程進行加工，既為學生提供實驗的全過程，又突出重要的實驗現象，同時也不失實驗的真實性。例如，培養明礬晶體等實驗可采用此技術在課堂上播放，大大增強演示實驗的時效性。當學生在很短時間內看到明礬晶體形成的全過程，不僅對晶體的形成有很直觀的刺激，對晶體概念的理解會更深刻。

3.4演示實驗，隨時移動到需要觀察的地方

對于有些實驗，特別是氣體性質實驗由于整個裝置占地較大，學生注意力容易分散，教師可以組裝好儀器后，借助攝像頭的移動，指導學生有針對性地觀察實驗現象。

例如，酸堿中和滴定實驗，可以借助數碼攝像頭指導學生觀察滴定管構造。在按操作步驟完成查漏、洗滌、潤洗、裝液、趕氣泡、調液面、裝入錐形瓶等步驟后，可移動攝像頭對準錐形瓶，觀察溶液顏色的變化，指導學生如何確定滴定終點，即當滴到最后一滴，溶液顏色發生明顯變化且半分鐘內不變色為準。

3.5課堂即興微視頻：分組實驗抓拍

在高中化學的實驗教學中，學生實驗可以是小組合作探究，成員可以分工合作，但是不同小組很難交流，而且每個小組的錯誤操作又不一樣，在傳統的教學中，教師往往只能巡視指導，通過講述讓全體學生注意實驗要領，學生容易產生聽覺疲勞，效果不好。筆者嘗試使用USB延長線和數碼攝像頭，拍攝各個錯誤場景，通過電腦投放到大屏幕上，供各組交流討論，最終整理出實驗的要領，效果較好。

3.6結合“投影—錄像—回放”學生積極性高

在演示實驗或分組實驗進行時，可以利用數碼攝像頭把實驗的過程同步投影到大屏幕的同時，還可以同時使用錄像功能將其保存并回放。對于成功者，展示是一種鼓勵，對其他同學也起到榜樣的作用，對于失敗者，可以讓他通過錄像的回放自己找出原因，加深印象，對其他同學也起到提醒的作用。所以，這一功能的使用可以極大地提高學生動手操作的準確性和參與實驗的積極性。

四、數碼攝像頭的安裝與使用

將攝像頭的USB插頭連接電腦，打開“我的電腦”中的“USB視頻設備”，在將攝像頭對準被展示實驗裝置的相應位置，調整焦距使其清晰投影即可。如需錄像可以下載“攝像頭錄像大師”軟件直接進行錄像。

五、結束語

實驗是化學學習的基礎，化學實驗對于培養學生的化學學科素養起著不可替代的作用，因此高中化學教學應該重視實驗的教學。但是由于條件和設備的限制，化學實驗的直觀性和科學性展示受到了影響，使現有的實驗不能完全發揮其在教學中的作用。數碼攝像頭因其體積小、像素高、移動方便、高度和角度任意調節、安裝靈活，因此更加具有實用性，可以替代實物投影儀，但由于借助數碼攝像頭能把實驗操作的每一個動作、每一步操作過程都能在大屏幕上同步、實時地得到放大展示，就要求教師要提高自己的業務水平，注意操作的細節、規范操作。廣大教師可以大膽使用并開發其功能，以期更好的適用于我們日常的教學。

參考文獻：

鄭益強.[攝像頭在新課標下中學化學實驗中的應用]2010，4.