基于网络多媒体技术的物理化学实验教学改革探索

邓　斌

【摘 要】 在物理化学实验教学过程中应用网络多媒体技术,应贯彻以学生为中心的教学理念,在教师的引导下,学生可根据需要通过电脑进入网络获得相应的知识,建立起一个由学生自己控制的发现式教学环境,开阔学生的视野,调动学生的学习积极性,帮助学生学会预测和构想未来事物的发展变化方向,从而发展学生的思维能力。

【关键词】 物理化学实验;网络教学;应用

物理化学实验是物理学化学的一个重要的组成部分[1]。实验课不仅可以使学生获得广泛的物质发生化学变化的感性认识,有效提高理论课的教学效果,更重要的是通过实验能极大地提高学生的学习能力,培养他们分析问题、解决问题能力以及创新能力。目前物理化学学科正处于迅速发展阶段,新技术、新成果不断涌现,从而使各个研究方向的前沿信息快速积累而且瞬息万变,因而,要跟上学科的发展步伐,在日常教学工作中,高校教育工作者还得在传统教学手段的基础上不断加入新的元素,以使学生获得更多的信息,网络多媒体技术的出现和迅速发展,使各个领域的信息交流更快速,更广泛[2]。近年来,我们在省基础化学示范性实验室建设经费的资助下,结合我校物理化学实验室现有的软硬条件,就网络多媒体技术应用于物理化学实验课教学进行了一些构思以及初步实践,以期逐步建立一个以学生为主、有利于提高学生综合素质的教与学的网络系统,取得了良好的效果。

一、网络多媒体技术应用于物理化学实验的构思

学校化学与生命科学系拥有多媒体基础化学实验室,每2位学生可使用1台电脑,并且具有用于构建网络系统的基础设施。此外,系部教师队伍具有合理的知识结构,物理化学学科教师不仅精通本专业知识,能够站在学科发展的前沿,了解本领域科技发展的最新动态,能够对物理化学实验进行合理的设计,同时还具备一定的计算机软硬件应用能力,对网络知识有一定程度的认识,对网络多媒体技术的特点有较为充分的了解,在此基础上对物理化学实验教学进行了一些网络多媒体技术的构思和实践。在实验内容设计方面,贯彻了以学生为中心的教学理念,在教师的引导下,学生可根据需要,通过电脑进入网络获得相应的知识,然后独立地解决问题。系物理化学实验教学网络设计共分为6个模块。

1、实验课内容:根据合理的设计,把实验目的、要求、步骤、相应图片和动画存放到网络资源库,学生在实验的过程中,可根据图片或动画对观察到的结果进行分析。

2、相关研究主题及研究动态:通过教师的收集与整理,将与本实验有关的研究主题和最新的研究动态建成一个栏目,将最新的进展融入教学中,学生通过它可获得前沿信息。

3、设计实验:可参照鲁彬等的做法[3],给出一些物理化学领域中的经典实验,让有兴趣的学生进行实验设计,并且设置检测步骤是否正确的程序,只有前一步骤正确才能进入实验的下一步骤。

4、实验经验交流论坛:在这个模块里学生可以寻求帮助和交流实验的心得。

5、答疑搜索及留言:在这个模块里学生可以输入疑问相关词,获得解答;如果不能解答的问题,可以通过留言寻求解答。

6、物理化学实验相关网站:给出国内外相关学术论文网站的网址,供有兴趣的学生查阅。

其中,实验课内容在实验课规定时间内进行,答疑搜索及留言可以在课内、课前及课后使用;其它几个模块主要应用于课前或课后。

二、网络多媒体技术应用于物理化学实验教学的初步实践

根据现有条件和设想,我们对网络多媒体技术的应用开始了初步的实践,目前已完成了建立实验课内容这一模块,比如在2004级应用化学本科专业物理化学实验课程中配置了8次相关网络课程,我们把它们的内容做成网络多媒体技术课件,学生在实验的过程中,通过电脑桌面上的浏览器(IE)进入实验课主页,通过鼠标点击进入相应的实验项目,按照电脑网页上的指导进行实验,同时可以从网页中的图片或动画获得启发,能自然而然地开动脑筋去解决在实验观察或现象中出现的疑惑。例如“燃烧热的测定”是热效应测定的基本方法之一,其中萘的燃烧热的测定是物理化学实验课程中的一个经典实验。按常规实验,操作过程较为复杂,涉及的操作内容、步骤很多,除了用氧弹量热计测量燃烧热的具体操作外,还包括分析天平、氧弹充氧、数字贝克曼温度计等操作。而采用流程图表形式来描述整个实验步骤,使过程清晰明了,学生对步骤的掌握也心中有数;实验演示中,运用FLASH制作的会意动画更让学生从整体上了解和掌握这个实验的关键。

由于条件的限制,在系有机化学、分析化学、无机化学的实验课教学中,并没有采取网络多媒体技术的形式,因而可以用作检验该教学方法在实验应用效果的参照。比如在有机化学实验教学中,每次实验课的人数在30～35人之间,教学手段主要是采用板书、教具和示范进行实验指导。由于学生在课堂中获得的感性信息较少,想象力得不到更为有效的启发,因而在实验的过程中,如果遇到了问题,学生便很容易放弃自主思考,转而求助于教师,然而,教师也没有可视的形象工具去辅助解释问题之所在,要花费较多时间去讲解,从而导致教与学的效率低。因而,在整个实验课进行过程中,教师忙于应对学生在实验中提出的问题,但是存在的问题并不一定能得到很好的解决,致使学生轻易放弃自主思考,这不利于学生独立思考问题和解决问题能力的提高。而在物理化学实验课教学中,由于采用了网络多媒体技术作为教与学的辅助,学生在实验中遇到问题时,可以从网页中寻求帮助,通过细读实验步骤,将实验中观察到的现象与网页上的图片或动画进行对比,从中容易得到启发,进而自主思考,解决问题。另一方面,教师也可借助有形有色的资源,高效率地引导学生进行思考,提高教与学的效率。因而,即使指导教师临时有事离开了实验室,由于可以借助网络多媒体技术,学生也能较轻松地独立解决在实验中遇到的问题,这有利于学生综合素质和独立思考问题能力的培养和提高。

三、结束语

物理化学是当今发展得最快的学科之一,知识的积累和更新越来越快,因此,作为该学科重要组成部分的实验课教学也必须跟上时代的发展。基于此,在实验教学中,教师不仅要引导学生获得更多解决问题的途径,以及如何获得相应的参考文献,而且还要站在发展的前沿,及时把研究动态、研究成果以及有待攻关的重大课题在教学内容中反映出来,从而引导学生去探索未来发现新知识的热情和动力,帮助学生学会预测和构想未来事物的发展变化方向,从而发展学生的思维能力,不断增强学生解决问题的能力和创新思维。

【参考文献】

[1] 郭祥群.发挥现代教学媒体优势,追求教学的最优化—媒体教学的实践与体会[J].大学化学,2002.19(4):10-12.

[2] 袁永昌,周振军,王桂芬.多媒体教学应用误区分析及矫正研究[J].中国现代教育装备,2007.1:61-63.

[3] 鲁彬,秦玫.物理化学实验的教学改革与探索[J].实验室科学,2006.5:29-30.

【作者简介】

邓斌(1972-)男,汉族,副教授,博士,主要从事有物理化学和材料化学的教学与科研工作.