数码摄像头在高中化学实验教学中的应用

刘文峰

【摘要】随着信息技术的发展，实物投影仪和电脑成了现代教室的基本装备，但是在化学实验教学中实物投影仪在使用时出现了诸多的不便和弊端。本文从分析展现实验教学的现状、数码摄像头的特点及在实验教学中的优势进行了介绍，其在化学实验的教学中完胜实物投影仪，广大教师可以大胆使用并开发其功能，以期更好地适用于我们日常的教学。

【关键词】 数码摄像头；高中化学；实验教学

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学是化学教学的一个重要组成部分。实验可以提高学生对化学学习的积极性和参与程度，但是在实际教学中由于有些实验用时较长、不好观察或效果不明显，渐渐被“微视频”所取代。久而久之，学生对化学的兴趣越来越小，实验的动手操作能力越来越弱，所以实验教学过程中的真实实验操作必不可少。这一现状正随着信息技术的不断发展和深入而逐渐改变，数码摄像头可以将实验现象放大，投放到大屏幕上，以便于学生观察，笔者结合多年化学实验的教学，在现有多媒体设备基础上应用数码摄像头开展化学实验教学进行了一些尝试，收到了良好的教学效果。

一、实验教学的现状

高中实验教学一般分课堂的演示实验和学生的分组实验，在进行演示实验时，教师先用PPT展示或直接讲授实验步骤和注意事项，然后由教师或学生代表进行实际操作，学生观察并总结实验现象，为了方便学生观察有些教师则借助实物投影仪进行。在进行学生分组实验时，学生各自分组进行操作，老师巡逻式给予指导，但是这样进行的实验教学存在诸多弊端。

1.1传统教学具有局限性

教师在讲台进行实验，前排的学生可以较好地进行观察，后排的学生则因为观察不到而错过学习机会。而教师为了让更多的同学看到实验现象而走到学生中间时，又会让更多的同學错过观察教师的规范操作。

1.2实物投影仪具有局限性

由于实物投影仪体积庞大，直接放在讲台上使用会挡住前排学生的视线，所以现在常见把实物投影仪镶嵌放在讲台里面，但这样对于实验教学不容易操作。其次，由于实物投影仪的摄像头相对固定，观察的高度和范围较局限，而若要对某一区域集中观察，想移动它则受到影响，而且由于实物投影仪与电脑PPT课件显示之间需要切换，有时由于技术原因会短暂造成画面不清晰、变形、没有信号等，种种这些局限，以至于教师减少了对实物投影仪的使用。

1.3巡逻式指导具有局限性

学生分组进行实验，教师在学生实验过程中不断巡视，发现各组学生错误操作各不相同，指导了这一组，错过了那一组，效果具有局限性。

二、数码摄像头的特点

数码摄像头是一种视频输入设备，被广泛的应用于生产和生活中，视频聊天少不了它，社会治安“天眼”系统它是主角，它就像是人们的又一双“慧眼”给了人们诸多的帮助。利用USB接口摄像头展开实验教学活动，在做化学实验时，把实验仪器置于摄像头所能拍摄的范围之内进行实验，则实验操作的每一个动作、每一步操作过程和实验现象都能在大屏幕上同步、实时地得到放大展示，增加了可视性和真实性，有着实物投影仪的效果，但由于其体积小、像素高、移动方便、高度和角度任意调节、安装灵活，更加具有实用性。

三、数码摄像头在实验教学中优势

3.1使用摄像头观察实验安全有保障

有些实验的观察有安全隐患，所以教师在让学生观察时会提醒其注意安全，这样的提醒不免使得学生的观察谨小慎微，影响观察效果。

例如，对于钠与水的反应，传统教学中教师会在讲台上进行演示，而效果是只有前排的学生可以观察地到实验的现象，后排的同学因为看不到现象，久而久之对演示实验就失去了兴趣，从而失去了实验教学的意义。而若使用数码摄像头，不但安全还可以清晰的观察体会到整个“浮、熔、游、嘶（连同声音也可放大）、红”的变化过程，现象明显，达到了我们进行演示实验的目的。

再如，对于钠的燃烧实验，传统的加热观察，由于坩埚口较小，实验现象的往往是有幸的一个或几个学生代表才能观察地到，若是使用数码摄像头把坩埚口整个投影到大屏幕上，学生可以很好地观察到钠从银白变成灰白，然后变成亮球到最后燃烧的整个过程。

3.2使用摄像头观察实验成像很清晰

由于教师在进行演示实验时往往距离较远，有些现象不剧烈、不明显的现象学生较难观察地到，这样实验的效果就会大打折扣，使用数码摄像头可以有效改善这一缺点，将试管改换成烧杯、点滴板或表面皿，观察颜色时往下面垫一张白纸，观察气体的生成时可以把仪器靠近摄像头以方便观察。

3.3使用摄像头增强了实验的时效性

有些实验的全过程需要较长的实践，且伴随着其他一些实验现象，干扰学生正常观察实验现象，影响实验的效果。由于学生课堂学习时间是有限的，要让学生在有限的时间内尽可能多地获得信息，给予学生的信息要有选择，使学生观察到的现象对所学知识有价值。因此，采用摄像头录制整个实验过程，通过剪辑技术对实验的全过程进行加工，既为学生提供实验的全过程，又突出重要的实验现象，同时也不失实验的真实性。例如，培养明矾晶体等实验可采用此技术在课堂上播放，大大增强演示实验的时效性。当学生在很短时间内看到明矾晶体形成的全过程，不仅对晶体的形成有很直观的刺激，对晶体概念的理解会更深刻。

3.4演示实验，随时移动到需要观察的地方

对于有些实验，特别是气体性质实验由于整个装置占地较大，学生注意力容易分散，教师可以组装好仪器后，借助摄像头的移动，指导学生有针对性地观察实验现象。

例如，酸碱中和滴定实验，可以借助数码摄像头指导学生观察滴定管构造。在按操作步骤完成查漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面、装入锥形瓶等步骤后，可移动摄像头对准锥形瓶，观察溶液颜色的变化，指导学生如何确定滴定终点，即当滴到最后一滴，溶液颜色发生明显变化且半分钟内不变色为准。

3.5课堂即兴微视频：分组实验抓拍

在高中化学的实验教学中，学生实验可以是小组合作探究，成员可以分工合作，但是不同小组很难交流，而且每个小组的错误操作又不一样，在传统的教学中，教师往往只能巡视指导，通过讲述让全体学生注意实验要领，学生容易产生听觉疲劳，效果不好。笔者尝试使用USB延长线和数码摄像头，拍摄各个错误场景，通过电脑投放到大屏幕上，供各组交流讨论，最终整理出实验的要领，效果较好。

3.6结合“投影—录像—回放”学生积极性高

在演示实验或分组实验进行时，可以利用数码摄像头把实验的过程同步投影到大屏幕的同时，还可以同时使用录像功能将其保存并回放。对于成功者，展示是一种鼓励，对其他同学也起到榜样的作用，对于失败者，可以让他通过录像的回放自己找出原因，加深印象，对其他同学也起到提醒的作用。所以，这一功能的使用可以极大地提高学生动手操作的准确性和参与实验的积极性。

四、数码摄像头的安装与使用

将摄像头的USB插头连接电脑，打开“我的电脑”中的“USB视频设备”，在将摄像头对准被展示实验装置的相应位置，调整焦距使其清晰投影即可。如需录像可以下载“摄像头录像大师”软件直接进行录像。

五、结束语

实验是化学学习的基础，化学实验对于培养学生的化学学科素养起着不可替代的作用，因此高中化学教学应该重视实验的教学。但是由于条件和设备的限制，化学实验的直观性和科学性展示受到了影响，使现有的实验不能完全发挥其在教学中的作用。数码摄像头因其体积小、像素高、移动方便、高度和角度任意调节、安装灵活，因此更加具有实用性，可以替代实物投影仪，但由于借助数码摄像头能把实验操作的每一个动作、每一步操作过程都能在大屏幕上同步、实时地得到放大展示，就要求教师要提高自己的业务水平，注意操作的细节、规范操作。广大教师可以大胆使用并开发其功能，以期更好的适用于我们日常的教学。

参考文献：

郑益强.[摄像头在新课标下中学化学实验中的应用]2010，4.