計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)課件與研究生儀器分析課教學(xué)論文
論文摘要:本文闡述了計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)課件應(yīng)用于研究生儀器分析課中，可以彌補(bǔ)和改善傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，使一些抽象的、復(fù)雜的教學(xué)問(wèn)題變得直觀、生動(dòng)和遙真，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，在計(jì)劃學(xué)時(shí)內(nèi)增加教學(xué)內(nèi)容的問(wèn)題。
論文關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)多媒體;教學(xué)課件;儀器分析;課堂教學(xué)
分析化學(xué)是建立在化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、精密儀器制造科學(xué)等學(xué)科上的綜合性邊緣科學(xué)。儀器分析作為分析化學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支(包括色譜分析、電化學(xué)分析、波譜分析、質(zhì)譜分析、熱分析、放射分析、表面分析等)，作為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在農(nóng)業(yè)高校研究生教學(xué)中占據(jù)著重要的位置，它是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，�?dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的重要課程。
近年來(lái)，由于研究生招生人數(shù)逐漸增加，我校當(dāng)前研究生儀器分析課的實(shí)驗(yàn)條件(儀器種類和數(shù)量)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)需要，特別是分析化學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展，研究生儀器分析課教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革就顯得極為重要。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，多媒體教學(xué)課件已成為學(xué)校計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要組成部分，因此，這種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，將給傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來(lái)一場(chǎng)新的變革。
一、多媒體教學(xué)對(duì)課堂教學(xué)的影響
1.有助于更新傳統(tǒng)的教學(xué)方式
研究生儀器分析課程按50學(xué)時(shí)設(shè)置，理論教學(xué)30學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)20學(xué)時(shí)。理論教學(xué)內(nèi)容為光化學(xué)分析(包括紫外可見(jiàn)光譜、紅外光譜分析，原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜分析，熒光分析);電化學(xué)分析(包括電位分析法，極譜分析法);色譜分析(包括氣相色譜分析，液相色譜分析)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新的分析儀器不斷拓新，新的分析方法也不斷出現(xiàn)，作為研究生儀器分析課教學(xué)，老師在學(xué)生掌握儀器分析的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)操作技能后，還應(yīng)讓學(xué)生進(jìn)一步了解本學(xué)科新的前沿的相關(guān)知識(shí)。但在傳統(tǒng)的教學(xué)中，系統(tǒng)講授儀器分析基本內(nèi)容的學(xué)時(shí)已顯緊張，因此，教師無(wú)法在有限時(shí)間內(nèi)拓展教學(xué)內(nèi)容。
研究生儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有內(nèi)容多學(xué)時(shí)少，使用大型儀器多，并且在使用大型儀器時(shí)，不可能配置多套，對(duì)于貴重儀器又不能讓學(xué)生隨意使用的特點(diǎn)。而該課的儀器原理理論又較為抽象，很多涉及到的儀器原理圖、內(nèi)部構(gòu)造圖等問(wèn)題，只能通過(guò)老師“黑板十粉筆”的教學(xué)方式讓學(xué)生去想象，學(xué)生感到枯燥和抽象，難以理解。這種日益顯現(xiàn)的理論與實(shí)踐相脫節(jié)的矛盾，直接影響著實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效果。
因此，計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)課件的使用，無(wú)論對(duì)教師還是對(duì)學(xué)生都是一種全新的教學(xué)模式和教學(xué)手段，它會(huì)極大地改善研究生儀器分析課教與學(xué)的現(xiàn)狀，對(duì)增強(qiáng)教學(xué)效果和提高教學(xué)質(zhì)量都將起到積極的作用。
2.有助于提高教師的`業(yè)務(wù)素質(zhì)
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段(ComputerAidedInstruc-tion簡(jiǎn)稱CAI)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。對(duì)于這種全新的教學(xué)方式，需要教師要有全新的教學(xué)理念。使用多媒體教學(xué)課件進(jìn)行儀器分析課的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要將所講的內(nèi)容章節(jié)、題目、重要定義、公式、重要結(jié)論都全部用PowerPoint制作成幻燈片，將平時(shí)講課中難以或無(wú)法在黑板上完成的實(shí)驗(yàn)裝置、光路圖、電路圖、圖表、或儀器外觀形狀等的教學(xué)，在多媒體課件中解決，可以用Ado-bePhotoshop制作成圖形文件，插人到PowerPoint，制作成幻燈片在畫(huà)面上顯示。這樣，課堂上就不必大量板書(shū)，可以利用節(jié)約的時(shí)間適當(dāng)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)中，教學(xué)課件內(nèi)容可隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)出，編排組合，由于它集圖、文、聲、像于一體的三維動(dòng)畫(huà)圖像的可視性，對(duì)于儀器分析課程的教學(xué)輔助作用尤為突出。
如何有效地發(fā)揮計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)手段的作用，獲得好的教學(xué)效果，對(duì)于教師的授課是一種全新的教學(xué)思維模式建立，也有助于教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的全面提高。首先，教師在使用多媒體教學(xué)課件時(shí)，需要對(duì)自己的課程講授內(nèi)容深刻理解和精通，不斷積累大量學(xué)科前沿的信息，拓展自己的知識(shí)面。其次，盡快掌握計(jì)算機(jī)的應(yīng)用知識(shí)，熟悉課件的所有內(nèi)容，認(rèn)真?zhèn)湔n。這種備課過(guò)程要比傳統(tǒng)的備課方式復(fù)雜，需要的知識(shí)廣、博、雜，教師只有掌握了計(jì)算機(jī)的各種功能，才能在課堂上合理編排講課內(nèi)容，把握講課進(jìn)程，取得好的教學(xué)效果。
二、課教學(xué)多媒體教學(xué)課件與研究生儀器分析
1.多媒體教學(xué)課件
大連理工大學(xué)研制的“多媒體分析化學(xué)CAI",“基礎(chǔ)儀器分析虛擬實(shí)驗(yàn)室”課件，是融多媒體課程講授與儀器原理演示和實(shí)驗(yàn)仿真模擬為一體的多功能CAI軟件，是我們目前用作研究生“儀器分析及實(shí)驗(yàn)”課程的課件。其特點(diǎn)是具有超文本方式動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的電子教案;有分析儀器原理與實(shí)驗(yàn)演示仿真模擬:包括填充柱氣相色譜、液相色譜、離子色譜、毛細(xì)管色譜、高效毛細(xì)管電泳、原子吸收、紫外可見(jiàn)、紅外光譜、電位分析、核磁共振分析原理與譜圖識(shí)別、色一質(zhì)譜連用、離子色譜分析原理等，這部分內(nèi)容可通過(guò)CAI，將儀器“搬”上講臺(tái)，動(dòng)態(tài)顯示其微觀原理，快速模擬分析過(guò)程及譜圖識(shí)別;有分析化學(xué)圖片庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)快速查閱、瀏覽等操作，可在教學(xué)中隨時(shí)調(diào)用以配合電子教案使用;有分析化學(xué)學(xué)習(xí)室，可完成分析化學(xué)發(fā)展史、多媒體元素周期表與數(shù)據(jù)查詢，是極好的教學(xué)輔助工具;有分析化學(xué)虛擬考場(chǎng)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)各章內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)加強(qiáng)復(fù)習(xí)，并通過(guò)自己選題，進(jìn)人考場(chǎng)，進(jìn)行測(cè)驗(yàn)檢查學(xué)生對(duì)所學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度。
2.多媒體教學(xué)課件的應(yīng)用
儀器分析課內(nèi)容多而雜，許多儀器的分析原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)及分析流程很難用傳統(tǒng)的教學(xué)方式來(lái)表達(dá)，采用多媒體儀器分析教學(xué)課件，使教與學(xué)的距離縮短了，大大提高講課的效率，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
如:毛細(xì)管氣相色譜在課堂上用傳統(tǒng)的教學(xué)方法時(shí)，學(xué)生較難理解，但在儀器分析多媒體的教學(xué)課件中，計(jì)算機(jī)屏幕上出現(xiàn)的是毛細(xì)管氣相色譜結(jié)構(gòu)流程界面，可通過(guò)鼠標(biāo)的操作介紹儀器的各個(gè)部件。當(dāng)介紹儀器的FID時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上可顯示出檢測(cè)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可出現(xiàn)檢測(cè)微電流產(chǎn)生的機(jī)理說(shuō)明。其他如分流裝置、尾吹裝置等也都給出了部件的立體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便于教師的講解和學(xué)習(xí)。在界面上還可對(duì)原理演示，實(shí)驗(yàn)條件選擇及色譜分析實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程進(jìn)行仿真模擬。還可打開(kāi)該部件的開(kāi)關(guān)，按實(shí)際儀器的使用方法進(jìn)行操作。如打開(kāi)載氣源，調(diào)節(jié)載氣的流量;點(diǎn)擊點(diǎn)火按扭，點(diǎn)燃FID檢測(cè)器的氫火焰;點(diǎn)擊進(jìn)樣器，進(jìn)行進(jìn)樣分析，完成一次進(jìn)樣的操作;可根據(jù)色譜峰的形狀判斷分離條件是否合適，繼續(xù)選擇實(shí)驗(yàn)條件，重新進(jìn)樣，得到實(shí)驗(yàn)的最佳效果。
3.多媒體教學(xué)對(duì)增強(qiáng)教學(xué)效果的作用
分析化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，學(xué)生除動(dòng)手實(shí)驗(yàn)外，對(duì)于比較復(fù)雜、難度又比較大、儀器缺乏、對(duì)身體有危害的實(shí)驗(yàn)，都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)生動(dòng)的模擬，還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)多媒體反復(fù)播放進(jìn)行觀察，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)、理解和記憶。多媒體教學(xué)課件的使用，為分析化學(xué)，特別是儀器分析理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的活力。
首先，使用多媒體儀器分析課件，教學(xué)內(nèi)容直觀、生動(dòng)，學(xué)生都能普遍接受。由于課件的界面制作得色彩柔和，電子教案重點(diǎn)突出，條理清晰，虛擬實(shí)驗(yàn)室中圖片資料較為全面.模擬過(guò)程逼真、直觀，視覺(jué)感好，可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
其次，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生很快的掌握儀器的操作過(guò)程和分析條件的選擇，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室有的儀器，學(xué)生可在完成了預(yù)習(xí)內(nèi)容的模擬實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)人實(shí)驗(yàn)室可更快更好地進(jìn)人實(shí)際操作過(guò)程，減少對(duì)儀器的損害。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有的儀器，可通過(guò)計(jì)算機(jī)多媒體進(jìn)行模擬，在一定的程度上掌握和增加學(xué)習(xí)內(nèi)容，使理論與實(shí)際操作有機(jī)結(jié)和。
總之，將計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)課件應(yīng)用于儀器分析及實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，克服傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，彌補(bǔ)大型儀器的缺乏，為實(shí)現(xiàn)儀器分析課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化提供了廣闊的空間。研究生儀器分析課多媒體教學(xué)課件的應(yīng)用剛剛起步，因此，在儀器分析課程建設(shè)中，需要全方位的支持和合作，需要我們不斷更新教學(xué)觀念和全面提高教師自身的業(yè)務(wù)素質(zhì).在面向21世紀(jì)的教育改革中迎接挑戰(zhàn)。
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