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1、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的設(shè)計(jì)與實(shí)踐計(jì)算機(jī)輔助制造的簡稱
摘 要:本文結(jié)合高校教師的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),研究和探討了如何制作計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件。并以無機(jī)化學(xué)“分子結(jié)構(gòu)”一章為例,詳細(xì)論述了制作理念、技術(shù)手段、實(shí)踐效果及注意事項(xiàng),使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)課件成為優(yōu)化教學(xué)效果的一種有效手段。
【關(guān)鍵詞】:^p :無機(jī)化學(xué);計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI);課件;分子結(jié)構(gòu);教學(xué)質(zhì)量;教學(xué)效果
20世紀(jì)90年代以來,計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展,人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代。靈活、迅速、信息量大的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(Computer Assisted Instruction,CAI)課件已廣泛地應(yīng)用在教育活動(dòng)之中。
2、
化學(xué)是一門研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成及其性質(zhì)的一門基礎(chǔ)自然科學(xué)。要想學(xué)好化學(xué),必須從微觀粒子入手來研究宏觀物質(zhì)世界。但是決定宏觀物質(zhì)性質(zhì)的微觀粒子如原子、離子、分子,是看不見摸不著的。在講述無機(jī)化學(xué)“分子結(jié)構(gòu)”一章時(shí),教師很難把分子結(jié)構(gòu)以及分子是如何由原子形成的過程講清楚?!胺肿咏Y(jié)構(gòu)”一章既是重點(diǎn),又是難點(diǎn)。為此,筆者利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的豐富性、新穎性、趣味性、形象性等特點(diǎn),將聲音、圖像、圖形、視頻等信息融為一體,采用、FLASH、3DMA、PREMIERE等軟件,對(duì)這一章的課件進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)與制作。
一、用視頻加動(dòng)畫形式展現(xiàn)宏觀物質(zhì)與微觀粒子的區(qū)別
多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)告訴我們,一堂新課,導(dǎo)課很
3、關(guān)鍵。如何展現(xiàn)宏觀與微觀的區(qū)別,把學(xué)生帶入微觀世界是制作該課件遇到的第一個(gè)技術(shù)問題。單純用動(dòng)畫與實(shí)際相脫離,不能起到良好的教學(xué)效果。因此設(shè)計(jì)了由宏觀大海到一滴水、再到水分子的漸變方式來實(shí)現(xiàn)宏觀到微觀的質(zhì)的飛躍。首先采用PREMIERE設(shè)計(jì)了一段大海的視頻,再用FLASH手段引入一個(gè)放大鏡,把大海放大至一滴水,再放大到水分子。然后提出問題:一滴水是由多少個(gè)水分子構(gòu)成的?經(jīng)過和學(xué)生互動(dòng)計(jì)算,然后給出答案。
經(jīng)過以上處理,既利用了視頻的真實(shí)性、直觀性,又利用了動(dòng)畫的可變性。視頻時(shí)間不超過2分鐘,避免了由于太長而淡化了教師的作用。該課件畫面清楚簡潔,突出主題,形成了合理的教學(xué)過程,達(dá)到了利用多媒體優(yōu)
4、化教學(xué)效果的目的。使“分子結(jié)構(gòu)”一章的導(dǎo)課收到了意想不到的教學(xué)效果,一下子吸引住了學(xué)生的眼球,把學(xué)生短時(shí)間內(nèi)帶入微觀世界,充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引起了學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心。
二、利用FLASH等軟件制作原子軌道形成分子軌道的過程
要想增加課件的含金量,創(chuàng)作腳本是制作計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此選取的教材內(nèi)容很關(guān)鍵。在“分子結(jié)構(gòu)”一章中,原子軌道形成分子軌道的過程是非常重要的內(nèi)容,制作課件的腳本內(nèi)容必須是具有代表性的,因此我們選取了以下3個(gè)范例。
1.氫分子的形成。在用現(xiàn)代價(jià)鍵理論講述氫分子如何由氫原子形成時(shí),書中有一個(gè)氫分子能量與核間距關(guān)系曲線平面圖,利用此圖來講述兩個(gè)從無窮遠(yuǎn)處靠
5、攏的氫原子,只有滿足自旋方向相反才能形成氫分子,從而揭示分子的形成實(shí)質(zhì)。整個(gè)由原子形成分子的過程只能靠教師來描述,很難講清楚。為此,筆者利用FLASH手段制作了一個(gè)動(dòng)態(tài)形成過程,使整個(gè)形成過程完整地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。動(dòng)態(tài)圖中的小球可旋轉(zhuǎn),代表不同旋轉(zhuǎn)方向的氫原子,讓自旋方向相同、相反的兩個(gè)小球分別從右側(cè)即遠(yuǎn)處靠攏同時(shí)來觀察能量的改變。為了使教師講解與演示同步進(jìn)行,可利用鼠標(biāo)滑輪調(diào)控靠攏速度、調(diào)節(jié)播放內(nèi)容,教師可根據(jù)教學(xué)需要多次重復(fù),實(shí)現(xiàn)了可控性。這樣有效地解決了動(dòng)畫過快、學(xué)生思維跟不上、印象模糊的不足。該課件的制作充分利用了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的形象性特點(diǎn),取得了較好的教學(xué)效果。
2.σ鍵與Π鍵的形
6、成?,F(xiàn)代價(jià)鍵的基本類型有σ鍵和Π鍵,它是如何由原子軌道形成的?對(duì)稱性如何?這是教師須向?qū)W生講解清楚的兩個(gè)重要問題。由于原子軌道有著不同的形狀和伸展方向,導(dǎo)致分子軌道也有不同的形狀和伸展方向,不同軌道的對(duì)稱性也不同。書中給出的是二維平面圖,為達(dá)到形象逼真的教學(xué)效果,筆者制作了三維立體圖,并用FLASH和相結(jié)合的手段把σ鍵與Π鍵的形成過程伴隨軌道形狀的改變完整地呈現(xiàn)出來。在研究Π鍵對(duì)稱形式時(shí),沿對(duì)稱面設(shè)計(jì)制作了一個(gè)半透明鏡平面,從而使Π鍵的鏡面反對(duì)稱性(即鏡面上下分子軌道形狀一致,符號(hào)相反)一目了然,使復(fù)雜問題簡單化、直觀化,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的作用得以充分體現(xiàn)。學(xué)生通過通俗易懂的畫面,快捷、高效
7、地接受了新知識(shí),有助于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
3.N2分子的形成。按現(xiàn)代價(jià)鍵理論來說,N2分子中含有3個(gè)化學(xué)鍵,即1個(gè)σ鍵和2個(gè)Π鍵,其形狀與伸展方向均不同,原子軌道在形成分子軌道時(shí)重疊幅度也不相同。書中只有一個(gè)平面圖,過去老師在講解時(shí),往往借助于N2分子三維立體模型,雖然很直觀,但很難表達(dá)出重疊的幅度與距離的關(guān)系以及先后順序。而這又是解釋?duì)益I和Π鍵的穩(wěn)定性、說明為什么Π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者的關(guān)鍵。截至目前,還沒有N2分子中3個(gè)化學(xué)鍵形成的三位動(dòng)畫課件,制作時(shí)筆者首先把N原子的三個(gè)軌道用不同顏色加以區(qū)分,再設(shè)定坐標(biāo)軸,讓?duì)益I先形成,再形成Π鍵,用按鈕控制進(jìn)程。制作時(shí)采用了3DMA和FLASH相
8、結(jié)合的方式,經(jīng)過多次改進(jìn)最終獲得了集科學(xué)性、藝術(shù)性、技術(shù)性為一體的理想效果。當(dāng)學(xué)生看到此課件時(shí),既興奮又驚喜。課件順利被學(xué)生所接受,彌補(bǔ)了該項(xiàng)教學(xué)課件制作空白。
三、加強(qiáng)文化素質(zhì)教育,制作精美的科學(xué)家小傳
化學(xué)這門學(xué)科發(fā)展歷史悠久,曾出現(xiàn)過很多卓有成就的科學(xué)家,其中不乏諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。因此許多化學(xué)原理及化學(xué)公式多是以科學(xué)家名字命名的。
在本章教學(xué)中,現(xiàn)代價(jià)鍵理論的補(bǔ)充和發(fā)展——雜化軌道理論,其提出者鮑林就是一位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,鮑林對(duì)化學(xué)最大的貢獻(xiàn)是關(guān)于化學(xué)鍵本質(zhì)的研究及其在物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。他把量子力學(xué)應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu),把原子價(jià)理論擴(kuò)展到金屬和金屬間化合物,并發(fā)展了原子核結(jié)構(gòu)和核裂變過程
9、本質(zhì)的理論。后來,他又向生物學(xué)方面進(jìn)軍,把化學(xué)應(yīng)用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué),如研究了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),共發(fā)表了400多篇論文和十幾本專著。由于他在化學(xué)鍵理論研究和應(yīng)用方面的卓越貢獻(xiàn),榮獲1954年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。鮑林晚年致力于和平事業(yè),于1962年又獲得了諾貝爾和平獎(jiǎng)。他刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的精神將激勵(lì)我們努力學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)取。
為鼓勵(lì)學(xué)生向科學(xué)家學(xué)習(xí),筆者查閱了大量文獻(xiàn),將鮑林的事跡濃縮成以上內(nèi)容介紹,綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段制作成課件。在制作時(shí),注意把對(duì)應(yīng)的文字、解說和圖像同時(shí)呈現(xiàn),用滾動(dòng)式字幕配背景音樂及圖片,同時(shí)教師用朗誦的語調(diào)在背景音樂的襯托下朗讀給學(xué)生。此情此景使學(xué)生深受感動(dòng),學(xué)生報(bào)以熱烈的掌聲。
總
10、之,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的制作是一個(gè)需要用心并付出努力的創(chuàng)作過程。優(yōu)秀的課件應(yīng)融教育性、科學(xué)性、藝術(shù)性、技術(shù)性于一體,這樣才能最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)者的潛能,強(qiáng)化教學(xué)效果,提高教學(xué)質(zhì)量。
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