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1、計算機輔助教學課件的設計與實踐計算機輔助制造的簡稱
摘 要:本文結合高校教師的教學實踐經(jīng)驗,研究和探討了如何制作計算機輔助教學課件。并以無機化學“分子結構”一章為例,詳細論述了制作理念、技術手段、實踐效果及注意事項,使計算機輔助教學(CAI)課件成為優(yōu)化教學效果的一種有效手段。
【關鍵詞】:^p :無機化學;計算機輔助教學(CAI);課件;分子結構;教學質量;教學效果
20世紀90年代以來,計算機與網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展,人類社會進入了信息時代。靈活、迅速、信息量大的計算機輔助教學(Computer Assisted Instruction,CAI)課件已廣泛地應用在教育活動之中。
2、
化學是一門研究物質結構、組成及其性質的一門基礎自然科學。要想學好化學,必須從微觀粒子入手來研究宏觀物質世界。但是決定宏觀物質性質的微觀粒子如原子、離子、分子,是看不見摸不著的。在講述無機化學“分子結構”一章時,教師很難把分子結構以及分子是如何由原子形成的過程講清楚。“分子結構”一章既是重點,又是難點。為此,筆者利用計算機輔助教學課件的豐富性、新穎性、趣味性、形象性等特點,將聲音、圖像、圖形、視頻等信息融為一體,采用、FLASH、3DMA、PREMIERE等軟件,對這一章的課件進行了精心設計與制作。
一、用視頻加動畫形式展現(xiàn)宏觀物質與微觀粒子的區(qū)別
多年的教學經(jīng)驗告訴我們,一堂新課,導課很
3、關鍵。如何展現(xiàn)宏觀與微觀的區(qū)別,把學生帶入微觀世界是制作該課件遇到的第一個技術問題。單純用動畫與實際相脫離,不能起到良好的教學效果。因此設計了由宏觀大海到一滴水、再到水分子的漸變方式來實現(xiàn)宏觀到微觀的質的飛躍。首先采用PREMIERE設計了一段大海的視頻,再用FLASH手段引入一個放大鏡,把大海放大至一滴水,再放大到水分子。然后提出問題:一滴水是由多少個水分子構成的?經(jīng)過和學生互動計算,然后給出答案。
經(jīng)過以上處理,既利用了視頻的真實性、直觀性,又利用了動畫的可變性。視頻時間不超過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,形成了合理的教學過程,達到了利用多媒體優(yōu)
4、化教學效果的目的。使“分子結構”一章的導課收到了意想不到的教學效果,一下子吸引住了學生的眼球,把學生短時間內帶入微觀世界,充分激發(fā)了學生的學習興趣,引起了學生學習的好奇心。
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)作腳本是制作計算機輔助教學課件的關鍵環(huán)節(jié),因此選取的教材內容很關鍵。在“分子結構”一章中,原子軌道形成分子軌道的過程是非常重要的內容,制作課件的腳本內容必須是具有代表性的,因此我們選取了以下3個范例。
1.氫分子的形成。在用現(xiàn)代價鍵理論講述氫分子如何由氫原子形成時,書中有一個氫分子能量與核間距關系曲線平面圖,利用此圖來講述兩個從無窮遠處靠
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質。整個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手段制作了一個動態(tài)形成過程,使整個形成過程完整地呈現(xiàn)在學生面前。動態(tài)圖中的小球可旋轉,代表不同旋轉方向的氫原子,讓自旋方向相同、相反的兩個小球分別從右側即遠處靠攏同時來觀察能量的改變。為了使教師講解與演示同步進行,可利用鼠標滑輪調控靠攏速度、調節(jié)播放內容,教師可根據(jù)教學需要多次重復,實現(xiàn)了可控性。這樣有效地解決了動畫過快、學生思維跟不上、印象模糊的不足。該課件的制作充分利用了計算機輔助教學的形象性特點,取得了較好的教學效果。
2.σ鍵與Π鍵的形
6、成?,F(xiàn)代價鍵的基本類型有σ鍵和Π鍵,它是如何由原子軌道形成的?對稱性如何?這是教師須向學生講解清楚的兩個重要問題。由于原子軌道有著不同的形狀和伸展方向,導致分子軌道也有不同的形狀和伸展方向,不同軌道的對稱性也不同。書中給出的是二維平面圖,為達到形象逼真的教學效果,筆者制作了三維立體圖,并用FLASH和相結合的手段把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鍵對稱形式時,沿對稱面設計制作了一個半透明鏡平面,從而使Π鍵的鏡面反對稱性(即鏡面上下分子軌道形狀一致,符號相反)一目了然,使復雜問題簡單化、直觀化,計算機輔助教學課件的作用得以充分體現(xiàn)。學生通過通俗易懂的畫面,快捷、高效
7、地接受了新知識,有助于教學目標的實現(xiàn)。
3.N2分子的形成。按現(xiàn)代價鍵理論來說,N2分子中含有3個化學鍵,即1個σ鍵和2個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重疊幅度也不相同。書中只有一個平面圖,過去老師在講解時,往往借助于N2分子三維立體模型,雖然很直觀,但很難表達出重疊的幅度與距離的關系以及先后順序。而這又是解釋σ鍵和Π鍵的穩(wěn)定性、說明為什么Π鍵是化學反應的積極參與者的關鍵。截至目前,還沒有N2分子中3個化學鍵形成的三位動畫課件,制作時筆者首先把N原子的三個軌道用不同顏色加以區(qū)分,再設定坐標軸,讓σ鍵先形成,再形成Π鍵,用按鈕控制進程。制作時采用了3DMA和FLASH相
8、結合的方式,經(jīng)過多次改進最終獲得了集科學性、藝術性、技術性為一體的理想效果。當學生看到此課件時,既興奮又驚喜。課件順利被學生所接受,彌補了該項教學課件制作空白。
三、加強文化素質教育,制作精美的科學家小傳
化學這門學科發(fā)展歷史悠久,曾出現(xiàn)過很多卓有成就的科學家,其中不乏諾貝爾獎獲得者。因此許多化學原理及化學公式多是以科學家名字命名的。
在本章教學中,現(xiàn)代價鍵理論的補充和發(fā)展——雜化軌道理論,其提出者鮑林就是一位諾貝爾獎獲得者,鮑林對化學最大的貢獻是關于化學鍵本質的研究及其在物質結構方面的應用。他把量子力學應用于分子結構,把原子價理論擴展到金屬和金屬間化合物,并發(fā)展了原子核結構和核裂變過程
9、本質的理論。后來,他又向生物學方面進軍,把化學應用于生物學和醫(yī)學,如研究了蛋白質的結構,共發(fā)表了400多篇論文和十幾本專著。由于他在化學鍵理論研究和應用方面的卓越貢獻,榮獲1954年諾貝爾化學獎。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。他刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的精神將激勵我們努力學習、不斷進取。
為鼓勵學生向科學家學習,筆者查閱了大量文獻,將鮑林的事跡濃縮成以上內容介紹,綜合運用多種技術手段制作成課件。在制作時,注意把對應的文字、解說和圖像同時呈現(xiàn),用滾動式字幕配背景音樂及圖片,同時教師用朗誦的語調在背景音樂的襯托下朗讀給學生。此情此景使學生深受感動,學生報以熱烈的掌聲。
總
10、之,計算機輔助教學課件的制作是一個需要用心并付出努力的創(chuàng)作過程。優(yōu)秀的課件應融教育性、科學性、藝術性、技術性于一體,這樣才能最大限度地發(fā)揮學習者的潛能,強化教學效果,提高教學質量。
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