物理化学实验是中医药院校中药学、制药工程及药物制剂等专业开设的专业基础课物理化学的重要组成部分,其特点是仪器种类较多、对学生的实验技能要求较高。在实验教学中如能辅以图文声像并茂的多媒体课件,对于提高学与教两方面的效果和效率都是有益的。但是,各校在选择物理化学实验项目、使用仪器种类、实验操作要求等方面常有差异,实验课件的制作与应用受到各校实际情况的影响较大,难有一套普遍适用的多媒体课件。本文就实验教学状况分析、制作及应用物理化学实验多媒体CAI(Computer Assisted Instruction)课件方面谈几点体会。
一、实验教学状况分析与课件内容的设置
在教学实践中体会到:学生在预习时常常对实验仪器及其使用方法缺乏直观认识,对整个实验的操作流程、实验步骤模糊不清。因此,在实验教学时,尽管教师花费不少时间详细地讲解实验原理、步骤及示范主要仪器的操作方法,但不少学生仍对实验流程和操作要点印象不深,实验教学的效果和效率常常不尽人意。另一方面,由于学生人数众多、所属专业或班种不一,以及缺乏便捷的相关资料介绍,不少学生常对教学实验室的基本情况及师资不了解,这些会给实验教学过程带来不便。
针对上述情况,CAI课件应能直观、形象地展示实验流程、实验仪器及其使用方法,加深学生对操作要点的印象,并使学生熟悉实验教学环境,提高学与教两方面的效果和效率。为此,选取实验视频、实验仪器和试剂的相关图片、实验教程、实验室概况及相关教学文件等作为课件的主要内容,以操作简便、易于控制及交互应答迅速的形式组织课件内容。
二、课件选用的制作工具与课件制作
1.图片和视频的制作。
为更贴近现有教学条件,教学图片主要由数码相机拍摄,用图像处理软件Adobe Photoshop 8.0进行文字加注和背景处理,并转换为所需格式(如jpg图像);教学视频主要由数码摄像机拍摄操作过程,而实验仪器联机电脑的屏幕操作过程由屏幕录像专家V7.5录制,用声像编辑软件Ulead Medi-aStudiol0.0对视频素材进行剪辑、加注字幕、配音、合成等处理,再转换为所需格式(如mpg)。将每个教学实验的操作过程视频制成一个影音文件,以使集成后的课件操作简便、跳转快捷。
一些仪器内部的视野动态变化难于通过仪器实物示范或图形讲解直观地展现出来,这常常是困扰实验教学的一个难题。采用数码摄像机从仪器目镜拍摄,用Ulead MediaStu-diol0.0编辑后,可使仪器外部的调节过程与内部视野的动态变化过程结合起来直观地展现出来,较好地解决了这一问题。例如,在演示阿贝折射仪的使用时,可直观地展现出:调节棱镜联动旋钮,使目镜内部出现半明半暗视野的变化过程;调节消色散旋钮,使目镜内部半明半暗图像分界线变清晰的过程;再调节棱镜联动旋钮,使目镜内部半明半暗图像分界线处于十字交叉点上的过程,以及刻度牌中折射率示值和样品测定值的读数方法。又如,在演示圆盘旋光仪的使用时,几种典型视场的出现和变化过程、读数方法都能较好地直观展现出来。
2.网页制作与课件集成。
选用网页设计软件Macromedia Dreamweaver8为课件集成工具,在Windows环境下运行,基本配备即可(64MB以上内存、10GB硬盘、声卡等)。进入软件主页面,建立站点(选择不使用服务器技术、完成本地副本编辑后再上传服务器);点击框架集,选择上方固定左侧嵌套的框架作课件框架页。通过键盘输入在框架上标示出课件名称、制作者、主目录等内容,主目录包括教学条件、教学文件、实验教程、教学图片及教学视频等,保存框架页于站点中。
采用键盘输入文字或将word文档、powerpoint文档等原始文字资料复制到HTML页面上的指定位置;简单矢量图形(如仪器线条图、ChemWindow编辑的化学方程式和分子式等)也可复制到页面上的指定位置;而数码相机拍摄的图片和视频文件则可链接到页面上的指定位置。通过页面编辑,制作主目录下各块内容的分目录页面,以及各分目录下所包含内容的页面。所有制作的页面均保存于站点中。将各页面逐项链接,使所有课件内容集成一体、跳转便捷。经测试、修改后,制得的课件可单机使用,也可上传到服务器。
对于每一教学实验中的操作要点及其原理,可设计成单选或多选题的形式,使学习者回答问题并可得到判断和评价等反馈信息,这可以通过页面设计及链接来实现。例如,将实验操作要点设计为二选一的问答题或判断题时,每题只需制作五张页面并进行适当链接,就可以实现答题与给出反馈信息的功能,且交互应答迅速、容错性强及页面的视觉效果好。
三、课件的应用与修改补充
通过该课件的制作与应用体会到:多媒体CAI课件可拓展学生自主学习的空间,使教师的教学方法多样化,有助于提高实验教学的效果和效率。学生借助课件进行预习,可以直观、形象地了解各种仪器的结构及使用方法,熟悉操作步骤以及实验中应注意的问题;实验后可以多次查询相关内容,以便发现问题;而教师可减少实验教学过程中讲解原理和示范操作的时间。另一方面,多媒体CAI课件只是实验教学辅助手段,不能代替实验教学,否则,无从培养学生动手能力及提高学生实验技能。
由于选择的实验项目、使用的仪器种类以及实验教学中的突出问题等在经过一定时间后会有所变化,加之学生对课件使用的反馈意见,在设计制作课件时应考虑便于修改和补充内容,以达到辅助实验教学、提高实验教学水平的目的。
(作者单位:广州中医药大学中药学院)