王　婷

(廣西民族大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西　南寧　530007)

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熱分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多媒體技術(shù)的應(yīng)用*

王婷

(廣西民族大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西南寧530007)

熱分析實(shí)驗(yàn)是高分子近代分析測(cè)試技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，是高分子材料與工程本科專(zhuān)業(yè)必需了解和學(xué)習(xí)的技術(shù)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的某些不足，采用多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相融合的方法，提高熱分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)熱分析儀的應(yīng)用能力。

熱分析儀；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)錄像；三維動(dòng)畫(huà)

熱分析技術(shù)已經(jīng)成為各種材料的研究開(kāi)發(fā)、工藝優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控的重要手段，在化學(xué)化工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1]。目前，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)在的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始采用先進(jìn)的熱分析儀器監(jiān)控自己產(chǎn)品的質(zhì)量，提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為導(dǎo)向的本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須將熱分析儀用于本科生的教學(xué)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，使熱分析技術(shù)成為高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生熟練掌握的基本技能[2]。然而，由于熱分析儀具有貴重、精密、數(shù)量有限等特點(diǎn)，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)能夠自己動(dòng)手學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)效果不夠理想[3]。在日常的教學(xué)過(guò)程中了解到，由于熱分析儀集成性較高，能直接觀查的部件僅僅是坩堝支架，學(xué)生無(wú)法觀看到儀器的內(nèi)部構(gòu)造，學(xué)習(xí)興趣低，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰﹄y以提高。我們?cè)诮梃b吸收先進(jìn)教學(xué)方法的同時(shí)，根據(jù)我校高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)熱分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)情況，探索傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與現(xiàn)代多媒體技術(shù)相融合的途徑，提高熱分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)熱重分析儀的應(yīng)用能力。

1　儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

我校高分子材料與工程本科專(zhuān)業(yè)的現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)一般是作為《高分子近代分析測(cè)試技術(shù)》課程的附屬實(shí)驗(yàn)課程，分為理論課和實(shí)驗(yàn)課兩個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)數(shù)較少。通常理論課是一個(gè)老師講授，實(shí)驗(yàn)課是由負(fù)責(zé)儀器管理的實(shí)驗(yàn)老師指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)課一般在理論課程進(jìn)行的中間或者末尾的時(shí)候開(kāi)始進(jìn)行。筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)與學(xué)生交談，對(duì)我校儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題做了幾點(diǎn)歸納：①理論部分與實(shí)驗(yàn)部分脫節(jié)，由于學(xué)生在理論部分學(xué)習(xí)時(shí)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)儀器，對(duì)儀器沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)，學(xué)過(guò)就忘，等到上實(shí)驗(yàn)課時(shí)根本無(wú)法將儀器與理論聯(lián)系起來(lái)；②缺少動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)短，而且傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程需要大量的時(shí)間對(duì)儀器進(jìn)行介紹，而熱分析實(shí)驗(yàn)時(shí)間又長(zhǎng)，導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行操作練習(xí)；③人數(shù)多，儀器分析實(shí)驗(yàn)每組都是由10個(gè)左右學(xué)生組成，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生不能清楚的觀看到儀器的操作過(guò)程，學(xué)生的積極性下降，經(jīng)常有學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過(guò)程枯燥無(wú)味。經(jīng)過(guò)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的探索，我們將一些多媒體技術(shù)方法融入到傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，很好的解決了上述問(wèn)題。

2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的多媒體技術(shù)

多媒體技術(shù)是把文字、圖像、視頻和聲音等承載信息的媒體集成在一起，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合處理和控制的一種信息技術(shù)，具有良好的直觀性和形象性，是一種新型的現(xiàn)代教學(xué)方式，也是當(dāng)今世界教育技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)[4-5]。我們根據(jù)我校的實(shí)際情況將一些多媒體技術(shù)有效的融入到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，提高了教學(xué)效果。

2.1教學(xué)錄像的應(yīng)用

由于儀器分析實(shí)驗(yàn)課程一般都安排在理論課程結(jié)束后進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的順序是按照理論課程的進(jìn)度進(jìn)行，中間間隔的時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生對(duì)理論課程的記憶已經(jīng)模糊。因此，儀器分析實(shí)驗(yàn)課需要學(xué)生在上實(shí)驗(yàn)課之前進(jìn)行預(yù)習(xí)，從實(shí)驗(yàn)的原理及儀器操作方法，到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。然而，熱分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多且抽象，熱分析儀器學(xué)生聽(tīng)都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)，僅僅依靠教材上的講解難以做到深入了解，并且在時(shí)間有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師也無(wú)法做到詳盡的講解，這樣就大大的降低了學(xué)生的積極性和對(duì)熱分析技術(shù)的應(yīng)用能力。所以我們通過(guò)制作教學(xué)視頻來(lái)解決這一問(wèn)題。

我們通過(guò)制作教學(xué)錄像，讓學(xué)生在理論課和實(shí)驗(yàn)課之前就對(duì)儀器的教學(xué)過(guò)程有了詳細(xì)的了解。我們?cè)跓岱治鰞x在安裝調(diào)試之初，就對(duì)工程師安裝調(diào)試的過(guò)程及使用、維護(hù)的教授過(guò)程進(jìn)行了詳盡的錄像。再根據(jù)實(shí)際的教學(xué)過(guò)程，通過(guò)剪輯、配音及解說(shuō)等手段制得一個(gè)關(guān)于熱分析儀基本理論知識(shí)、儀器構(gòu)造講解、操作演示、應(yīng)用展示、數(shù)據(jù)處理及儀器操作規(guī)程講解的教學(xué)錄像。將該教學(xué)錄像放在測(cè)試中心網(wǎng)站上，理論課老師在授課之初就可以將該教學(xué)錄像介紹給學(xué)生，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)課程之前就自行觀看學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生就可以在理論課和實(shí)驗(yàn)課之前就將儀器的原理、構(gòu)造及操作搞清楚，上理論課和實(shí)驗(yàn)課時(shí)更是事半功倍。

實(shí)驗(yàn)課時(shí)老師就可以只是花少量時(shí)間通過(guò)提問(wèn)的方式查看學(xué)生的對(duì)儀器的掌握情況，根據(jù)學(xué)生的情況做一些簡(jiǎn)單的補(bǔ)充，而不必花大量的時(shí)間去介紹儀器，這樣就節(jié)約了寶貴的時(shí)間。從而使學(xué)生有更多的時(shí)間觀察儀器的測(cè)試過(guò)程，并且老師可以根據(jù)學(xué)生掌握的情況選取1～2名學(xué)生自己動(dòng)手操作，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生能更好地掌握儀器的使用方法。通過(guò)該技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中對(duì)學(xué)生的觀察發(fā)現(xiàn)，不僅節(jié)約了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)更加順利，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情更是高漲。

在學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)儀器及實(shí)踐動(dòng)手操作的過(guò)程中，我們也進(jìn)行錄像，并且告訴學(xué)生最后的錄像會(huì)拷貝給學(xué)生自己，在課后自己觀察自己的學(xué)習(xí)的過(guò)程及操作的過(guò)程。當(dāng)學(xué)生知道有錄像時(shí)，學(xué)生的自覺(jué)性會(huì)大大提高，更加認(rèn)真。學(xué)生課后通過(guò)錄像找出自己的不足之處，繼續(xù)改進(jìn)學(xué)習(xí)，并且也可以作為資料一直保存。相比傳統(tǒng)學(xué)過(guò)就忘的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)有更大的幫助。視頻會(huì)將學(xué)生及其團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作細(xì)節(jié)、做實(shí)驗(yàn)的態(tài)度、動(dòng)作是否規(guī)范等信息詳細(xì)的記錄下來(lái)，這些片段即是對(duì)學(xué)生的肯定，又能對(duì)其起到激勵(lì)的作用，并為后來(lái)的學(xué)生起到榜樣的作用，因此學(xué)生會(huì)更加努力，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到促進(jìn)作用。

2.2三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的應(yīng)用

為了保護(hù)熱分析儀不受損害，在實(shí)際操作的過(guò)程中是不會(huì)向?qū)W生展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生只能通過(guò)圖片進(jìn)行了解。但是圖片是靜態(tài)的，實(shí)際儀器工作的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，這樣就會(huì)使學(xué)生對(duì)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理還是稀里糊涂。通過(guò)探索，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中引入三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)，很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。我們從NETZSCH、TA、SETARAM等熱分析儀器公司的網(wǎng)站搜集熱分析儀器的多媒體培訓(xùn)軟件及用來(lái)展示儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維動(dòng)畫(huà)。三維動(dòng)畫(huà)特效技術(shù)的不僅能展現(xiàn)熱分析儀的工作原理和狀態(tài)，而且可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中沒(méi)有的視覺(jué)效果，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)展示儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣既可以真實(shí)、生動(dòng)地展現(xiàn)儀器的整體或局部，又可以不用對(duì)儀器進(jìn)行拆卸。我們通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)的應(yīng)用不僅有效地解決了教材中熱分析教學(xué)內(nèi)容陳舊性的問(wèn)題，而且?guī)椭鷮W(xué)生學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外關(guān)于熱分析儀器新的技術(shù)和方法。

2.3同步投影技術(shù)的應(yīng)用

儀器設(shè)備有限、學(xué)生多和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地小是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都會(huì)存在的問(wèn)題。儀器不足是每個(gè)高校都會(huì)面臨的難題，我校熱分析儀只有1臺(tái)，實(shí)驗(yàn)儀器相對(duì)緊張，因此實(shí)驗(yàn)只能分組進(jìn)行，每個(gè)小組10人左右，并且每個(gè)小組僅有2個(gè)課時(shí)的實(shí)踐時(shí)間。傳統(tǒng)的熱分析儀器教學(xué)方式是教師先講，學(xué)生后做，教師在演示儀器操作時(shí)，學(xué)生只能?chē)诮處熀蛢x器周?chē)?，站著后面的學(xué)生受到角度及他人的遮擋要看見(jiàn)老師的操作很困難，難免會(huì)漏掉一些細(xì)節(jié)。通過(guò)探索，我們采用錄像投影的方法將老師和學(xué)生的操作過(guò)程和顯示器上的內(nèi)容投放到墻壁或者大屏幕上，讓更多的學(xué)生能更清晰的看到實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程。熱分析儀器的操作在儀器本身的部分較少，主要集中在軟件部分，我們采用的是19寸的顯示器，相對(duì)來(lái)說(shuō)還是太小，很多學(xué)生反應(yīng)看不到具體的操作過(guò)程，學(xué)習(xí)的積極性很低，覺(jué)得跟自己沒(méi)有關(guān)系，形成了厭學(xué)的情緒。我們將顯示器的內(nèi)容通過(guò)投影儀放大到墻壁或者幕布上。通過(guò)這樣的一個(gè)方式解決了上述難題，學(xué)生反饋這樣的改進(jìn)效果良好。

3　結(jié)　語(yǔ)

儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多媒體化是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然趨勢(shì)，熱分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工作，讓我深刻認(rèn)識(shí)到只有通過(guò)教學(xué)改革，探索新的教學(xué)方法和技術(shù)，從而使教學(xué)課程更加符合教育教學(xué)規(guī)律，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，提高了教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了其動(dòng)手能力，培養(yǎng)更加符合社會(huì)發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才。

[1]王家龍,駱東淼,姜著成.我國(guó)熱分析儀的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].中國(guó)儀器儀表,2008(10):28-30.

[2]楊小秋.現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與展望[J].廣州化工,2014,42(4):154-155.

[3]朱維岳.掃描電子顯微鏡在儀器分析實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用探索[J].廣州化工,2013,41(15):283-284.

[4]胡萬(wàn)群,邵偉.儀器分析實(shí)驗(yàn)多媒體教學(xué)軟件的研制[J].大學(xué)化學(xué),2014,29(2):29-33.

[5]劉路,張昀.虛擬動(dòng)畫(huà)在藥學(xué)專(zhuān)業(yè)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].時(shí)代教育,2015(1):70.

Application of Multimedia Technology in Thermal Analysis Experimental Teaching

WANGTing

(School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangxi University for Nationalities,Guangxi Nanning 530006, China)

Thermal analysis experiment is an important part of polymer materials research method, and is a technology of the polymer materials and engineering undergraduate necessary to understand and learn. The method of integration the multimedia technology and traditional experimental teaching were used to solve the deficiencies in the process of experiment teaching. It can improve the efficiency of the thermal analysis experiment teaching and enhance students’ ability to apply thermal analyzers.

thermal analyzers; experiment teaching; teaching video; three-dimensional animation

廣西民族大學(xué)高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目(No:2012XJGY34)；廣西高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目(No:2013JGA139)。

王婷(1987-)，女，實(shí)驗(yàn)員，從事儀器管理及實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。

O6-31

A

1001-9677(2016)07-0172-02