摘要：本文介紹了青海大學(xué)利用多媒體技術(shù)輔助化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：多媒體；教學(xué)；CAI

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-5913(2007)16-0046-02

20世紀(jì)90年代，隨著多媒體技術(shù)迅速興起和發(fā)展，多媒體及網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化信息技術(shù)手段的普遍使用帶來(lái)了教育、教學(xué)方式的重大改革。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)在教學(xué)上的運(yùn)用，標(biāo)志著教學(xué)媒體質(zhì)的飛躍。多媒體技術(shù)的應(yīng)用，使教學(xué)手段更加豐富，將對(duì)教學(xué)效果的提高起到促進(jìn)作用，是當(dāng)今世界教育技術(shù)發(fā)展的新趨向。

我校把“以本科教育為基礎(chǔ)，培養(yǎng)立足本省，面向全國(guó)，具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論、基本技能、良好的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型人才”作為學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此，學(xué)校將多媒體技術(shù)引入到實(shí)踐教學(xué)中，取得了較好的效果。

1多媒體輔助教學(xué)(CAI)的特點(diǎn)

教學(xué)活動(dòng)應(yīng)遵循教育心理學(xué)和認(rèn)知規(guī)律。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)總是與一定的社會(huì)文化背景，即“情境”，相聯(lián)系的。協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境以及學(xué)習(xí)者與周圍環(huán)境的交互作用，對(duì)于學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解起著關(guān)鍵性的作用[1]。多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1) 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

多媒體教學(xué)能夠延伸和拓寬教學(xué)時(shí)空，通過(guò)圖像、聲音、色彩和動(dòng)畫(huà)，傳遞教學(xué)信息，解決由于時(shí)間和空間的限制造成的教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)習(xí)內(nèi)容變得容易被理解和掌握，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)并發(fā)展學(xué)生獲取信息、分析信息和處理信息的能力。實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)具有的形象性、多樣性、新穎性、趣味性、直觀性、豐富性等特點(diǎn)，能充分調(diào)動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生主動(dòng)積極地學(xué)習(xí)，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

(2) 可以擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模和改善教學(xué)環(huán)境。

利用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，可以突破原有的時(shí)空限制，提高教學(xué)效率，大大節(jié)省師資和其它教學(xué)設(shè)備，使更多的學(xué)生受益。

(3) 優(yōu)化教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)為“粉筆加黑板”，教學(xué)內(nèi)容枯燥，教學(xué)質(zhì)量完全取決于教師的素質(zhì)和對(duì)教學(xué)活動(dòng)的組織。多媒體教學(xué)促使人們逐漸改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，有利于教學(xué)形式手段和方法從單一走向多元?；诙嗝襟w技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)教學(xué)活動(dòng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)作，使教學(xué)活動(dòng)的內(nèi)容更加充分，教學(xué)的過(guò)程、內(nèi)容便于保留和供同行借鑒。多媒體使教學(xué)過(guò)程傾向于“以學(xué)生為中心”的個(gè)性化和個(gè)別化教學(xué)，使學(xué)生能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求和能力狀況決定學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)而成為學(xué)習(xí)的主人，做到自主學(xué)習(xí)、充分學(xué)習(xí)和高效學(xué)習(xí)[2]。

2多媒體技術(shù)在輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

在現(xiàn)代教育中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占有非常重要的地位。學(xué)生只有通過(guò)足夠的實(shí)驗(yàn)和操作，才能真正理解和掌握該學(xué)科的理論知識(shí)，才能獲得足夠的實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力，并初步具備完成實(shí)際測(cè)試、設(shè)計(jì)等工作的能力。將多媒體技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)能提高實(shí)驗(yàn)的演示效果、可見(jiàn)度，增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的有效性，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、正確性、為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件，豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)等。最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用，從而達(dá)到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的目的。

2.1多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

(1) 經(jīng)濟(jì)、安全

利用多媒體技術(shù)可以真實(shí)地模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)由于條件限制無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室做的實(shí)驗(yàn)，一些無(wú)法開(kāi)設(shè)的取材難、價(jià)格昂貴的實(shí)驗(yàn)、具有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)，可以利用多媒體技術(shù)模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)真實(shí)情景的再現(xiàn)和模擬，培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)造能力。多媒體實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)充，多媒體技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段所無(wú)法比擬的。

(2) 資源共享

實(shí)驗(yàn)資源可以24小時(shí)全天候開(kāi)放，基于Web可以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域，不同學(xué)校的實(shí)驗(yàn)資源共享。

(3) 不受時(shí)間和空間的限制

不受時(shí)間及空間的限制，學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，通過(guò)Internet在任何地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(4) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析準(zhǔn)確

多媒體輔助實(shí)驗(yàn)均是以標(biāo)準(zhǔn)軟件模塊進(jìn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程有約束，有嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)的操作程序，如不按正確操作程序進(jìn)行，系統(tǒng)將會(huì)自我保護(hù)。實(shí)驗(yàn)參數(shù)和結(jié)果數(shù)據(jù)均進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的管理，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果給出定性定量分析。

2.2應(yīng)用實(shí)例

我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)是青海省重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科，其中化學(xué)反應(yīng)工程是青海省重點(diǎn)課程。本課程主要開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)有：多釜串聯(lián)流動(dòng)特性的測(cè)定、管式反應(yīng)器流動(dòng)特性測(cè)定、乙酸乙酯水解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的測(cè)定等實(shí)驗(yàn)。

結(jié)合課程建設(shè)的需要，我校于2005年建成了基于多媒體技術(shù)和虛擬技術(shù)的化學(xué)工程遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室。如圖1、圖2所示。

2.2多媒體虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)原理

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)及原理將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)與學(xué)生分離，系統(tǒng)將基于Web的交互式環(huán)境、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和多媒體技術(shù)的融合。利用傳感器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊送到計(jì)算機(jī)(服務(wù)器)中，實(shí)驗(yàn)人員利用網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行控制，完成實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。實(shí)現(xiàn)原理如圖3。

2.3應(yīng)用分析

在該實(shí)驗(yàn)裝置建成之前，此類實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)學(xué)生的要求較高。但由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)資源有限，實(shí)驗(yàn)受裝置的套數(shù)、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、設(shè)施的限制。學(xué)生在做上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，只能按5~8人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程不能完全掌握，教學(xué)效果不理想。該裝置建成后，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生可先進(jìn)行預(yù)約，經(jīng)批準(zhǔn)后可在異地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而做到每名同學(xué)均可參與實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，掌握了實(shí)驗(yàn)的原理、特點(diǎn)，并可對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

該實(shí)驗(yàn)室的建成使用，有兩屆近二百名同學(xué)受益，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的情況來(lái)看，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力起到了非常大的促進(jìn)作用，學(xué)生反映很好，并解決了長(zhǎng)期困擾的實(shí)驗(yàn)裝置套數(shù)不足、實(shí)驗(yàn)用消耗品量大等問(wèn)題，節(jié)約了教育經(jīng)費(fèi)。同時(shí)，使指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的教師從繁瑣的工作中解放出來(lái)，使教師有時(shí)間和精力從事其它活動(dòng)，教師反映良好。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積累了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量有很大的促進(jìn)作用。目前我?？紤]與其他有關(guān)院校進(jìn)行協(xié)商，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的共享。

3結(jié)論

多媒體教學(xué)是提高教學(xué)效果的先進(jìn)教學(xué)手段之

一。多媒體技術(shù)在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用符合學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生始終在愉悅的氛圍中積極主動(dòng)地獲取知識(shí)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，提高能力；基于多媒體技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的嚴(yán)格控制，使實(shí)驗(yàn)資源的利用最大化，符合現(xiàn)代化教學(xué)規(guī)律的要求，在教學(xué)中能起到事半功倍的作用。

由于青海大學(xué)地處西部，師資力量、教學(xué)資源相對(duì)匱乏，通過(guò)將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，在很大程度上彌補(bǔ)了師資、教學(xué)資源的不足，同時(shí)也可做到資源共享，使青海大學(xué)的教育教學(xué)質(zhì)量得到新的發(fā)展。

The application of Multi-media technique in Education in Qinghai University

SHI Rui-ming，YANG Chun-jian，ZHANG Hong

Qinghai University，Xining，Qinghai，，P.R.China，810016

Abstract：With the development of multimedia technical and its application in education. More and more education resources were generated by multimedia technology. This paper focused on discussing multi-media technique development and its application， the advantage of assistance experiment in teaching.

Keywords：Multimedia；Teaching；CAI

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作者簡(jiǎn)介

楊春建(1966—)，男，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

石銳明(1965—)，男，副教授，研究方向：多媒體技術(shù)及應(yīng)用。