劉文峰

【摘要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展，實(shí)物投影儀和電腦成了現(xiàn)代教室的基本裝備，但是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)物投影儀在使用時(shí)出現(xiàn)了諸多的不便和弊端。本文從分析展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀、數(shù)碼攝像頭的特點(diǎn)及在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了介紹，其在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中完勝實(shí)物投影儀，廣大教師可以大膽使用并開發(fā)其功能，以期更好地適用于我們?nèi)粘５慕虒W(xué)。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)碼攝像頭；高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性和參與程度，但是在實(shí)際教學(xué)中由于有些實(shí)驗(yàn)用時(shí)較長(zhǎng)、不好觀察或效果不明顯，漸漸被“微視頻”所取代。久而久之，學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣越來越小，實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作能力越來越弱，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作必不可少。這一現(xiàn)狀正隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和深入而逐漸改變，數(shù)碼攝像頭可以將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大，投放到大屏幕上，以便于學(xué)生觀察，筆者結(jié)合多年化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，在現(xiàn)有多媒體設(shè)備基礎(chǔ)上應(yīng)用數(shù)碼攝像頭開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一些嘗試，收到了良好的教學(xué)效果。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般分課堂的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師先用PPT展示或直接講授實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，然后由教師或?qū)W生代表進(jìn)行實(shí)際操作，學(xué)生觀察并總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為了方便學(xué)生觀察有些教師則借助實(shí)物投影儀進(jìn)行。在進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生各自分組進(jìn)行操作，老師巡邏式給予指導(dǎo)，但是這樣進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多弊端。

1.1傳統(tǒng)教學(xué)具有局限性

教師在講臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，前排的學(xué)生可以較好地進(jìn)行觀察，后排的學(xué)生則因?yàn)橛^察不到而錯(cuò)過學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。而教師為了讓更多的同學(xué)看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而走到學(xué)生中間時(shí)，又會(huì)讓更多的同學(xué)錯(cuò)過觀察教師的規(guī)范操作。

1.2實(shí)物投影儀具有局限性

由于實(shí)物投影儀體積龐大，直接放在講臺(tái)上使用會(huì)擋住前排學(xué)生的視線，所以現(xiàn)在常見把實(shí)物投影儀鑲嵌放在講臺(tái)里面，但這樣對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)不容易操作。其次，由于實(shí)物投影儀的攝像頭相對(duì)固定，觀察的高度和范圍較局限，而若要對(duì)某一區(qū)域集中觀察，想移動(dòng)它則受到影響，而且由于實(shí)物投影儀與電腦PPT課件顯示之間需要切換，有時(shí)由于技術(shù)原因會(huì)短暫造成畫面不清晰、變形、沒有信號(hào)等，種種這些局限，以至于教師減少了對(duì)實(shí)物投影儀的使用。

1.3巡邏式指導(dǎo)具有局限性

學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中不斷巡視，發(fā)現(xiàn)各組學(xué)生錯(cuò)誤操作各不相同，指導(dǎo)了這一組，錯(cuò)過了那一組，效果具有局限性。

二、數(shù)碼攝像頭的特點(diǎn)

數(shù)碼攝像頭是一種視頻輸入設(shè)備，被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，視頻聊天少不了它，社會(huì)治安“天眼”系統(tǒng)它是主角，它就像是人們的又一雙“慧眼”給了人們諸多的幫助。利用USB接口攝像頭展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把實(shí)驗(yàn)儀器置于攝像頭所能拍攝的范圍之內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則實(shí)驗(yàn)操作的每一個(gè)動(dòng)作、每一步操作過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能在大屏幕上同步、實(shí)時(shí)地得到放大展示，增加了可視性和真實(shí)性，有著實(shí)物投影儀的效果，但由于其體積小、像素高、移動(dòng)方便、高度和角度任意調(diào)節(jié)、安裝靈活，更加具有實(shí)用性。

三、數(shù)碼攝像頭在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中優(yōu)勢(shì)

3.1使用攝像頭觀察實(shí)驗(yàn)安全有保障

有些實(shí)驗(yàn)的觀察有安全隱患，所以教師在讓學(xué)生觀察時(shí)會(huì)提醒其注意安全，這樣的提醒不免使得學(xué)生的觀察謹(jǐn)小慎微，影響觀察效果。

例如，對(duì)于鈉與水的反應(yīng)，傳統(tǒng)教學(xué)中教師會(huì)在講臺(tái)上進(jìn)行演示，而效果是只有前排的學(xué)生可以觀察地到實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，后排的同學(xué)因?yàn)榭床坏浆F(xiàn)象，久而久之對(duì)演示實(shí)驗(yàn)就失去了興趣，從而失去了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義。而若使用數(shù)碼攝像頭，不但安全還可以清晰的觀察體會(huì)到整個(gè)“浮、熔、游、嘶（連同聲音也可放大）、紅”的變化過程，現(xiàn)象明顯，達(dá)到了我們進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的目的。

再如，對(duì)于鈉的燃燒實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的加熱觀察，由于坩堝口較小，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的往往是有幸的一個(gè)或幾個(gè)學(xué)生代表才能觀察地到，若是使用數(shù)碼攝像頭把坩堝口整個(gè)投影到大屏幕上，學(xué)生可以很好地觀察到鈉從銀白變成灰白，然后變成亮球到最后燃燒的整個(gè)過程。

3.2使用攝像頭觀察實(shí)驗(yàn)成像很清晰

由于教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)往往距離較遠(yuǎn)，有些現(xiàn)象不劇烈、不明顯的現(xiàn)象學(xué)生較難觀察地到，這樣實(shí)驗(yàn)的效果就會(huì)大打折扣，使用數(shù)碼攝像頭可以有效改善這一缺點(diǎn)，將試管改換成燒杯、點(diǎn)滴板或表面皿，觀察顏色時(shí)往下面墊一張白紙，觀察氣體的生成時(shí)可以把儀器靠近攝像頭以方便觀察。

3.3使用攝像頭增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性

有些實(shí)驗(yàn)的全過程需要較長(zhǎng)的實(shí)踐，且伴隨著其他一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，干擾學(xué)生正常觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，影響實(shí)驗(yàn)的效果。由于學(xué)生課堂學(xué)習(xí)時(shí)間是有限的，要讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)盡可能多地獲得信息，給予學(xué)生的信息要有選擇，使學(xué)生觀察到的現(xiàn)象對(duì)所學(xué)知識(shí)有價(jià)值。因此，采用攝像頭錄制整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，通過剪輯技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過程進(jìn)行加工，既為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)的全過程，又突出重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同時(shí)也不失實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。例如，培養(yǎng)明礬晶體等實(shí)驗(yàn)可采用此技術(shù)在課堂上播放，大大增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性。當(dāng)學(xué)生在很短時(shí)間內(nèi)看到明礬晶體形成的全過程，不僅對(duì)晶體的形成有很直觀的刺激，對(duì)晶體概念的理解會(huì)更深刻。

3.4演示實(shí)驗(yàn)，隨時(shí)移動(dòng)到需要觀察的地方

對(duì)于有些實(shí)驗(yàn)，特別是氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)由于整個(gè)裝置占地較大，學(xué)生注意力容易分散，教師可以組裝好儀器后，借助攝像頭的移動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

例如，酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)，可以借助數(shù)碼攝像頭指導(dǎo)學(xué)生觀察滴定管構(gòu)造。在按操作步驟完成查漏、洗滌、潤(rùn)洗、裝液、趕氣泡、調(diào)液面、裝入錐形瓶等步驟后，可移動(dòng)攝像頭對(duì)準(zhǔn)錐形瓶，觀察溶液顏色的變化，指導(dǎo)學(xué)生如何確定滴定終點(diǎn)，即當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏危芤侯伾l(fā)生明顯變化且半分鐘內(nèi)不變色為準(zhǔn)。

3.5課堂即興微視頻：分組實(shí)驗(yàn)抓拍

在高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以是小組合作探究，成員可以分工合作，但是不同小組很難交流，而且每個(gè)小組的錯(cuò)誤操作又不一樣，在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師往往只能巡視指導(dǎo)，通過講述讓全體學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，學(xué)生容易產(chǎn)生聽覺疲勞，效果不好。筆者嘗試使用USB延長(zhǎng)線和數(shù)碼攝像頭，拍攝各個(gè)錯(cuò)誤場(chǎng)景，通過電腦投放到大屏幕上，供各組交流討論，最終整理出實(shí)驗(yàn)的要領(lǐng)，效果較好。

3.6結(jié)合“投影—錄像—回放”學(xué)生積極性高

在演示實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，可以利用數(shù)碼攝像頭把實(shí)驗(yàn)的過程同步投影到大屏幕的同時(shí)，還可以同時(shí)使用錄像功能將其保存并回放。對(duì)于成功者，展示是一種鼓勵(lì)，對(duì)其他同學(xué)也起到榜樣的作用，對(duì)于失敗者，可以讓他通過錄像的回放自己找出原因，加深印象，對(duì)其他同學(xué)也起到提醒的作用。所以，這一功能的使用可以極大地提高學(xué)生動(dòng)手操作的準(zhǔn)確性和參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

四、數(shù)碼攝像頭的安裝與使用

將攝像頭的USB插頭連接電腦，打開“我的電腦”中的“USB視頻設(shè)備”，在將攝像頭對(duì)準(zhǔn)被展示實(shí)驗(yàn)裝置的相應(yīng)位置，調(diào)整焦距使其清晰投影即可。如需錄像可以下載“攝像頭錄像大師”軟件直接進(jìn)行錄像。

五、結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)起著不可替代的作用，因此高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。但是由于條件和設(shè)備的限制，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的直觀性和科學(xué)性展示受到了影響，使現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)不能完全發(fā)揮其在教學(xué)中的作用。數(shù)碼攝像頭因其體積小、像素高、移動(dòng)方便、高度和角度任意調(diào)節(jié)、安裝靈活，因此更加具有實(shí)用性，可以替代實(shí)物投影儀，但由于借助數(shù)碼攝像頭能把實(shí)驗(yàn)操作的每一個(gè)動(dòng)作、每一步操作過程都能在大屏幕上同步、實(shí)時(shí)地得到放大展示，就要求教師要提高自己的業(yè)務(wù)水平，注意操作的細(xì)節(jié)、規(guī)范操作。廣大教師可以大膽使用并開發(fā)其功能，以期更好的適用于我們?nèi)粘５慕虒W(xué)。

參考文獻(xiàn)：

鄭益強(qiáng).[攝像頭在新課標(biāo)下中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用]2010，4.