多媒體技術(shù)在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探討

仝小蘭， 林海祿， 劉 芬

（東華理工大學(xué)，江西撫州 344000）

有機化學(xué)是高等院?；瘜W(xué)化工、材料、環(huán)境、生物等專業(yè)的主要基礎(chǔ)課程。如何讓學(xué)生學(xué)好這門課程是任課教師一直關(guān)注的問題。在信息科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的21世紀(jì)，教學(xué)不再完全是“黑板+粉筆+嘴巴”的傳統(tǒng)模式，多媒體技術(shù)輔助教學(xué)作為一種新的教學(xué)模式和手段已普遍地應(yīng)用于各科的教學(xué)領(lǐng)域。多媒體技術(shù)是一種趨于人性化的多維信息處理系統(tǒng)［1］，有非常強的表現(xiàn)力，可以讓“復(fù)雜問題簡單化、抽象問題形象化、微觀問題宏觀化、枯燥問題有趣化”。它能夠解決傳統(tǒng)教學(xué)過程中遇到的一些難點，即可以將抽象、微觀的問題通過二維或三維動畫和圖像進行模擬，用圖形、動畫和聲音等手段將豐富的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，全面地刺激學(xué)生的感官，使學(xué)生的注意力得到激發(fā)和保持，從而突破一些傳統(tǒng)教學(xué)中的難點，使學(xué)生能夠直觀地掌握重點和難點，達到教學(xué)的目的。在有機化學(xué)教學(xué)過程中，我們將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相結(jié)合取得了不錯的效果，下面就多媒體教學(xué)過程中我們的一些心得體會做一簡單闡述。

1 傳統(tǒng)有機化學(xué)教學(xué)方法的弊端

有機化學(xué)作為一門理論性很強的課程，包含了大量的定義、定理和化合物的命名和結(jié)構(gòu)式，這些內(nèi)容都很抽象，使得學(xué)生在聽課過程中會感覺枯燥乏味;而雜化理論、立體結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)歷程等知識點要求學(xué)生具有豐富的三維空間想象力。在有機化學(xué)教學(xué)過程中，主要有以下幾個問題比較突出。

（1）教學(xué)課時少、內(nèi)容多，學(xué)生普遍反映接受起來比較困難。我們現(xiàn)在使用的有機化學(xué)教材字?jǐn)?shù)大都在80萬字以上［2］，而許多專業(yè)的學(xué)時安排只有50個課時左右。而50個左右的學(xué)時一般很難完成教學(xué)任務(wù)，這也是每一位有機化學(xué)老師所面臨的困難之一。

（2）有機化學(xué)中化合物的種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)方程式和反應(yīng)機理較多，若單純地使用傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行講授，則會因板書費時費力，從而占據(jù)了大量的課堂教學(xué)時間，且效果也不直觀。

（3）有機化學(xué)教學(xué)過程中的重點和難點有碳原子的雜化方式、反應(yīng)機理以及立體結(jié)構(gòu)等。采用掛圖、模型等傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難透徹地將其連續(xù)性、遞變性和立體性表現(xiàn)出來，即使在黑板上畫圖，也是用平面結(jié)構(gòu)來表示分子的原子軌道和立體構(gòu)型，這樣不具備規(guī)范化的比例關(guān)系，且講授起來很困難。在對有機化合物淀粉、纖維素等大分子和高分子結(jié)構(gòu)的講授過程中，就更難很好地將其展示給學(xué)生，只能進行一些簡單的介紹。

（4）由于實驗教學(xué)條件和教學(xué)時數(shù)的限制，很多有機實驗學(xué)生不能親自操作，這就大大降低了學(xué)生的實踐動手能力培養(yǎng)。而采用口頭講解實驗的方式則很難使學(xué)生形成一定的感性認識。另外多數(shù)的有機化合物易燃、易爆、有毒且具有強腐蝕性，雖然教師在課堂上再三強調(diào)，仍不能引起學(xué)生的高度重視。

以上是傳統(tǒng)有機化學(xué)教學(xué)模式中普遍遇到的問題。而多媒體技術(shù)的引入可以在很大程度上彌補這些不足。多媒體技術(shù)，可以使教學(xué)過程更加直觀，使抽象問題形象化，復(fù)雜問題簡單化，可直觀、形象地反映出事物的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系，從而有效地突破傳統(tǒng)的教學(xué)難點，真正提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

2 多媒體技術(shù)在有機化學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢

（1）強化對分子結(jié)構(gòu)的理解。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)是有機化學(xué)教學(xué)中鮮明的教學(xué)主線，而學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)往往又是對結(jié)構(gòu)的理解不夠透徹。如分子軌道、分子結(jié)構(gòu)［3］、共軛體系等一直是有機化學(xué)結(jié)構(gòu)教學(xué)部分中的難點，學(xué)生往往難以掌握。而利用多媒體教學(xué)則可以使這些問題得到很好地解決。如在雜化軌道理論的講授過程中，我們采用自制的Flash 動畫來模擬演示 sp、sp2及 sp3［4－5］雜化類型的形成過程、雜化軌道的形狀、夾角及空間構(gòu)型等;分子結(jié)構(gòu)如烷烴、烯烴、炔烴、芳烴的結(jié)構(gòu)，σ鍵、π鍵、雙鍵、三鍵、苯的大 π鍵的形成等，也全部用Flash動畫來進行播放演示，這樣可以激發(fā)學(xué)生的興趣、同時也加深學(xué)生對結(jié)構(gòu)的理解，從而能夠更深刻地理解和掌握化合物的性質(zhì)，這樣可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（2）可以直觀地模擬空間立體結(jié)構(gòu)，展示立體構(gòu)型。大多數(shù)的有機化合物呈空間立體結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，授課教師只能在黑板上用平面結(jié)構(gòu)來表示分子的立體構(gòu)型，而無直觀的輔助教學(xué)手段。分子結(jié)構(gòu)模型雖然有助于學(xué)生發(fā)揮想象力，減少教師的講解難度，但模型的制作、使用和保存都會受到一定程度的限制，利用多媒體的三維圖形功能則可以輕而易舉地解決這些問題，且較傳統(tǒng)教學(xué)模式中的掛圖、模型更能體現(xiàn)真實情況［6］。如在講解對映異構(gòu)現(xiàn)象時，以2－氯丁烷為例，利用Chemsketch畫出它的3D結(jié)構(gòu)［7］，先將右旋體的結(jié)構(gòu)展示出來，然后將右旋體經(jīng)過鏡子投影得到與之對應(yīng)的左旋體，這樣可以使學(xué)生很容易理解右旋體和左旋體之間的實物與鏡像關(guān)系。然后用鼠標(biāo)移動其中一個異構(gòu)體，無論怎樣改變位置，兩者在空間中都不能完全重合，即實物（右旋體）與其鏡像（左旋體）是不能重合的一對物質(zhì)，從而導(dǎo)出了對映異構(gòu)體的概念，這樣學(xué)生會記憶深刻而且對其性質(zhì)很容易掌握。

（3）形象地模擬反應(yīng)歷程，把微觀的實驗現(xiàn)象宏觀化。所謂反應(yīng)機理是描述化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的過程和途徑。比如烯烴的親電加成反應(yīng)，鹵代烴的親核取代等反應(yīng)，反應(yīng)過程中所涉及到的分子軌道雜化類型的改變、共價鍵的斷裂和形成、電子云的變化以及原料、中間體和產(chǎn)物的空間立體構(gòu)型等都屬于微觀現(xiàn)象。傳統(tǒng)的教學(xué)模式只能通過反應(yīng)方程式來簡單地表示反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，無法用宏觀的實驗現(xiàn)象來描述反應(yīng)的途徑或過程。但計算機技術(shù)可以解決這一難題。通過計算機技術(shù)可以將原子放大，將化學(xué)反應(yīng)速度放慢，將反應(yīng)時間拉長，也可以形象地表示親核試劑與親電試劑的進攻以及碳正離子的形成，將抽象概念形象化、微觀現(xiàn)象宏觀化，把復(fù)雜的反應(yīng)過程模擬出來，使學(xué)生在頭腦中清晰地建立起看得見的“連續(xù)變化的”、“動”的過程，從而更加深刻地理解一些反應(yīng)的反應(yīng)機理。

（4）有利于對有機波譜的解析和掌握。目前，有機波譜分析發(fā)展極為迅速，作為有機化學(xué)課程的一部分內(nèi)容，在教學(xué)過程中使用多媒體教學(xué)，可以直觀地展現(xiàn)儀器構(gòu)造、分析方法和原理以及分析過程和實驗方法。例如在紅外光譜、質(zhì)譜和核磁共振等的教學(xué)中，教材上只給出了很少的簡單譜圖，不利于學(xué)生對譜圖的理解和解析。因此，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)來收集大量的譜圖，并結(jié)合理論進行講解、分析和聯(lián)系，從而避免了傳統(tǒng)教學(xué)模式中譜圖資源缺乏，只能空談的弊端。俗話說:“見多識廣、熟能生巧”，通過大量多次的練習(xí)，可以顯著地提高學(xué)生解析譜圖的能力。

（5）有利于展示實驗基本操作、模擬實驗過程。利用多媒體技術(shù)對有機化學(xué)實驗進行講解，既可以生動地展現(xiàn)實驗過程，還可以充實實驗內(nèi)容。充分利用校園網(wǎng)絡(luò)條件給學(xué)生提供自學(xué)材料，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。例如，我們制作了幾個典型的有機化學(xué)實驗的Flash動畫，并結(jié)合有機化學(xué)實驗多媒體課件，可以充分地向?qū)W生展示實驗基本操作、模擬實驗過程，從而加深學(xué)生對實驗現(xiàn)象和過程的理解和掌握。如實驗的基本操作、減壓蒸餾、回流、分水器的使用、常壓蒸餾，以及實驗儀器的組裝等，可以初步給學(xué)生一個感性的認識，使其在實驗操作過程中，能正確地安裝儀器設(shè)備，嫻熟地完成實驗操作。

（6）有利于課堂教學(xué)信息量和容量的增加，提高課堂教學(xué)效率。目前，大多數(shù)專業(yè)的有機化學(xué)課時較少，但知識總量卻處于激增狀態(tài)，與化學(xué)、化工有關(guān)的社會問題也在日益增加。由于教學(xué)計劃的限制，對有機化學(xué)的實際應(yīng)用很少有時間在課堂上提及和拓展。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，板書占據(jù)了較多的時間，導(dǎo)致很少有時間提及與有機化學(xué)相關(guān)的新進展，從而嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對新知識的汲取。多媒體教學(xué)可以很好地解決這一問題。在課件制作過程中，通過資料查閱，能將與專業(yè)有關(guān)的最新的研究成果以最快的速度有效地展現(xiàn)給學(xué)生，也可以將課件放在校園網(wǎng)上，供學(xué)生下載學(xué)習(xí)，使其可以在較短的時間內(nèi)接受一些前沿的知識。在有機化學(xué)發(fā)展史的講授過程中，利用多媒體技術(shù)將每一位主要貢獻者的像片及發(fā)明成果一起展現(xiàn)在屏幕上，避免了空洞的文字?jǐn)⑹觯荒苛巳?，便于學(xué)生們的了解和記憶。另外，我們在多媒體教學(xué)過程中還提供了一系列的化學(xué)網(wǎng)站，學(xué)生可以通過在線鏈接來豐富知識。而這些是傳統(tǒng)教學(xué)模式所不具備的。

3 多媒體技術(shù)在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（1）制作多媒體課件，解決教學(xué)難點。多媒體課件具有信息量大、簡單直觀、結(jié)構(gòu)清晰、視覺效果明顯等優(yōu)點。以PowerPoint為主體軟件，同時結(jié)合3D、PhotoShop、MAX、ChemWin、Flash 等軟件制作的有機化學(xué)多媒體課件，具有形象、直觀且易學(xué)、易用和易修改等特點。由于學(xué)生缺乏足夠的空間想像力，導(dǎo)致立體化學(xué)歷來是有機化學(xué)教學(xué)中的重點和難點，在教學(xué)過程中，總會出現(xiàn)教師難教、學(xué)生難學(xué)的尷尬局面。利用多媒體的三維圖形功能來講授立體化學(xué)，可以充分地展示分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生能夠很直觀地掌握這一難點，從而達到了教學(xué)目的。另外，利用多媒體課件在講解化學(xué)反應(yīng)時，可以直觀地闡述反應(yīng)機理，使抽象知識變得具體、直觀，便于學(xué)生理解，受到學(xué)生的廣泛歡迎。

（2）應(yīng)用多媒體課件，提高學(xué)生主體地位。相對于傳統(tǒng)教學(xué)模式，多媒體教學(xué)對教師的教學(xué)技巧提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。在教學(xué)過程中，若忽視學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，減少學(xué)生的參與程度，勢必將互動的教學(xué)過程演變成單邊的教授和灌輸，這樣的教學(xué)效果一定不理想。因此，在利用多媒體課件進行教授時，教師采用恰當(dāng)、多變的教學(xué)手段就顯得尤為重要。

首先，教師要具備較強的感染力和表現(xiàn)力。需要通過恰當(dāng)?shù)闹w動作以及準(zhǔn)確、豐富、幽默的語言來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。講課時，教師還要思路清晰、語調(diào)優(yōu)美、手勢得體，能夠?qū)⒅R多層次、多角度地展現(xiàn)給學(xué)生，同時引導(dǎo)學(xué)生主動思考，適當(dāng)活躍課堂氣氛，使學(xué)生能夠主動參與到教學(xué)活動中，變被動為主動，從而達到事半功倍的效果。其次，采用啟發(fā)式教學(xué)，來培養(yǎng)學(xué)生的主動思考能力。通過啟發(fā)式提問，充分調(diào)動學(xué)生的主動思維;通過課堂討論，使學(xué)生成為課堂教學(xué)的活躍主體;通過課后思考題的布置，使學(xué)生主動思考，加深對課堂知識的理解和掌握，達到理想的教學(xué)效果［8］。

（3）多媒體課件與傳統(tǒng)板書有機結(jié)合。通過多媒體計算機和大屏幕投影儀的使用，改變了黑板加粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)模式。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師需要花費大量的時間來板書，尤其當(dāng)板書的設(shè)計不盡合理或字體模糊時會嚴(yán)重影響教學(xué)效果。采用多媒體課件時，大屏幕顯示的文字清晰整潔，圖表數(shù)據(jù)規(guī)整，尤其加上色彩的搭配會呈現(xiàn)出很好的可視性。學(xué)生上課時只要認真聽課、積極地參與課堂討論即可，不用再埋頭做課堂筆記，重點的可以在課本上進行標(biāo)記。課后可以利用課件替代筆記來進行整理和復(fù)習(xí)，這樣學(xué)生可充分利用課堂上有限的時間，提高學(xué)習(xí)效率。

4 多媒體教學(xué)中應(yīng)注意的問題

通過在有機化學(xué)教學(xué)中引入多媒體技術(shù)，可以解決許多傳統(tǒng)教學(xué)模式中不能解決的問題，因此多媒體技術(shù)在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛。但是，在使用過程也出現(xiàn)了一些問題。

（1）在多媒體教學(xué)過程中，教師普遍講課速度快，單位時間內(nèi)講授內(nèi)容較多，學(xué)生一時難以接受。因此在上課時教師要適當(dāng)控制進度，留有足夠的時間給學(xué)生。就學(xué)生而言，必須做到課前預(yù)習(xí)，只有通過預(yù)習(xí)，上課時才能針對自己模糊的問題做到有的放矢。

（2）教師不注意及時地與學(xué)生交流。利用多媒體教學(xué)時，教師要適當(dāng)?shù)刈邉?，不能一直坐在計算機前，重點和難點一定要指出并需著重講解;通過適當(dāng)?shù)膸熒迎h(huán)節(jié)，來加強與學(xué)生的交流，避免“注入式”、“滿堂灌”的現(xiàn)象發(fā)生［9］。

（3）適當(dāng)?shù)陌鍟?。比如，一些有機合成過程需要經(jīng)過多步反應(yīng)才能完成，在講解時教師要一邊板書一邊講解，把每步反應(yīng)的實驗現(xiàn)象以及生成的產(chǎn)物一一指出，逐步引導(dǎo)學(xué)生得到最終結(jié)果。另外，教師在授課的過程中，應(yīng)適當(dāng)?shù)匕阎攸c用板書的形式體現(xiàn)在黑板上，這樣有利于學(xué)生積極地思考，同時給學(xué)生留有更加深刻的印象。

多媒體教學(xué)作為一種全新的現(xiàn)代化教學(xué)手段被引入到高等教育的有機化學(xué)教學(xué)體系中，豐富了有機化學(xué)的教學(xué)模式，同時增大了課堂的信息量，圖文并茂以及具有動畫效果的課堂更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高課堂的教學(xué)效率。但在應(yīng)用多媒體教學(xué)的過程中還需要進行不斷的改進和發(fā)展，要注意控制教學(xué)速度，及時關(guān)注學(xué)生的反應(yīng)，加強與學(xué)生的交流，充分發(fā)揮多媒體技術(shù)在有機化學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢，只有這樣才能獲得更好的教學(xué)效果。

［1］王順珍．談多媒體教學(xué)的優(yōu)越性和可行性［J］．太原師范專科學(xué)院學(xué)報，2002（2）:18-21．

［2］胡逢愷，李長江．多媒體應(yīng)用于有機化學(xué)教學(xué)的實踐和體會［J］．黃山學(xué)院學(xué)報，2002（6）:74-76．

［3］高鴻賓．有機化學(xué):第四版［M］．北京:高等教育出版社，1998，85-86．

［4］鄭小平．Flash6．0網(wǎng)頁設(shè)計實例精選［M］．北京:北京理工大學(xué)出版社，2001，25-187．

［5］王心良，蔣宗林，等．有機立體化學(xué)多媒體課件的設(shè)計制作及應(yīng)用［J］．大學(xué)化學(xué)，2004，19（5）:31-36．

［6］余呂敏．淺論有機化學(xué)中多媒體的作用［J］．化學(xué)教育，2004，9:35-37．

［7］胡小剛．結(jié)構(gòu)分子式繪制軟件ChemSketch4．0［J］．大學(xué)化學(xué)，2002，17（2）:35-36．

［8］于濤，饒火瑜，李發(fā)亮．構(gòu)筑高校化學(xué)課程自主學(xué)習(xí)陣地建設(shè)新型教育管理模式［J］．東華理工大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2009，28（2）:182-184．

［9］馮喜蘭，田孟魁，王愛榮．有機化學(xué)多媒體教學(xué)探析［J］．河南職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報:職業(yè)教育版，2003（2）:90-91．