熱分析實驗教學中多媒體技術的應用*

王　婷

(廣西民族大學化學化工學院，廣西　南寧　530007)

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熱分析實驗教學中多媒體技術的應用*

王婷

(廣西民族大學化學化工學院，廣西南寧530007)

熱分析實驗是高分子近代分析測試技術的一個重要組成部分，是高分子材料與工程本科專業(yè)必需了解和學習的技術，針對實驗教學過程中的某些不足，采用多媒體技術與傳統(tǒng)實驗教學相融合的方法，提高熱分析實驗教學效率，增強學生對熱分析儀的應用能力。

熱分析儀；實驗教學；教學錄像；三維動畫

熱分析技術已經(jīng)成為各種材料的研究開發(fā)、工藝優(yōu)化與質量監(jiān)控的重要手段，在化學化工領域得到了廣泛的應用[1]。目前，隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)在的企業(yè)已經(jīng)開始采用先進的熱分析儀器監(jiān)控自己產品的質量，提高自身的競爭力。因此，以培養(yǎng)應用型人才為導向的本科實驗教學必須將熱分析儀用于本科生的教學和學生實驗，使熱分析技術成為高分子材料與工程專業(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，學生很少有機會能夠自己動手學習，使得學習效果不夠理想[3]。在日常的教學過程中了解到，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，學生無法觀看到儀器的內部構造，學習興趣低，學生的實驗能力難以提高。我們在借鑒吸收先進教學方法的同時，根據(jù)我校高分子材料與工程專業(yè)熱分析實驗的教學情況，探索傳統(tǒng)實驗教學與現(xiàn)代多媒體技術相融合的途徑，提高熱分析實驗教學效率，增強學生對熱重分析儀的應用能力。

1　儀器分析實驗教學現(xiàn)狀

我校高分子材料與工程本科專業(yè)的現(xiàn)代儀器分析實驗一般是作為《高分子近代分析測試技術》課程的附屬實驗課程，分為理論課和實驗課兩個部分，實驗課程學時數(shù)較少。通常理論課是一個老師講授，實驗課是由負責儀器管理的實驗老師指導，實驗課一般在理論課程進行的中間或者末尾的時候開始進行。筆者在實驗教學過程中，通過與學生交談，對我校儀器分析實驗教學存在的問題做了幾點歸納：①理論部分與實驗部分脫節(jié)，由于學生在理論部分學習時沒有見過儀器，對儀器沒有感性認識，學過就忘，等到上實驗課時根本無法將儀器與理論聯(lián)系起來；②缺少動手實踐的機會，由于實驗教學學時數(shù)短，而且傳統(tǒng)的實驗教學過程需要大量的時間對儀器進行介紹，而熱分析實驗時間又長，導致學生沒有足夠的時間進行操作練習；③人數(shù)多，儀器分析實驗每組都是由10個左右學生組成，在實驗過程中，學生不能清楚的觀看到儀器的操作過程，學生的積極性下降，經(jīng)常有學生認為實驗過程枯燥無味。經(jīng)過在實驗教學過程中的探索，我們將一些多媒體技術方法融入到傳統(tǒng)的實驗教學過程，很好的解決了上述問題。

2　實驗教學過程中的多媒體技術

多媒體技術是把文字、圖像、視頻和聲音等承載信息的媒體集成在一起，并通過計算機進行綜合處理和控制的一種信息技術，具有良好的直觀性和形象性，是一種新型的現(xiàn)代教學方式，也是當今世界教育技術發(fā)展的趨勢[4-5]。我們根據(jù)我校的實際情況將一些多媒體技術有效的融入到了實驗教學過程，提高了教學效果。

2.1教學錄像的應用

由于儀器分析實驗課程一般都安排在理論課程結束后進行，實驗的順序是按照理論課程的進度進行，中間間隔的時間較長，學生對理論課程的記憶已經(jīng)模糊。因此，儀器分析實驗課需要學生在上實驗課之前進行預習，從實驗的原理及儀器操作方法，到實驗數(shù)據(jù)的處理。然而，熱分析實驗教學內容多且抽象，熱分析儀器學生聽都沒有聽說過，僅僅依靠教材上的講解難以做到深入了解，并且在時間有限的實驗教學過程中，教師也無法做到詳盡的講解，這樣就大大的降低了學生的積極性和對熱分析技術的應用能力。所以我們通過制作教學視頻來解決這一問題。

我們通過制作教學錄像，讓學生在理論課和實驗課之前就對儀器的教學過程有了詳細的了解。我們在熱分析儀在安裝調試之初，就對工程師安裝調試的過程及使用、維護的教授過程進行了詳盡的錄像。再根據(jù)實際的教學過程，通過剪輯、配音及解說等手段制得一個關于熱分析儀基本理論知識、儀器構造講解、操作演示、應用展示、數(shù)據(jù)處理及儀器操作規(guī)程講解的教學錄像。將該教學錄像放在測試中心網(wǎng)站上，理論課老師在授課之初就可以將該教學錄像介紹給學生，讓學生在學習對應課程之前就自行觀看學習，這樣學生就可以在理論課和實驗課之前就將儀器的原理、構造及操作搞清楚，上理論課和實驗課時更是事半功倍。

實驗課時老師就可以只是花少量時間通過提問的方式查看學生的對儀器的掌握情況，根據(jù)學生的情況做一些簡單的補充，而不必花大量的時間去介紹儀器，這樣就節(jié)約了寶貴的時間。從而使學生有更多的時間觀察儀器的測試過程，并且老師可以根據(jù)學生掌握的情況選取1～2名學生自己動手操作，從而調動學生的積極性，使學生能更好地掌握儀器的使用方法。通過該技術在實施過程中對學生的觀察發(fā)現(xiàn)，不僅節(jié)約了實驗時間，使實驗更加順利，學生的實驗熱情更是高漲。

在學生到實驗室學習儀器及實踐動手操作的過程中，我們也進行錄像，并且告訴學生最后的錄像會拷貝給學生自己，在課后自己觀察自己的學習的過程及操作的過程。當學生知道有錄像時，學生的自覺性會大大提高，更加認真。學生課后通過錄像找出自己的不足之處，繼續(xù)改進學習，并且也可以作為資料一直保存。相比傳統(tǒng)學過就忘的教學模式對學生繼續(xù)學習有更大的幫助。視頻會將學生及其團隊在實驗過程中的操作細節(jié)、做實驗的態(tài)度、動作是否規(guī)范等信息詳細的記錄下來，這些片段即是對學生的肯定，又能對其起到激勵的作用，并為后來的學生起到榜樣的作用，因此學生會更加努力，對學生的學習起到促進作用。

2.2三維動畫技術的應用

為了保護熱分析儀不受損害，在實際操作的過程中是不會向學生展示其內部結構，學生只能通過圖片進行了解。但是圖片是靜態(tài)的，實際儀器工作的過程是一個動態(tài)的過程，這樣就會使學生對儀器的內部結構及工作原理還是稀里糊涂。通過探索，我們在教學過程中引入三維動畫技術，很好的解決了這個問題。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軟件及用來展示儀器內部結構的三維動畫。三維動畫特效技術的不僅能展現(xiàn)熱分析儀的工作原理和狀態(tài)，而且可以實現(xiàn)實驗操作過程中沒有的視覺效果，結合虛擬現(xiàn)實三維動畫技術展示儀器內部結構，這樣既可以真實、生動地展現(xiàn)儀器的整體或局部，又可以不用對儀器進行拆卸。我們通過三維動畫的應用不僅有效地解決了教材中熱分析教學內容陳舊性的問題，而且?guī)椭鷮W生學習國內外關于熱分析儀器新的技術和方法。

2.3同步投影技術的應用

儀器設備有限、學生多和實驗場地小是高校實驗教學中都會存在的問題。儀器不足是每個高校都會面臨的難題，我校熱分析儀只有1臺，實驗儀器相對緊張，因此實驗只能分組進行，每個小組10人左右，并且每個小組僅有2個課時的實踐時間。傳統(tǒng)的熱分析儀器教學方式是教師先講，學生后做，教師在演示儀器操作時，學生只能圍在教師和儀器周圍，站著后面的學生受到角度及他人的遮擋要看見老師的操作很困難，難免會漏掉一些細節(jié)。通過探索，我們采用錄像投影的方法將老師和學生的操作過程和顯示器上的內容投放到墻壁或者大屏幕上，讓更多的學生能更清晰的看到實驗操作的過程。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，相對來說還是太小，很多學生反應看不到具體的操作過程，學習的積極性很低，覺得跟自己沒有關系，形成了厭學的情緒。我們將顯示器的內容通過投影儀放大到墻壁或者幕布上。通過這樣的一個方式解決了上述難題，學生反饋這樣的改進效果良好。

3　結　語

儀器分析實驗教學的多媒體化是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然趨勢，熱分析實驗教學的工作，讓我深刻認識到只有通過教學改革，探索新的教學方法和技術，從而使教學課程更加符合教育教學規(guī)律，適應時代的發(fā)展，提高了教學質量及教學效果，激發(fā)了學生的學習熱情，增強了其動手能力，培養(yǎng)更加符合社會發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才。

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

[2]楊小秋.現(xiàn)代儀器分析實驗教學現(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驗中的應用探索[J].廣州化工,2013,41(15):283-284.

[4]胡萬群,邵偉.儀器分析實驗多媒體教學軟件的研制[J].大學化學,2014,29(2):29-33.

[5]劉路,張昀.虛擬動畫在藥學專業(yè)儀器分析實驗教學中的應用[J].時代教育,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

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

王婷(1987-)，女，實驗員，從事儀器管理及實驗教學工作。

O6-31

A

1001-9677(2016)07-0172-02