智能手持終端在化學實驗教學中的應用

馬麗華 段文猛 陳秀麗 劉瑩

摘 要：文章針對如何引導學生在化學實驗教學中合理使用智能手持終端的問題，根據在校大學生智能手持終端的軟件和硬件配置情況，分析出適合智能手持終端在化學實驗教學中的相關使用場景，并進行了教學實踐，從而使智能手持終端成為化學實驗教學的學習利器。

關鍵詞：化學實驗；化學實驗課；實驗課堂教學；智能手持終端；數(shù)據處理軟件

中圖分類號：G434 文獻標志碼： B 文章編號：1673-8454（2018）18-0067-03

化學是一門以實驗為基礎的學科。學生在學習化學知識時，須經常做實驗來加深知識理解和提高動手做實驗能力，所以實驗課的學習好壞對學生掌握知識、就業(yè)及將來在化學方面的發(fā)展具有重要意義。

目前學生幾乎人人都有智能手持終端，比如智能手機、平板電腦等等[1]。由于自律較差，有學生甚至做化學實驗時利用智能手持終端娛樂，極大地降低了學習效率[2]。因此教導學生合理使用智能手持終端是一個值得探討的話題。

對于學生長期花大量時間使用智能手持終端，教師不應該強行禁止學生使用智能手持終端，以免讓他們產生抵觸情緒，影響學習和生活[3][4]，而要適當引導學生合理使用智能手持終端。本文就學生在大量時間使用智能手持終端這個現(xiàn)象的原因及如何引導學生在化學實驗教學中合理使用智能手持終端展開探討。

一、學生濫用智能手持終端現(xiàn)象分析及對策

當前，智能手持終端，尤其是智能手機已經迅速普及。很多學生在經濟條件許可的情況下，利用手機接入網絡進行長時間娛樂，玩游戲、看視頻、利用社交軟件聊天等等。甚至在上課學習期間，如果對授課內容不感興趣，或者控制不了自己，也會利用手機娛樂，從而荒廢學習。

造成這個現(xiàn)象的原因主要有兩點：學生不夠自律，即沒有管好自己；教師授課內容枯燥，學生對學習不感興趣。

學生不夠自律，這就要從學生自身做起，主要從以下幾方面來教育學生合理分配課余時間使用智能手持終端：①通過多種渠道教育，讓學生樹立遠大的目標，花更多時間在學業(yè)上，從而減少利用智能手持終端娛樂時間；②從醫(yī)學角度向學生說明，長時間操作智能手持終端會傷害眼睛；③讓學生建立危機感，告訴他們將來社會競爭很激烈，多花時間在正當?shù)膶W習和興趣愛好上等等。

對于教師而言，教師授課內容如果枯燥乏味，照本宣科，的確容易導致學生在課堂上厭學。由于學生受到考勤等其它因素的限制，他們無法離開教室或實驗室，于是就利用隨時攜帶的智能手持終端娛樂。所以教師應該改變傳統(tǒng)的教學方法，充分利用多媒體手段和改變教學方式吸引學生花更多精力在學業(yè)上，引導學生在學習中合理使用智能手持終端來提高教學效率。

二、用智能手持終端訪問教學資源

化學實驗教學不同于其它學科，它的教學過程包括課前預習、課中實驗、課后數(shù)據處理及實驗結果分析及拓展等等，以提高學生動手和動腦能力為目的以及解決實時遇到問題的能力。

由于實驗課的特點，必須教師少講，學生多做。如果教師授課時間太長，則學生動手做實驗時間過短，就失去了開設實驗課的意義。這就要求學生課前必須做好相關預習，達到動手做實驗的基本要求。比如，實驗原理的預習、實驗儀器的使用預習、數(shù)據處理的預習及分析實驗結果的相關要求預習等等。

為了方便學生學習及資源共享，很多高校搭建了教學網站，并且在網站上提供了很多教學資源：比如，教學課件、教學視頻等等，但是通過調查發(fā)現(xiàn)這些學習資源的利用率不高，原因是訪問這些資源需要能上網的計算機。目前大部分高校學生都配有筆記本電腦或臺式機，但是由于這些計算機比較笨重，不易攜帶，所以學生不會帶去圖書館或教室去學習，這樣就導致了學校網站上提供的教學資源訪問率低，造成了這些軟件和硬件資源的浪費。

目前智能手持終端都具有較強的硬件和軟件配置，除了通信、娛樂等功能以外，利用它們也可以瀏覽網頁、計算、信息分享及多媒體等功能，實際上它們就是一臺超便攜迷你計算機。很多軟件廠商開發(fā)了App應用程序來提升智能手持終端的功能，比如，文檔和電子表格處理軟件WPS、Matlab及Mathematica等數(shù)據處理軟件也推出了智能手持終端版，如圖1-3。有了這些軟件資源后，學生在有網絡的地方可以利用智能手持終端直接訪問這些教學資源。但是這些教學資源被智能手持終端瀏覽后，發(fā)現(xiàn)它們在智能手持終端上顯示效果并不好，比如字體偏小、網頁不能完全顯示等等。

究其原因是這些資源大部分是針對計算機端瀏覽器的，需要對這些教學資源的前端程序進行修改來同時適合智能手持終端和計算機瀏覽器。適合智能手持終端和計算機瀏覽器的前端程序有很多，比如Bootstrap、AmazeUI、Element UI等等，效果如圖4、5。通過修改這些教學資源的前端程序，學生可以在有網絡的環(huán)境中利用智能手持終端方便地瀏覽教學資源，提高了設備的利用率，為即將到來的授課做好課前準備。

圖4、5分別為計算機端和智能手持終端的瀏覽情況對比。

三、利用智能手持終端訪問化學實驗教學資源，提高學習效率

1.利用智能手持終端做好課前準備

同其它所有實驗課一樣，學生在上化學實驗課之前應該做好預習準備工作?，F(xiàn)在很多高校為了方便學生學習，提供了網絡學習資源，比如學習視頻、預習題庫、PPT、微課視頻等等，學生可以訪問這些學習資源[5][6]。由于智能手持終端體積小，學生幾乎都攜帶在身上，借助網絡可以輕松訪問這些學習資源。比如，學生可以通過智能手持終端訪問化學實驗課預習系統(tǒng)，提前學習儀器的使用技巧、產物合成路線或實驗原理等等。除此之外，學生可以通過社交軟件與教師和同學聯(lián)系，咨詢和分享學習方面的信息[7-9]；或者學生根據要求在線提交實驗預習報告等等。

通過課前預習，學生已經獲得較多的實驗課堂知識，教師可以減少授課時間，留下大量寶貴的課堂時間給學生，讓他們自己去完成實驗內容，從而提高了自學能力。對于教師而言，教師同樣可以利用智能手持終端訪問學習資源后臺，隨時發(fā)布學習信息和檢查、關注學生預習情況，并通過社交軟件提醒學生做好預習及相關事項，并根據學生預習情況打分。通過智能手持終端和網絡，教師和學生達成了實驗課前的默契，為即將到來的化學實驗課的教學作好了準備。圖6為師生利用手機教學模型。

2.利用智能手持終端提高課堂教學效率

化學實驗課的課堂教學包括教師授課、演示及學生做實驗等階段。由于學生已經在課前做好預習，教師可以根據課堂上學生對授課的反應和預習情況適當增加或減少授課內容，比如教師可以多講儀器的使用，少講實驗原理；也可以多講實驗安全注意事項或實驗課在工業(yè)生產中的應用等等。由于學生預習的較好，所以能很快自主地完成課堂實驗教學內容。教師在課堂上可以利用智能手持終端在后臺隨時機動地發(fā)布信息[10]，比如課堂習題，要求學生實驗完畢后用智能終端提交答案；根據學生的不同表現(xiàn)，因勢利導地針對每個人提出更多更高的要求，比如根據產物，再進行新的產物合成；或者改變工藝手段，提高產率；或者對學習分析化學實驗的學生，鼓勵學生課前編程，用來處理課堂的實驗數(shù)據；學生幾個人組團，應用正交方法，重新規(guī)劃合成路線等等。教師可以不提供任何信息，鼓勵學生自主利用智能終端查詢相關信息。

不同于其它實驗課，化學實驗需要根據實驗進度和反應現(xiàn)象來控制實驗進行。學生初次做實驗時可能畏懼，或者不懂實驗的流程，在實驗課堂上手忙腳亂，甚至出現(xiàn)事故。教師此時鼓勵學生可以利用智能手持終端觀看儀器組合和反應平臺搭建視頻，或者觀看教師示范操作儀器實驗視頻，觀看整個實驗進度視頻等等。初期學生通過模仿做實驗，后來自主地完成實驗，通過智能手持終端這個多媒體載體幫助，完成實驗課的學習。通過這些輔助方法，讓學生操作由模仿到自主，由生疏到熟練，提高了學習效率，減少對化學實驗的恐懼。

對于較復雜和危險性較大的實驗，教師可以通過社交軟件建立課堂授課群，實時向學生提醒實驗步驟和方法、注意事項、進度掌握等等。

在以前的實驗課教學中，學生主要用筆記錄課堂上的教學信息，費時費力?，F(xiàn)在學生在上課期間可以用智能終端拍攝課件照片和錄制教師授課錄像，在實驗課堂中多次回放這些多媒體資料，并通過社交軟件和其它學生分享這些多媒體資料，共同提高效率。

教師也可以根據學生課堂表現(xiàn)，隨時利用智能手持終端通過學生成績管理后臺打出課堂表現(xiàn)成績，體現(xiàn)公平性[11]。或者通過教學管理軟件發(fā)現(xiàn)并記錄學生做實驗時哪些細節(jié)不足、哪些地方表現(xiàn)良好，做到因材施教、因人施教，靈活處理教學中的細節(jié)。通過手持智能終端，教師隨時記錄教學中的學生表現(xiàn)細節(jié)，改變教學內容，提出合理的教改意見，形成合理和高效率的教學模式。學生緊張高效地利用手持智能終端查詢信息、共享信息、處理實驗數(shù)據，很少再有人利用智能終端在課堂上娛樂。

3.利用智能手持終端提高實驗課后的教學效率

學生做完實驗后，課后應該著手寫實驗報告，處理實驗數(shù)據等等。如果借助筆記本電腦，當然效率更高，只是它不便于攜帶。由于手持智能終端目前具有很高的硬件和軟件配置以及豐富的軟件資源，同樣可以高效地處理數(shù)據，比如智能終端版電子表格軟件WPS、數(shù)據處理軟件Matlab、Mathematica等等，具有智能化數(shù)據計算和作圖能力[12]，為學生處理數(shù)據提供了便利，也可以利用智能終端在線提交實驗報告等等。當然教師也可以通過成績后臺或社交軟件提醒學生注意事項及完成實驗報告等等。

四、總結

通過以上分析可以看出，只要教師引導學生合理使用智能手持終端，學生濫用智能手持終端的現(xiàn)象可以得到控制。教師利用智能手持終端具有強大的硬件和軟件配置和具有同電腦相同的計算、多媒體、瀏覽網頁等等功能，鼓勵學生在教學環(huán)境中廣泛和正確地使用智能手持終端提高學習效率，從而減少了利用智能手持終端娛樂時間。智能手持終端不僅在化學實驗教學中可以大量使用，在其它科目學習中也可以廣泛使用，來提高教學效率。

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（編輯：李曉萍）