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計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用探究
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,商業(yè)化的分子模擬計(jì)算程序包被越來(lái)越多的化學(xué)工作者用作探究化學(xué)問(wèn)題的重要手段之一,因其處理化學(xué)問(wèn)題的準(zhǔn)確性和可預(yù)測(cè)性而被廣泛接受。近年來(lái)相關(guān)輔助軟件的開(kāi)發(fā),使分子模擬程序包的操作過(guò)程變得簡(jiǎn)便快捷。
摘要:本文論述了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課教學(xué)中的必要性和優(yōu)越性,介紹了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用,并指出了應(yīng)注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 應(yīng)用化學(xué)專業(yè)
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及和發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)已深人到各個(gè)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)也成為當(dāng)今教育科學(xué)及教學(xué)手段的重要組成部分,具有教學(xué)與輔助雙重功能,為教學(xué)研究與改革注入了新的活力。它的發(fā)展和應(yīng)用,是教育領(lǐng)域的一次信息改革,也是信息社會(huì)對(duì)教育的挑戰(zhàn)和要求。實(shí)踐證明,計(jì)算機(jī)輔助教育在推動(dòng)教育改革中的作用是顯著的,代表一種教學(xué)思想和教學(xué)方式。因此,我們必須正視計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的中應(yīng)用。
1. 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的必要性
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是在傳統(tǒng)的化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的集基本知識(shí)、基本理論、基本技能與工程技術(shù)于一體的應(yīng)用型專業(yè),理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)上文獻(xiàn)檢索、處理化工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)的確定、非線性方程的求解、化工圖樣的繪制、化工論文的編輯、化工信息的多媒體發(fā)布以及一些常用化學(xué)化工軟件如CAD、ORIGIN、MATLAB、ASPEN使用等方面的問(wèn)題。而現(xiàn)階段應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)計(jì)劃表中,與計(jì)算機(jī)有關(guān)課程一般有《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》、《微機(jī)化工應(yīng)用》等,存在課時(shí)少、課程內(nèi)容廣而雜;同時(shí)因?yàn)橛布?學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐的機(jī)會(huì)少,學(xué)生很難通過(guò)上述兩門課程的學(xué)習(xí)解決實(shí)踐過(guò)程中遇到的與計(jì)算機(jī)有關(guān)的問(wèn)題。而計(jì)算已成為化學(xué)化工生產(chǎn)中不可缺少的工具,作為一名傳授知識(shí)的高校教師,努力將這一現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用于教學(xué),培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的化學(xué)化工技術(shù)人才,責(zé)無(wú)旁貸。因此,我們要積極提倡在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中開(kāi)展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。
2. 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有些課程具有抽象、對(duì)數(shù)學(xué)要求比較高等特點(diǎn),學(xué)生學(xué)起來(lái)存在一定的困難。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能幫助專業(yè)教師解決用其它方式不易解決的抽象繁雜的問(wèn)題,提高課堂效率和教學(xué)效果。例如,在化工原理,分離工程等理論課的教學(xué)中,數(shù)學(xué)推理、化工計(jì)算以及作圖求解等數(shù)學(xué)物理方法應(yīng)用很多,教學(xué)中處理不當(dāng)就容易把化學(xué)課變成數(shù)學(xué)課,學(xué)生看到滿黑板的數(shù)學(xué)公式也容易產(chǎn)生煩躁情緒,分散注意力。利用MATLAB語(yǔ)言,微分、積分甚至數(shù)學(xué)推導(dǎo)和作圖都變得易如反掌,數(shù)學(xué)問(wèn)題變得非常簡(jiǎn)明,老師就可著重講解化工過(guò)程的計(jì)算原理和方法了。又如,在化工機(jī)械與設(shè)備教學(xué)中,學(xué)生很難建立立體感,這樣就造成一部分學(xué)生不會(huì)識(shí)圖與繪圖。利用計(jì)算機(jī)BASIC語(yǔ)言,以一定的程序把三視圖顯現(xiàn)在屏幕上,再把三視圖回原為立體圖,這樣可以大大幫助學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)飛躍到理性認(rèn)識(shí),從而建立了立體感,為識(shí)圖與繪圖莫定了良好的基礎(chǔ)。這樣,教師就可增加了課堂教學(xué)密度,把多出的時(shí)間留給學(xué)生,做到當(dāng)堂操練、當(dāng)堂消化、當(dāng)堂鞏固、并且能達(dá)到拋磚引玉的效果,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,多渠道地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí),以適應(yīng)更高的化工生產(chǎn)及管理的需要。
3. 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的實(shí)踐
3.1 在基礎(chǔ)化學(xué)理論課教學(xué)中的應(yīng)用
在基礎(chǔ)化學(xué)理論課中有許多內(nèi)容是研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、性能和變化,如有機(jī)化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)等,這些內(nèi)容抽象、枯燥,學(xué)生較難掌握,教師講授時(shí)也難以描述。傳統(tǒng)的教學(xué)方法中一般是借助于模型教具幫助學(xué)生理解,但模型也是靜態(tài)的構(gòu)型,不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)體現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中,用動(dòng)畫來(lái)模擬物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程,不但可以幫助學(xué)生理解復(fù)雜的化學(xué)微觀概念,而且可幫助學(xué)生解決可視化理解和記憶動(dòng)態(tài)化學(xué)過(guò)程中所遇到的困難。
3.2 在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。但在實(shí)際教學(xué)中常因大型儀器或昂貴藥品的缺乏,或?qū)嶒?yàn)中存在有毒、有害物質(zhì)等原因,使得許多重要實(shí)驗(yàn)無(wú)法正常開(kāi)設(shè)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課可以解決上述問(wèn)題。學(xué)生在模擬軟件上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),操作錯(cuò)誤時(shí),系統(tǒng)會(huì)提示警告或扣分,以引起學(xué)生的重視,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神同時(shí)保證了教學(xué)效果。
3.3 在數(shù)據(jù)處理教學(xué)中的應(yīng)用
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。在開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)處理課程時(shí),在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件中增加程序框圖以提高學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理的認(rèn)識(shí),進(jìn)一步在練習(xí)中讓學(xué)生自主編寫程序,對(duì)于提高學(xué)生的邏輯思維能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平及教學(xué)質(zhì)量均會(huì)起到事半功倍的作用。如在分析化學(xué)中讓學(xué)生編程繪制多元弱酸分步電離pH-C圖,在化工原理實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生自編程序繪制精餾實(shí)驗(yàn)的M-T圖等。
3.4 在專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用
專業(yè)實(shí)習(xí)是輔助專業(yè)課學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前各工廠出于生產(chǎn)的安全、管理和經(jīng)濟(jì)等方面的原因,并不歡迎學(xué)生到工廠實(shí)習(xí)。學(xué)生即使到了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),除了感受到現(xiàn)代化生產(chǎn)的氣氛外,難以了解生產(chǎn)工藝流程的組織原則、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理、工藝條件的控制手段等更深入的內(nèi)容,學(xué)生自己動(dòng)手操作更是不可能的事。因此,下廠實(shí)習(xí)效果勢(shì)必大打折扣,有時(shí)甚至?xí)饔谛问健ｉ_(kāi)發(fā)仿真模擬實(shí)習(xí)系統(tǒng),將其應(yīng)用于工科院校學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)也許是解決當(dāng)前下廠實(shí)習(xí)困難的最經(jīng)濟(jì)有效的方案。仿真模擬實(shí)習(xí)系統(tǒng)采用聲音、圖片、動(dòng)畫及錄像等將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)生動(dòng)、真實(shí)地展現(xiàn)在學(xué)生面前。通過(guò)對(duì)流程的深入剖析,利用二維和三維動(dòng)畫形象地描繪出設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物料流動(dòng)狀態(tài)及作用原理。學(xué)生可以在屏幕前進(jìn)行開(kāi)車、停車、模擬運(yùn)行及改變?cè)O(shè)備運(yùn)行條件等一系列操作,甚至可以制造事故運(yùn)行狀態(tài)學(xué)著自行排除故障。仿真模擬實(shí)習(xí)系統(tǒng)雖不能完全代替現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí),但作為一種重要的輔助手段也能比較接近教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),對(duì)于培養(yǎng)技術(shù)型人才有明顯的作用。
3.5 在工藝設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用
工藝設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完部分或全部專業(yè)課程后進(jìn)行的實(shí)踐性、綜合性相當(dāng)強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié),主要包含單元操作設(shè)備的設(shè)計(jì)和流程設(shè)計(jì)。在常規(guī)教學(xué)模式中,存在理論與實(shí)踐的脫節(jié)及學(xué)生由于設(shè)計(jì)條件不同,運(yùn)算量很大,容易出錯(cuò)等問(wèn)題。在這種條件下,要求教師進(jìn)行一對(duì)一的教學(xué)是不可能的。從而使教師很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中的每個(gè)錯(cuò)誤及準(zhǔn)確校核學(xué)生的設(shè)計(jì)結(jié)果,于是造成設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生亂編數(shù)據(jù)現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和教學(xué)效果。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的應(yīng)用,很好地解決了這些問(wèn)題。在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí),通過(guò)學(xué)習(xí)、測(cè)驗(yàn)階段,進(jìn)入設(shè)計(jì)階段,在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,數(shù)據(jù)處理通過(guò)計(jì)算機(jī)程序完成,減少了繁雜的計(jì)算過(guò)程,保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的同時(shí),保證了教學(xué)效果,剎住了不求實(shí)的治學(xué)作風(fēng)。
4 .計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題
4.1 理解計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中的內(nèi)涵
很多教師在教學(xué)過(guò)程中都有這樣的思維定勢(shì):使用計(jì)算機(jī)或者多媒體教學(xué)就是所謂的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。他們只是簡(jiǎn)單的把原來(lái)需要板書(shū)的內(nèi)容,制成多媒體課件;用的軟件也比較單一,如PowerPoint或者AuthorWare等。其實(shí),在應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)中,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)包含的內(nèi)容非常廣泛,包括多媒體課件的制作、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的使用、各種化工軟件的應(yīng)用等。當(dāng)然,這對(duì)任課老師提出了很高的要求。要強(qiáng)化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),當(dāng)務(wù)之急,就是要在教師中普及計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的知識(shí),提高計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)水平,增強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)意識(shí),使他們自覺(jué)地成為推動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)工作的鼓動(dòng)者和實(shí)施者。
4.2 處理好“主導(dǎo)”與“輔助”的關(guān)系
教師在教學(xué)中主導(dǎo)地位不能被計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式所取代,計(jì)算機(jī)“輔助”教學(xué)不能變?yōu)橛?jì)算機(jī)“替代”教學(xué)。它作為教學(xué)的一種手段,只能起輔助教學(xué)的作用,不能完全代替教師的教,更不能代替學(xué)生的學(xué)。它雖然可以不受時(shí)間和空間的限制,將講課內(nèi)容呈現(xiàn)在學(xué)生面前,收到原來(lái)的教學(xué)方式所不能達(dá)到的教學(xué)效果。但教學(xué)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的雙邊活動(dòng)過(guò)程,是教師“教”和學(xué)生“學(xué)”相結(jié)合的活動(dòng),只有在師生共同參與下才能實(shí)現(xiàn),計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)只能在師生交互的某些方面起到促進(jìn)作用。
4.3 處理好“仿真”與“現(xiàn)實(shí)”的關(guān)系
現(xiàn)在很多高校都有仿真控制軟件,學(xué)生可以在學(xué)校利用仿真系統(tǒng)學(xué)習(xí)各種實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)技能。但有的教師利用計(jì)算機(jī)“仿真”的特點(diǎn),即使是常規(guī)實(shí)驗(yàn),也用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)成了看實(shí)驗(yàn),被動(dòng)地接受實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這就不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。有些實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅可通過(guò)顏色和狀態(tài)的變化來(lái)觀察某一化學(xué)反應(yīng),而且還可以通過(guò)嗅覺(jué)進(jìn)行辨別判斷。如果用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn).學(xué)生只能看到顏色和狀態(tài)的變化,無(wú)法嗅到反應(yīng)時(shí)發(fā)出的氣味,這就很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。再次,在“仿真”系統(tǒng)下沒(méi)有危險(xiǎn),也就沒(méi)有了一種對(duì)失誤的擔(dān)心,這樣會(huì)造成學(xué)生責(zé)任心的缺失,認(rèn)為即使錯(cuò)了也無(wú)所謂這樣一種完全錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。那么我們老師在應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中就應(yīng)該強(qiáng)調(diào)“仿真”不是“現(xiàn)實(shí)”,它只是對(duì)“現(xiàn)實(shí)”的一種模擬,不能與“現(xiàn)實(shí)”等同,要建立更為強(qiáng)烈的責(zé)任心。
參考文獻(xiàn)：
[1] 武文良,李宗明,夏毅.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)研究[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,10:94～96.
[2] 楊糠,浦偉光,隋志軍.計(jì)算機(jī)在化工中的應(yīng)用與進(jìn)展[J].化學(xué)世界,2009,9:697.
[3] 蔣曉改,袁軍偉.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施[J].價(jià)值工程,2009,12:106～108.
[4] 呂樹(shù)祥,呂桂明.化工仿真輔助實(shí)習(xí)軟件開(kāi)發(fā)及教學(xué)應(yīng)用[J].中國(guó)輕工教育,2008,3:60～61.
[5] 孫美新.探索開(kāi)發(fā)化工計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的模式[J].遼寧教育學(xué)院學(xué)報(bào),2002,4:60～61.
[6] 馬至成,黃大鏗.多媒體教學(xué)軟件在化工專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].化工高等教育,2004,1:35～36.
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