多媒体技术在有机化学教学中的应用探讨

仝小兰， 林海禄， 刘 芬

（东华理工大学，江西抚州 344000）

有机化学是高等院校化学化工、材料、环境、生物等专业的主要基础课程。如何让学生学好这门课程是任课教师一直关注的问题。在信息科学技术高速发展的21世纪，教学不再完全是“黑板+粉笔+嘴巴”的传统模式，多媒体技术辅助教学作为一种新的教学模式和手段已普遍地应用于各科的教学领域。多媒体技术是一种趋于人性化的多维信息处理系统［1］，有非常强的表现力，可以让“复杂问题简单化、抽象问题形象化、微观问题宏观化、枯燥问题有趣化”。它能够解决传统教学过程中遇到的一些难点，即可以将抽象、微观的问题通过二维或三维动画和图像进行模拟，用图形、动画和声音等手段将丰富的教学内容呈现给学生，全面地刺激学生的感官，使学生的注意力得到激发和保持，从而突破一些传统教学中的难点，使学生能够直观地掌握重点和难点，达到教学的目的。在有机化学教学过程中，我们将多媒体技术与传统的教学方法相结合取得了不错的效果，下面就多媒体教学过程中我们的一些心得体会做一简单阐述。

1 传统有机化学教学方法的弊端

有机化学作为一门理论性很强的课程，包含了大量的定义、定理和化合物的命名和结构式，这些内容都很抽象，使得学生在听课过程中会感觉枯燥乏味;而杂化理论、立体结构以及反应历程等知识点要求学生具有丰富的三维空间想象力。在有机化学教学过程中，主要有以下几个问题比较突出。

（1）教学课时少、内容多，学生普遍反映接受起来比较困难。我们现在使用的有机化学教材字数大都在80万字以上［2］，而许多专业的学时安排只有50个课时左右。而50个左右的学时一般很难完成教学任务，这也是每一位有机化学老师所面临的困难之一。

（2）有机化学中化合物的种类繁多、结构复杂，反应方程式和反应机理较多，若单纯地使用传统的教学模式进行讲授，则会因板书费时费力，从而占据了大量的课堂教学时间，且效果也不直观。

（3）有机化学教学过程中的重点和难点有碳原子的杂化方式、反应机理以及立体结构等。采用挂图、模型等传统的教学手段很难透彻地将其连续性、递变性和立体性表现出来，即使在黑板上画图，也是用平面结构来表示分子的原子轨道和立体构型，这样不具备规范化的比例关系，且讲授起来很困难。在对有机化合物淀粉、纤维素等大分子和高分子结构的讲授过程中，就更难很好地将其展示给学生，只能进行一些简单的介绍。

（4）由于实验教学条件和教学时数的限制，很多有机实验学生不能亲自操作，这就大大降低了学生的实践动手能力培养。而采用口头讲解实验的方式则很难使学生形成一定的感性认识。另外多数的有机化合物易燃、易爆、有毒且具有强腐蚀性，虽然教师在课堂上再三强调，仍不能引起学生的高度重视。

以上是传统有机化学教学模式中普遍遇到的问题。而多媒体技术的引入可以在很大程度上弥补这些不足。多媒体技术，可以使教学过程更加直观，使抽象问题形象化，复杂问题简单化，可直观、形象地反映出事物的本质及内在联系，从而有效地突破传统的教学难点，真正提高课堂教学质量。

2 多媒体技术在有机化学教学中的优势

（1）强化对分子结构的理解。结构决定性质是有机化学教学中鲜明的教学主线，而学生学习的薄弱环节往往又是对结构的理解不够透彻。如分子轨道、分子结构［3］、共轭体系等一直是有机化学结构教学部分中的难点，学生往往难以掌握。而利用多媒体教学则可以使这些问题得到很好地解决。如在杂化轨道理论的讲授过程中，我们采用自制的Flash 动画来模拟演示 sp、sp2及 sp3［4－5］杂化类型的形成过程、杂化轨道的形状、夹角及空间构型等;分子结构如烷烃、烯烃、炔烃、芳烃的结构，σ键、π键、双键、三键、苯的大 π键的形成等，也全部用Flash动画来进行播放演示，这样可以激发学生的兴趣、同时也加深学生对结构的理解，从而能够更深刻地理解和掌握化合物的性质，这样可以激发学生的求知欲，调动学生学习的积极性。

（2）可以直观地模拟空间立体结构，展示立体构型。大多数的有机化合物呈空间立体结构，在传统的教学模式中，授课教师只能在黑板上用平面结构来表示分子的立体构型，而无直观的辅助教学手段。分子结构模型虽然有助于学生发挥想象力，减少教师的讲解难度，但模型的制作、使用和保存都会受到一定程度的限制，利用多媒体的三维图形功能则可以轻而易举地解决这些问题，且较传统教学模式中的挂图、模型更能体现真实情况［6］。如在讲解对映异构现象时，以2－氯丁烷为例，利用Chemsketch画出它的3D结构［7］，先将右旋体的结构展示出来，然后将右旋体经过镜子投影得到与之对应的左旋体，这样可以使学生很容易理解右旋体和左旋体之间的实物与镜像关系。然后用鼠标移动其中一个异构体，无论怎样改变位置，两者在空间中都不能完全重合，即实物（右旋体）与其镜像（左旋体）是不能重合的一对物质，从而导出了对映异构体的概念，这样学生会记忆深刻而且对其性质很容易掌握。

（3）形象地模拟反应历程，把微观的实验现象宏观化。所谓反应机理是描述化学反应所经历的过程和途径。比如烯烃的亲电加成反应，卤代烃的亲核取代等反应，反应过程中所涉及到的分子轨道杂化类型的改变、共价键的断裂和形成、电子云的变化以及原料、中间体和产物的空间立体构型等都属于微观现象。传统的教学模式只能通过反应方程式来简单地表示反应的始态和终态，无法用宏观的实验现象来描述反应的途径或过程。但计算机技术可以解决这一难题。通过计算机技术可以将原子放大，将化学反应速度放慢，将反应时间拉长，也可以形象地表示亲核试剂与亲电试剂的进攻以及碳正离子的形成，将抽象概念形象化、微观现象宏观化，把复杂的反应过程模拟出来，使学生在头脑中清晰地建立起看得见的“连续变化的”、“动”的过程，从而更加深刻地理解一些反应的反应机理。

（4）有利于对有机波谱的解析和掌握。目前，有机波谱分析发展极为迅速，作为有机化学课程的一部分内容，在教学过程中使用多媒体教学，可以直观地展现仪器构造、分析方法和原理以及分析过程和实验方法。例如在红外光谱、质谱和核磁共振等的教学中，教材上只给出了很少的简单谱图，不利于学生对谱图的理解和解析。因此，教师可以通过网络来收集大量的谱图，并结合理论进行讲解、分析和联系，从而避免了传统教学模式中谱图资源缺乏，只能空谈的弊端。俗话说:“见多识广、熟能生巧”，通过大量多次的练习，可以显著地提高学生解析谱图的能力。

（5）有利于展示实验基本操作、模拟实验过程。利用多媒体技术对有机化学实验进行讲解，既可以生动地展现实验过程，还可以充实实验内容。充分利用校园网络条件给学生提供自学材料，有利于培养学生的学习能力和提高学生的学习质量。例如，我们制作了几个典型的有机化学实验的Flash动画，并结合有机化学实验多媒体课件，可以充分地向学生展示实验基本操作、模拟实验过程，从而加深学生对实验现象和过程的理解和掌握。如实验的基本操作、减压蒸馏、回流、分水器的使用、常压蒸馏，以及实验仪器的组装等，可以初步给学生一个感性的认识，使其在实验操作过程中，能正确地安装仪器设备，娴熟地完成实验操作。

（6）有利于课堂教学信息量和容量的增加，提高课堂教学效率。目前，大多数专业的有机化学课时较少，但知识总量却处于激增状态，与化学、化工有关的社会问题也在日益增加。由于教学计划的限制，对有机化学的实际应用很少有时间在课堂上提及和拓展。传统的教学模式中，板书占据了较多的时间，导致很少有时间提及与有机化学相关的新进展，从而严重阻碍了学生对新知识的汲取。多媒体教学可以很好地解决这一问题。在课件制作过程中，通过资料查阅，能将与专业有关的最新的研究成果以最快的速度有效地展现给学生，也可以将课件放在校园网上，供学生下载学习，使其可以在较短的时间内接受一些前沿的知识。在有机化学发展史的讲授过程中，利用多媒体技术将每一位主要贡献者的像片及发明成果一起展现在屏幕上，避免了空洞的文字叙述，一目了然，便于学生们的了解和记忆。另外，我们在多媒体教学过程中还提供了一系列的化学网站，学生可以通过在线链接来丰富知识。而这些是传统教学模式所不具备的。

3 多媒体技术在有机化学教学中的应用

（1）制作多媒体课件，解决教学难点。多媒体课件具有信息量大、简单直观、结构清晰、视觉效果明显等优点。以PowerPoint为主体软件，同时结合3D、PhotoShop、MAX、ChemWin、Flash 等软件制作的有机化学多媒体课件，具有形象、直观且易学、易用和易修改等特点。由于学生缺乏足够的空间想像力，导致立体化学历来是有机化学教学中的重点和难点，在教学过程中，总会出现教师难教、学生难学的尴尬局面。利用多媒体的三维图形功能来讲授立体化学，可以充分地展示分子的化学结构，使学生能够很直观地掌握这一难点，从而达到了教学目的。另外，利用多媒体课件在讲解化学反应时，可以直观地阐述反应机理，使抽象知识变得具体、直观，便于学生理解，受到学生的广泛欢迎。

（2）应用多媒体课件，提高学生主体地位。相对于传统教学模式，多媒体教学对教师的教学技巧提出了更高的要求和挑战。在教学过程中，若忽视学生的学习主体地位，减少学生的参与程度，势必将互动的教学过程演变成单边的教授和灌输，这样的教学效果一定不理想。因此，在利用多媒体课件进行教授时，教师采用恰当、多变的教学手段就显得尤为重要。

首先，教师要具备较强的感染力和表现力。需要通过恰当的肢体动作以及准确、丰富、幽默的语言来调动学生的学习积极性。讲课时，教师还要思路清晰、语调优美、手势得体，能够将知识多层次、多角度地展现给学生，同时引导学生主动思考，适当活跃课堂气氛，使学生能够主动参与到教学活动中，变被动为主动，从而达到事半功倍的效果。其次，采用启发式教学，来培养学生的主动思考能力。通过启发式提问，充分调动学生的主动思维;通过课堂讨论，使学生成为课堂教学的活跃主体;通过课后思考题的布置，使学生主动思考，加深对课堂知识的理解和掌握，达到理想的教学效果［8］。

（3）多媒体课件与传统板书有机结合。通过多媒体计算机和大屏幕投影仪的使用，改变了黑板加粉笔的传统教学模式。在传统的课堂教学中，教师需要花费大量的时间来板书，尤其当板书的设计不尽合理或字体模糊时会严重影响教学效果。采用多媒体课件时，大屏幕显示的文字清晰整洁，图表数据规整，尤其加上色彩的搭配会呈现出很好的可视性。学生上课时只要认真听课、积极地参与课堂讨论即可，不用再埋头做课堂笔记，重点的可以在课本上进行标记。课后可以利用课件替代笔记来进行整理和复习，这样学生可充分利用课堂上有限的时间，提高学习效率。

4 多媒体教学中应注意的问题

通过在有机化学教学中引入多媒体技术，可以解决许多传统教学模式中不能解决的问题，因此多媒体技术在有机化学教学中的应用越来越广泛。但是，在使用过程也出现了一些问题。

（1）在多媒体教学过程中，教师普遍讲课速度快，单位时间内讲授内容较多，学生一时难以接受。因此在上课时教师要适当控制进度，留有足够的时间给学生。就学生而言，必须做到课前预习，只有通过预习，上课时才能针对自己模糊的问题做到有的放矢。

（2）教师不注意及时地与学生交流。利用多媒体教学时，教师要适当地走动，不能一直坐在计算机前，重点和难点一定要指出并需着重讲解;通过适当的师生互动环节，来加强与学生的交流，避免“注入式”、“满堂灌”的现象发生［9］。

（3）适当的板书。比如，一些有机合成过程需要经过多步反应才能完成，在讲解时教师要一边板书一边讲解，把每步反应的实验现象以及生成的产物一一指出，逐步引导学生得到最终结果。另外，教师在授课的过程中，应适当地把重点用板书的形式体现在黑板上，这样有利于学生积极地思考，同时给学生留有更加深刻的印象。

多媒体教学作为一种全新的现代化教学手段被引入到高等教育的有机化学教学体系中，丰富了有机化学的教学模式，同时增大了课堂的信息量，图文并茂以及具有动画效果的课堂更能激发学生学习的热情，提高课堂的教学效率。但在应用多媒体教学的过程中还需要进行不断的改进和发展，要注意控制教学速度，及时关注学生的反应，加强与学生的交流，充分发挥多媒体技术在有机化学教学中的优势，只有这样才能获得更好的教学效果。

［1］王顺珍．谈多媒体教学的优越性和可行性［J］．太原师范专科学院学报，2002（2）:18-21．

［2］胡逢恺，李长江．多媒体应用于有机化学教学的实践和体会［J］．黄山学院学报，2002（6）:74-76．

［3］高鸿宾．有机化学:第四版［M］．北京:高等教育出版社，1998，85-86．

［4］郑小平．Flash6．0网页设计实例精选［M］．北京:北京理工大学出版社，2001，25-187．

［5］王心良，蒋宗林，等．有机立体化学多媒体课件的设计制作及应用［J］．大学化学，2004，19（5）:31-36．

［6］余吕敏．浅论有机化学中多媒体的作用［J］．化学教育，2004，9:35-37．

［7］胡小刚．结构分子式绘制软件ChemSketch4．0［J］．大学化学，2002，17（2）:35-36．

［8］于涛，饶火瑜，李发亮．构筑高校化学课程自主学习阵地建设新型教育管理模式［J］．东华理工大学学报:社会科学版，2009，28（2）:182-184．

［9］冯喜兰，田孟魁，王爱荣．有机化学多媒体教学探析［J］．河南职业技术师范学院学报:职业教育版，2003（2）:90-91．