智能手持终端在化学实验教学中的应用

马丽华,段文猛，陈秀丽，刘 莹

（西南石油大学 化学化工学院，四川 成都610500）

化学是一门以实验为基础的学科。学生在学习化学知识时，须经常做实验来加深知识理解和提高动手做实验能力，所以实验课的学习好坏对学生掌握知识、就业及将来在化学方面的发展具有重要意义。

目前学生几乎人人都有智能手持终端，比如智能手机、平板电脑等等[1]。由于自律较差，有学生甚至做化学实验时利用智能手持终端娱乐，极大地降低了学习效率[2]。因此教导学生合理使用智能手持终端是一个值得探讨的话题。

对于学生长期花大量时间使用智能手持终端，教师不应该强行禁止学生使用智能手持终端，以免让他们产生抵触情绪，影响学习和生活[3][4]，而要适当引导学生合理使用智能手持终端。本文就学生在大量时间使用智能手持终端这个现象的原因及如何引导学生在化学实验教学中合理使用智能手持终端展开探讨。

一、学生滥用智能手持终端现象分析及对策

当前，智能手持终端，尤其是智能手机已经迅速普及。很多学生在经济条件许可的情况下，利用手机接入网络进行长时间娱乐，玩游戏、看视频、利用社交软件聊天等等。甚至在上课学习期间，如果对授课内容不感兴趣，或者控制不了自己，也会利用手机娱乐，从而荒废学习。

造成这个现象的原因主要有两点：学生不够自律，即没有管好自己；教师授课内容枯燥，学生对学习不感兴趣。

学生不够自律，这就要从学生自身做起，主要从以下几方面来教育学生合理分配课余时间使用智能手持终端：①通过多种渠道教育，让学生树立远大的目标，花更多时间在学业上，从而减少利用智能手持终端娱乐时间；②从医学角度向学生说明，长时间操作智能手持终端会伤害眼睛；③让学生建立危机感，告诉他们将来社会竞争很激烈，多花时间在正当的学习和兴趣爱好上等等。

对于教师而言，教师授课内容如果枯燥乏味，照本宣科，的确容易导致学生在课堂上厌学。由于学生受到考勤等其它因素的限制，他们无法离开教室或实验室，于是就利用随时携带的智能手持终端娱乐。所以教师应该改变传统的教学方法，充分利用多媒体手段和改变教学方式吸引学生花更多精力在学业上，引导学生在学习中合理使用智能手持终端来提高教学效率。

二、用智能手持终端访问教学资源

化学实验教学不同于其它学科，它的教学过程包括课前预习、课中实验、课后数据处理及实验结果分析及拓展等等，以提高学生动手和动脑能力为目的以及解决实时遇到问题的能力。

由于实验课的特点，必须教师少讲，学生多做。如果教师授课时间太长，则学生动手做实验时间过短，就失去了开设实验课的意义。这就要求学生课前必须做好相关预习，达到动手做实验的基本要求。比如，实验原理的预习、实验仪器的使用预习、数据处理的预习及分析实验结果的相关要求预习等等。

为了方便学生学习及资源共享，很多高校搭建了教学网站，并且在网站上提供了很多教学资源：比如，教学课件、教学视频等等，但是通过调查发现这些学习资源的利用率不高，原因是访问这些资源需要能上网的计算机。目前大部分高校学生都配有笔记本电脑或台式机，但是由于这些计算机比较笨重，不易携带，所以学生不会带去图书馆或教室去学习，这样就导致了学校网站上提供的教学资源访问率低，造成了这些软件和硬件资源的浪费。

目前智能手持终端都具有较强的硬件和软件配置，除了通信、娱乐等功能以外，利用它们也可以浏览网页、计算、信息分享及多媒体等功能，实际上它们就是一台超便携迷你计算机。很多软件厂商开发了App应用程序来提升智能手持终端的功能，比如，文档和电子表格处理软件WPS、Matlab及Mathematica等数据处理软件也推出了智能手持终端版，如图1-3。有了这些软件资源后，学生在有网络的地方可以利用智能手持终端直接访问这些教学资源。但是这些教学资源被智能手持终端浏览后，发现它们在智能手持终端上显示效果并不好，比如字体偏小、网页不能完全显示等等。

图1 WPS

图2 Matlab

图3 Mathematica

究其原因是这些资源大部分是针对计算机端浏览器的，需要对这些教学资源的前端程序进行修改来同时适合智能手持终端和计算机浏览器。适合智能手持终端和计算机浏览器的前端程序有很多，比如Bootstrap、A-mazeUI、Element UI等等，效果如图 4、5。通过修改这些教学资源的前端程序，学生可以在有网络的环境中利用智能手持终端方便地浏览教学资源，提高了设备的利用率，为即将到来的授课做好课前准备。

图4、5分别为计算机端和智能手持终端的浏览情况对比。

图4 计算机端浏览页面

图5 手持端浏览页面

三、利用智能手持终端访问化学实验教学资源，提高学习效率

1.利用智能手持终端做好课前准备

同其它所有实验课一样，学生在上化学实验课之前应该做好预习准备工作。现在很多高校为了方便学生学习，提供了网络学习资源，比如学习视频、预习题库、PPT、微课视频等等，学生可以访问这些学习资源[5][6]。由于智能手持终端体积小，学生几乎都携带在身上，借助网络可以轻松访问这些学习资源。比如，学生可以通过智能手持终端访问化学实验课预习系统，提前学习仪器的使用技巧、产物合成路线或实验原理等等。除此之外，学生可以通过社交软件与教师和同学联系，咨询和分享学习方面的信息[7-9]；或者学生根据要求在线提交实验预习报告等等。

通过课前预习，学生已经获得较多的实验课堂知识，教师可以减少授课时间，留下大量宝贵的课堂时间给学生，让他们自己去完成实验内容，从而提高了自学能力。对于教师而言，教师同样可以利用智能手持终端访问学习资源后台，随时发布学习信息和检查、关注学生预习情况，并通过社交软件提醒学生做好预习及相关事项，并根据学生预习情况打分。通过智能手持终端和网络，教师和学生达成了实验课前的默契，为即将到来的化学实验课的教学作好了准备。图6为师生利用手机教学模型。

图6 智能终端学习示意图

2.利用智能手持终端提高课堂教学效率

化学实验课的课堂教学包括教师授课、演示及学生做实验等阶段。由于学生已经在课前做好预习，教师可以根据课堂上学生对授课的反应和预习情况适当增加或减少授课内容，比如教师可以多讲仪器的使用，少讲实验原理；也可以多讲实验安全注意事项或实验课在工业生产中的应用等等。由于学生预习的较好，所以能很快自主地完成课堂实验教学内容。教师在课堂上可以利用智能手持终端在后台随时机动地发布信息[10]，比如课堂习题，要求学生实验完毕后用智能终端提交答案；根据学生的不同表现，因势利导地针对每个人提出更多更高的要求，比如根据产物，再进行新的产物合成；或者改变工艺手段，提高产率；或者对学习分析化学实验的学生，鼓励学生课前编程，用来处理课堂的实验数据；学生几个人组团，应用正交方法，重新规划合成路线等等。教师可以不提供任何信息，鼓励学生自主利用智能终端查询相关信息。

不同于其它实验课，化学实验需要根据实验进度和反应现象来控制实验进行。学生初次做实验时可能畏惧，或者不懂实验的流程，在实验课堂上手忙脚乱，甚至出现事故。教师此时鼓励学生可以利用智能手持终端观看仪器组合和反应平台搭建视频，或者观看教师示范操作仪器实验视频，观看整个实验进度视频等等。初期学生通过模仿做实验，后来自主地完成实验，通过智能手持终端这个多媒体载体帮助，完成实验课的学习。通过这些辅助方法，让学生操作由模仿到自主，由生疏到熟练，提高了学习效率，减少对化学实验的恐惧。

对于较复杂和危险性较大的实验，教师可以通过社交软件建立课堂授课群，实时向学生提醒实验步骤和方法、注意事项、进度掌握等等。

在以前的实验课教学中，学生主要用笔记录课堂上的教学信息，费时费力。现在学生在上课期间可以用智能终端拍摄课件照片和录制教师授课录像，在实验课堂中多次回放这些多媒体资料，并通过社交软件和其它学生分享这些多媒体资料，共同提高效率。

教师也可以根据学生课堂表现，随时利用智能手持终端通过学生成绩管理后台打出课堂表现成绩，体现公平性[11]。或者通过教学管理软件发现并记录学生做实验时哪些细节不足、哪些地方表现良好，做到因材施教、因人施教，灵活处理教学中的细节。通过手持智能终端，教师随时记录教学中的学生表现细节，改变教学内容，提出合理的教改意见，形成合理和高效率的教学模式。学生紧张高效地利用手持智能终端查询信息、共享信息、处理实验数据，很少再有人利用智能终端在课堂上娱乐。

3.利用智能手持终端提高实验课后的教学效率

学生做完实验后，课后应该着手写实验报告，处理实验数据等等。如果借助笔记本电脑，当然效率更高，只是它不便于携带。由于手持智能终端目前具有很高的硬件和软件配置以及丰富的软件资源，同样可以高效地处理数据，比如智能终端版电子表格软件WPS、数据处理软件Matlab、Mathematica等等，具有智能化数据计算和作图能力[12]，为学生处理数据提供了便利，也可以利用智能终端在线提交实验报告等等。当然教师也可以通过成绩后台或社交软件提醒学生注意事项及完成实验报告等等。

四、总结

通过以上分析可以看出，只要教师引导学生合理使用智能手持终端，学生滥用智能手持终端的现象可以得到控制。教师利用智能手持终端具有强大的硬件和软件配置和具有同电脑相同的计算、多媒体、浏览网页等等功能，鼓励学生在教学环境中广泛和正确地使用智能手持终端提高学习效率，从而减少了利用智能手持终端娱乐时间。智能手持终端不仅在化学实验教学中可以大量使用，在其它科目学习中也可以广泛使用，来提高教学效率。