化工專業溼法冶金學多媒體教學課件製作探討論文
化工專業溼法冶金學多媒體教學課件製作探討論文
論文摘要:詳細討論了作為化工專業培養體系的特色課程的溼法冶金學多媒體教學課件的製作過程，這是該課程教學改革的重要組成部分。在教學內容的組織上，根據課程特點提出內容模組講座化;在課件形式上，為增強環境、硬體適應性提出樸素化與對比鮮明化;在製作素材的選擇上，為提高資訊傳輸的強度提出多元素整合化。
論文關鍵詞:化工專業;溼法冶金;課件;製作
“溼法冶金學”課程是攀枝花學院(以下簡稱“我校”)根據攀西地區有色金屬資源較多，尤其是釩欽資源十分豐富的地區資源特色，而在我校化工專業中開設的一門旨在培養化工冶金及分析測試專業方向人才的課程。本課程主要講述化工知識在冶金領域的分支和具體化，在教學內容上主要包括溶液熱力學、冶金反應動力學等理論知識，以及溼法冶金領域的典型工藝，研究發展趨勢等。目的是加深化工專業學生的理論水平，加強理論聯絡實際的能力培養，拓寬學生知識面，鞏固、完善己經形成的專業知識框架，同時也符合地區特色和國家發展戰略。
本課程是我校在學校發展戰略適時調整過程中源於我校化工專業畢業生就業的實際需要而決定開設的，儘管到現在為止本課程在我校化工專業中開設的時間只有三年多，卻已歷經2004,2005,2006,2007共四屆六個班的教學實踐。教學形式從最初的板書講解逐步向多媒體現代化教學手段過渡。溼法冶金學學科本身是一個冶金、化工等多學科交叉衍生的領域，它吸取可有助於提取金屬成分分離、純化效果的一切手段為己所用，是一門綜合性的工業應用學科。正因為如此，本課程在內容上也涉及多個學科，尤其注重工藝原理、流程、引數、裝置、系統等方面的綜合掌握與運用，需要傳遞的資訊量非常大，教學過程中各種圖表、圖片的展示亦非常必要。多媒體教學課件具有教學資訊量大、教學形式生動形象、非常適於向學生展示圖表、圖片等資訊這些特點，因此在溼法冶金學的教學過程中製作和使用多媒體就成為非常迫切的任務和有效的教學改進措施。
一、課件內容的組織
由於正處於學校發展戰略的調整時期和系專業結構的發展調整期，化工專業和本專科之間在學時方面存在較大的變動因素，這給溼法冶金學多媒體課件製作過程中內容的組織帶來了不利因素。按照今後系專業結構的發展趨勢，本課件在內容的組織上按開設本門課程以來學時最多一屆進行內容深度和廣度上的組織，並遵循以下原則。
1.講座式原則
所謂內容組織的“講座式”是指將溼法冶金學課程的課堂講授內容按條塊式分割，每個條塊統一於一個主題之下，最好每個條塊分割為一次講課(2學時)的內容，每一次講課就相當於主題相異的一次講座。
“溼法冶金學”是一門工業應用型的開放式課程，既包含傳統的成熟的知識內容體系，又可以不斷接收相關領域中新的東西為己所用，因此非常適合於採用講座的內容組織形式。講座因其內容組織的靈活性、講座內容的新穎性、講座者與聽眾之間的易交流性而在學術知識的傳播上被廣泛採用的一種資訊交流形式，在學生課程的教學上被引用在我校也並不新鮮。這種內容組織形式在我係各專業課程體系的“進展”和“前沿”性課程中已有采用。“溼法冶金學”課程內容在廣度和深度上都可非常靈活地控制，故而對新鮮內容的吸收也極為容易。比如，鹼浸工藝可以只介紹工業成熟運用的部分，其運作的一般引數和裝置及效果等，並介紹一些典型的鹼浸工廠;也可以在此基礎上作簡略介紹後再引進一些近幾年在鹼浸工藝中新出現的方法、裝置、應用物件等。因此，將各部分相對獨立的內容進行講座式組織，講座的新舊內容可以收放自如，視課堂教學情況靈活控制輕重比例，並將新穎的知識儘量以生動的形象表現出來。
在內容的相互關係上“溼法冶金學”本身就具有相對獨立的結構，這符合講座式內容組織的要求。比如，在課程中學時最多的一講“浸取過程”中，其所講授的內容就具有非常典型的條塊分割形式:超臨界流體萃取過程、氨浸過程、酸浸過程、鹼浸過程等等。這些內容模組在內容上無嚴密的前後承繼等邏輯關係，既可放在前邊，也可放在後邊向學生進行介紹，因此可作為一個講座主題，以此為中心收集相關內容資料。和其他邏輯性強的課程比如“物理化學”相比，這種內容相對獨立的課程學生學習起來有一個好處，其中有一部分沒有學好或沒有學懂卻並不會影響其他部分內容的學習。這種講座式的內容組織可以非常明確地向學生傳遞這門課程內容結構上的這一特徵，讓學生調整好學好這種課程的方法和習慣，使每個學生不會因為前面內容沒有學好就感覺後面的也學不好，從而增強學生學好這門課程的信心。講座式內容組織原則，體現了課程內容的條塊式關係，給學生學好這門課程提供了機會。
然而，這種講座式劃分方式還有待進一步檢驗。如果按學時組織劃分，固然便於教學組織，但當教學計劃進行調整之後，這種講座式的內容組織不得不重新進行，這將佔用授課老師大量的備課時間，使任課老師難以將寶貴的備課時間花在教學設計的改進和創新及提高教學效果上，這是這種講座式內容組織的一大不足。因此，基於此點提出在本門課程多媒體課件內容的組織上既不單純按課時次數進行劃分，也不宜按內容條塊進行單獨組織，而是將兩者很好地結合起來，在照顧課時劃分的前提下也考慮教學內容的條塊性。比如，在“浸取過程”這一講中，“超臨界液體萃取”這一部分內容較多，可將此主題按設計好的課時次數劃分為幾個在內容上有一定獨立性的可分的小主題進行設計。這就是兩者結合的講座式內容組織原則。
2.內容全面原則
所謂內容全面原則是指課件所包含的溼法冶金學學科的內容在範圍上比較全面，但並不是說課程所涉及的溼法冶金學各方面的內容都要非常詳細。課件內容的組織，應儘量做到不隨相關專業培養計劃所規定的課程學時的變動而有大的調整，以保持課件的適用性和穩定性。當然，隨著環境和內容體系的更新而做的一些更改不但是教學發展上的要求，而且也是課件在教學實踐中不斷提高的要求。數年的教學實踐表明，儘管在這幾年由於專業培養計劃時有變動而導致該門課程的教學學時不斷變化，但為了維持所授知識體系的穩定和完整，在課程知識體系的結構上基本上沒有多大變化，只是在知識內容的詳細程度和深度上根據相應專業的學時數來作調整。幾年來，本門課程的學時從56學時到32學時都曾經出現過，這種差異還是比較大的。這表明，本門課程中所採取的這種措施在適應性上還是非常強的。
目前。“溼法冶金學”講授內容由六大塊組成，包括了從理論基礎到工藝實踐及至先進技術的完整體系。即溼法冶金熱力學、動力學基礎、浸取過程、液膜分離過程、電解過程和海洋冶金。原料的預處理、淨化過程、固液分離等部分儘管是溼法冶金流程中必不可少的部分，但由於這些部分內容是所有化工過程的必要通用單元，在本門學科中不具有特殊性，並且已經在其他相關課程如化工原理等中已有述及，因此在課件內容的組織中不予考慮。
3.主次模組的控制
儘管有上述要求，但根據課程開設的目的及其所應體現出的專業特色，在各內容模組的主次地位上進行了控制。本課程教授內容主要由下述三大模組組成:熱力學、浸取過程和電解過程。
儘管化學熱力學已在“物理化學”和“化工熱力學”等專門課程中加以講授，但有下述原因使得該部分內容應作為溼法冶金學的主要內容之一。物理化學中所涉及的化學熱力學知識是普遍意義上的，是熱力學的一般原則，並不體現在具體學科中的具體應用。化工熱力學是以化學熱力學和工程熱力學為基礎，在化學工業的發展過程中所形成的一門學科，面向實際生產問題的工程計算，具有很大的經驗性。嚴格意義上來講，溼法冶金應作為大化工的一個領域加以討論，其實際熱力學理論同樣也適用於化工熱力學。但溼法冶金熱力學的核心內容仍然不同於一般化工熱力學，其所闡述的更多的是不同於工程問題的化學角度方面的問題，也就是把溼法冶金熱力學看作是反應熱力學在溼法冶金領域的具體應用更為合適。因此，溼法冶金熱力學有其特殊性，應作為重點內容加以講授。
浸取過程是溼法冶金工藝的核心部分。該部分工藝的選擇、指標控制質量的好壞，直接影響相應金屬分離提取的可行性和經濟性。這一部分對於不同金屬生產具有複雜性和多樣性。因此，實際上這部分內容是作為整個課程內容體系的重點，在內容比例上佔有最大的比重。即使在不同培養體系中課程的學時多有變化，但本部分內容不但其重點地位一直不變，而且其學時也基本維持不變。
電解過程是溼法冶金以金屬提取為目的的最終工藝，是最終金屬產品的形成操作，因此其在整個工藝流程中的地位也是不可忽視的。這部分內容在化工專業的其他一些課程中並沒有專門講授內容，完全可以成為本門課程的重點講授內容之一。但由於在“物理化學”這門課程中對電解知識已有所涉及，因此這部分內容在本門課程的側重點在於從工藝與工程的角度來闡述電解過程，同時在溼法冶金中所發展起來的新的電解技術如礦漿電解也作為重點講授內容。
4.與相關課程重複內客的處理
作為一個完整的知識體系，相關課程之間內容的重複是不可避免的。如溼法冶金熱力學就有部分內容與物理化學的內容重複，動力學部分也與反應工程學的相關內容存在重複。在課件製作的內容組織上不作為主要內容進行組織，而是作為相關內容進行組織。即在課件內容的選取過程中不能省略該部分內容，但只作為背景內容提及。如溼法冶金熱力學部分中就有關於溼法冶金反應吉布斯自由能的計算，這部分內容是與“物理化學”內容很相似的，這就可以作為相關內容加以處理。
二、課件的製作原則
現代多媒體教學其核心體現於多媒體教學課件，因此應精心製作教學課件。課件教學過程的資訊傳輸量很大，為儘量避免造成學生在聽課過程中的視覺與思維疲勞，筆者認為在本門課程多媒體教學課件製作過程中應做好以下幾方面的工作。
1.文字修飾
課件教學過程一般使用投影儀，其顯示效果的影響因素較多。如投影儀本身的投影效果、教學環境光線的強弱、教室的大小等都會影響學生聽講的專注程度。而作為教學課件，其文字內容是必需的，很多時候文字內容甚至佔絕大部分，因此必須重視課件的文字修飾方式。在數年的課件教學實踐過程的基礎上，筆者認為首先文字應與背景存在非常鮮明的對比，如白底黑字。儘管黑底白字對比也很鮮明，但這種對比方式在光線較強的環境中其效果不是很好。因此在背景對比上宜採用淺色背景，深色字型。其次，為加強這種對比效果和提高文字顯示清晰度，筆者推薦採用“加粗、黑體”的文字效果(為使英文字元顯示美觀，在對中文文字採用黑體字型效果後，應再採用Timesnewroman字型)。再次，為照顧距離投影屏比較遠的學生觀看課件播放內容，一般文字的字號應控制在最小32氣實踐證明，課件中文字部分採用這樣的修飾方式後，其顯示效果比較理想，學生的觀看效果較好。 2.色彩搭配
課件整體上的色彩使用應本著鮮明、生動、活潑但又不華麗、紛繁複雜為標準。色彩的搭配過於繁多和複雜，固然可以吸引學生的注意力，使學生專注於教學課件卜，但會產生較多的不利影響。首先是色彩過於紛繁，學生的注意力儘管放在了課件上，卻忙於對色彩的觀察和適應，其後才會轉移到對文字圖片內容的關注。如果課件播放速度稍快，學生很可能還來不及領會這些文字圖片所傳達的資訊就又跳到下一頁孔其次，色彩搭配過多，當課件在一個具體的教室環境使用時，課件中的一些色彩可能與環境光色接近，從而使得這部分色彩所修飾的內容不能被學生清楚地觀察到，造成資訊傳遞的不完整。而且由於課件不可能在固定的教室環境中使用，使其光色條件也不是固定的，所以也無法透過精細搭配色彩來彌補這一不足。再次，色彩繁雜，學生在觀看課件播放時，需要頻繁地調整眼睛使其適應觀察到的色彩，極易造成視覺疲勞，不可避免地造成注意力下降。
綜上所述，課件色彩搭配上的設計應按如下方法進行。
(1)色彩切忌單調。整個一次課的課件色彩從頭到尾一個顏色，不但不能集中學生注意力，反而還會由於長時間盯著單調的課件觀看，容易使人睏倦、磕睡，影響正常教學秩序。
(2)在同一張幻燈片裡或相鄰的幾張幻燈片裡，色彩的搭配不宜過多。這樣可以在一段相對較短的時間內避免色彩的頻繁變化，減輕觀看課件播放時可能產生的視覺疲勞。從整個過程來看，可以使色彩豐富一些，但這些色彩的變化過程要非常緩慢，這樣不但解決了課件整體上色彩搭配的死板問題，也使課件在播放時的光色環境上顯得生動活潑。
(3)確定一個基本顏色，藉助於和這個基色對比較為鮮明的色彩來突出顯示一張幻燈片中需要學生們特別注重的重要資訊。
3.表現手法
本門課程在內容上涉及基本性質、基本原理、化學反應、流程、實驗或工業裝置、過程等，有各自專門的表現語言，因此從總體上來講本門課程並不是一門文字性很強的課程。所謂文字性強的課程，是指課程內容絕大部分必須以普通文字來表述的這一類課程，它們的表現手法就很大程度上侷限於文字。溼法冶金學多媒體教學課件的表現手法由於內容的特點和資訊灌輸的需要，除了文字表現手法之外，還可以有其他多種方式。
文字是知識傳播的核心，用以傳遞最基本的資訊，比如定律、定理、性質、規則、方法特點等。文字的表現手法將是課件中的主要方式，因為更清晰、明確、直接的知識資訊必須得由文字來傳遞。其他形式的表現手法使用的主要目的有兩點:一是文字形式無法明確表述的或是使用文字表述非常繁多的知識資訊;二是雖然文字形式可以表述，但用其他形式表述卻能更生動有趣，更利於學生接收知識資訊。但這類內容在整個教學內容中畢竟不佔主體，因此課件中教學內容的表現手法必須以文字為基礎。然而，教學內容的傳輸全部依賴於文字畢竟顯得非常單調，不能引起學生的學習興趣，教學效果也就比較差。如前所述，某些內容最好不用文字而採用其他更合適的手段。因此，應在每次課的課件內容裡，根據本次課的內容性質靈活地適當地藉助其他表現手法。比如，工藝流程，裝置的外觀、結構，物料的外觀，化學化工器具等使用文字描述非常繁瑣，甚至授課教師描述了一大段之後學生還是感到莫名其妙，這時候最好使用圖片或照片，再結合非常精簡的必要的文字敘述，學生學習的印象就會非常深刻。對於多媒體課件中聲音的表現手法來講，對於內容的傳授來講它不是必要的。之所以在這裡作為一種表現手法被提出來，是因為藉助於聲音的表現手法在很多時候可以短暫打破學生處於的疲勞狀態，警覺那些思維正在神遊的學生，以集中學生的注意力。但在課堂上，除了教師講課的聲音之外，其他奇怪的聲音不宜過多，這一點必須正確處理。影片手段可以結合相應的聲音，也可以不播放聲音。由於“溼法冶金學”是一個工程知識、工業知識較多的課程，很多內容都必須結合工業應用和工業例項，因此對這些內容的講授，單純的文字儘管必要，但難以用生動有趣的形式傳輸給學生，特別是對於工業例項整體性的一些介紹，最好能夠結合所介紹的工業例項的現場影片進行講解，比如工廠中一些比較細節的操作過程的介紹以影片進行效果更好。動畫手法的表現功能比較重要，因為它可以非常簡潔、生動的形式說明一些文字難以描述的溼法冶金的工程過程，比如溼法冶金裝置是如何運作的，一個流程中裝置間是如何動態連線的`，隨時間執行裝置動作是如何變化的等等，特別是對於一些動態過程的理解動畫是非常有益的手段。總之，具體應採用何種形式的表現手法，應根據所需要傳輸內容的性質和可以獲得的便利條件來確定，而不能一味追求使用某種或某幾種手法，否則不但課件製作難度大，成本高，還可能會造成相反的效果。
4.總體結構
在課件製作過程中，內容組織結構按前述“條塊分割”原則採用“輻射”狀總體結構進行組織。所謂“輻射”狀結構是指以“溼法冶金學”這個學科領域為總控制檯，輻射出這個領域所包括的各個分領域。這些分領域的多少可按大綱要求和實際專業就業需要及課程進展情況靈活增刪。每一個分領域自身的結構可按同樣的原則進行製作。這樣的結構在內容的組織上非常靈活，條理也非常清晰，易於課件製作。
三、課件素材的選擇
由於課件採用了多種表現手法，這些表現手法所需要的素材對製作效果良好的多媒體教學課件也非常重要。在課件中使用的這些素材，如果是圖片和照片，則應有足夠的清晰度，如果是影片和動畫，除了清晰度應滿足要求之外，在內容的相關性和準確性、可理解性方面也必須要做要求。因此，在本多媒體課件製作素材的來源上主要有以下兩種方式。
1.從網路上獲取清晰度和內容能滿足要求的素材
網路是一個非常巨大而全面的資源庫。隨著世界對環境保護力度的加強，對各種生產工藝提出了越來越多的綠色化的要求，作為重汙染行業中的一個分支行業，溼法冶金的綠色化也被人們越來越重視，因此網路上關於溼法冶金的資料也越來越多。其中可以作為溼法冶金學多媒體教學課件素材的東西也逐漸多起來不大大方便了本門課程課件的製作。在圖片、照片、影片和動畫四種形式的素材中，以前兩種形式在網路上佔多數，與之相比，用在課件中的影片和動畫素材還是比較少的，特別是有些資料還不能以免費的形式獲得，因此這也是從網路上獲取素材略顯不足的一面，也就是素材依賴於網路獲得，在課件製作過程中表現形式受限制較大，必須配合素材的自行製作來進行。
2.自行製作
溼法冶金雖然是一個重要的物質生產部門，但一般人很少有興趣並且也很難有機會去主動了解這一工業部門，所以實際上現今網路上關於溼法冶金的資料並不是很多，特別是那些專業性很強的東西(而正是這些知識資訊是需要在本門課程課堂上講授的)更少，一般都有較嚴格的智慧財產權保護性質，難以方便地應用在教學課件中。故在製作課件過程中很多素材還是需要自行製作的。自行製作教學課件所需素材具有能夠根據所講授內容性質靈活選擇形式、格式、組合等方面的要求，更能提高課件的使用效果。目前，隨著世界計算機軟體開發的迅速發展，越來越多的素材處理軟體可以為我們所用，可以為我們製作出非常精美的圖片和動畫，如Photoshop,Authoware,Autocad,3dMax等。這些軟體都比較簡單易學，只需要使用其基礎功能製作出來的素材就完全可以滿足多媒體教學課件的需要孔而照片和影片的製作只需要使用普通的電子照相機就可以完成，其素材的採擷過程比圖片和動畫更為簡單。“溼法冶金學”是一門與工業實踐結合非常緊密的專業課程，要求授課教師必須有較多的工業實踐背景，最好能夠有一些與相關工業生產廠家、企業的深人實踐與聯絡。有了這些工業實踐背景，就能夠便利地製作出課件中所需要的影片與照片素材。自行製作素材同時也存在較大的難度。首先，要求必須有較好的計算機軟體基礎，能夠很快地對一些專業軟體上手，以縮短製作過程所需要的時間。其次，具有較多工業實踐背景的教師並不多，因此在製作照片和影片素材方面是有較大的難度的。另外，對於工廠企業來講，為技術經驗資訊保密起見，一般也不願意高校老師進行以傳授知識為目的的素材採集。故這方面是在溼法冶金學多媒體課件製作過程中的難點，需要做長期工作，進行長期積累。好在影片、照片等素材並不是本課件製作的主要素材，並不會對本課件的製作研究形成很大障礙。
四、在教學使用中不斷改進
課件的製作是一個長期的過程，實際上是一個在教學使用中根據專業背景、教學要求、教學實踐不斷總結、不斷改進、不斷更新、不斷提高的持續的製作過程。本課程的多媒體教學課件的製作應採用寓研究於實踐，以實踐促研究的形式，以更好地滿足不斷變化的教學環境。因此，在今後的使用過程中，應在保持前述的基本原則的前提條件之下，以基本結構為綱，不斷創新，大膽改進，以提高教學效果為目的，始終堅持課件的新穎性。