浅析化工专业湿法冶金学多媒体教学课件制作探

论文关键词:化工专业;湿法冶金;课件;制作
　　论文摘要:详细讨论了作为化工专业培养体系的特色课程的湿法冶金学多媒体教学课件的制作过程，这是该课程教学改革的重要组成部分。在教学内容的组织上，根据课程特点提出内容模块讲座化;在课件形式上，为增强环境、硬件适应性提出朴素化与对比鲜明化;在制作素材的选择上，为提高信息传输的强度提出多元素集成化。
“湿法冶金学”课程是攀枝花学院(以下简称“我校”)根据攀西地区有色金属资源较多，尤其是钒钦资源十分丰富的地区资源特色，而在我校化工专业中开设的一门旨在培养化工冶金及分析测试专业方向人才的课程。本课程主要讲述化工知识在冶金领域的分支和具体化，在教学内容上主要包括溶液热力学、冶金反应动力学等理论知识，以及湿法冶金领域的典型工艺，研究发展趋势等。目的是加深化工专业学生的理论水平，加强理论联系实际的能力培养，拓宽学生知识面，巩固、完善己经形成的专业知识框架，同时也符合地区特色和国家发展战略。
本课程是我校在学校发展战略适时调整过程中源于我校化工专业毕业生就业的实际需要而决定开设的，尽管到现在为止本课程在我校化工专业中开设的时间只有三年多，却已历经2004,2005,2006,2007共四届六个班的教学实践。教学形式从最初的板书讲解逐步向多媒体现代化教学手段过渡。湿法冶金学学科本身是一个冶金、化工等多学科交叉衍生的领域，它吸取可有助于提取金属成分分离、纯化效果的一切手段为己所用，是一门综合性的工业应用学科。正因为如此，本课程在内容上也涉及多个学科，尤其注重工艺原理、流程、参数、设备、系统等方面的综合掌握与运用，需要传递的信息量非常大，教学过程中各种图表、图片的展示亦非常必要。多媒体教学课件具有教学信息量大、教学形式生动形象、非常适于向学生展示图表、图片等信息这些特点，因此在湿法冶金学的教学过程中制作和使用多媒体就成为非常迫切的任务和有效的教学改进措施。
一、课件内容的组织
由于正处于学校发展战略的调整时期和系专业结构的发展调整期，化工专业和本专科之间在学时方面存在较大的变动因素，这给湿法冶金学多媒体课件制作过程中内容的组织带来了不利因素。按照今后系专业结构的发展趋势，本课件在内容的组织上按开设本门课程以来学时最多一届进行内容深度和广度上的组织，并遵循以下原则。
1.讲座式原则
所谓内容组织的“讲座式”是指将湿法冶金学课程的课堂讲授内容按条块式分割，每个条块统一于一个主题之下，最好每个条块分割为一次讲课(2学时)的内容，每一次讲课就相当于主题相异的一次讲座。
“湿法冶金学”是一门工业应用型的开放式课程，既包含传统的成熟的知识内容体系，又可以不断接收相关领域中新的东西为己所用，因此非常适合于采用讲座的内容组织形式。讲座因其内容组织的灵活性、讲座内容的新颖性、讲座者与听众之间的易交流性而在学术知识的传播上被广泛采用的一种信息交流形式，在学生课程的教学上被引用在我校也并不新鲜。这种内容组织形式在我系各专业课程体系的“进展”和“前沿”性课程中已有采用。“湿法冶金学”课程内容在广度和深度上都可非常灵活地控制，故而对新鲜内容的吸收也极为容易。比如，碱浸工艺可以只介绍工业成熟运用的部分，其运作的一般参数和设备及效果等，并介绍一些典型的碱浸工厂;也可以在此基础上作简略介绍后再引进一些近几年在碱浸工艺中新出现的方法、设备、应用对象等。因此，将各部分相对独立的内容进行讲座式组织，讲座的新旧内容可以收放自如，视课堂教学情况灵活控制轻重比例，并将新颖的知识尽量以生动的形象表现出来。
在内容的相互关系上“湿法冶金学”本身就具有相对独立的结构，这符合讲座式内容组织的要求。比如，在课程中学时最多的一讲“浸取过程”中，其所讲授的内容就具有非常典型的条块分割形式:超临界流体萃取过程、氨浸过程、酸浸过程、碱浸过程等等。这些内容模块在内容上无严密的前后承继等逻辑关系，既可放在前边，也可放在后边向学生进行介绍，因此可作为一个讲座主题，以此为中心收集相关内容资料。和其他逻辑性强的课程比如“物理化学”相比，这种内容相对独立的课程学生学习起来有一个好处，其中有一部分没有学好或没有学懂却并不会影响其他部分内容的学习。这种讲座式的内容组织可以非常明确地向学生传递这门课程内容结构上的这一特征，让学生调整好学好这种课程的方法和习惯，使每个学生不会因为前面内容没有学好就感觉后面的也学不好，从而增强学生学好这门课程的信心。讲座式内容组织原则，体现了课程内容的条块式关系，给学生学好这门课程提供了机会。

然而，这种讲座式划分方式还有待进一步检验。如果按学时组织划分，固然便于教学组织，但当教学计划进行调整之后，这种讲座式的内容组织不得不重新进行，这将占用授课老师大量的备课时间，使任课老师难以将宝贵的备课时间花在教学设计的改进和创新及提高教学效果上，这是这种讲座式内容组织的一大不足。因此，基于此点提出在本门课程多媒体课件内容的组织上既不单纯按课时次数进行划分，也不宜按内容条块进行单独组织，而是将两者很好地结合起来，在照顾课时划分的前提下也考虑教学内容的条块性。比如，在“浸取过程”这一讲中，“超临界液体萃取”这一部分内容较多，可将此主题按设计好的课时次数划分为几个在内容上有一定独立性的可分的小主题进行设计。这就是两者结合的讲座式内容组织原则。
2.内容全面原则
所谓内容全面原则是指课件所包含的湿法冶金学学科的内容在范围上比较全面，但并不是说课程所涉及的湿法冶金学各方面的内容都要非常详细。课件内容的组织，应尽量做到不随相关专业培养计划所规定的课程学时的变动而有大的调整，以保持课件的适用性和稳定性。当然，随着环境和内容体系的更新而做的一些更改不但是教学发展上的要求，而且也是课件在教学实践中不断提高的要求。数年的教学实践表明，尽管在这几年由于专业培养计划时有变动而导致该门课程的教学学时不断变化，但为了维持所授知识体系的稳定和完整，在课程知识体系的结构上基本上没有多大变化，只是在知识内容的详细程度和深度上根据相应专业的学时数来作调整。几年来，本门课程的学时从56学时到32学时都曾经出现过，这种差异还是比较大的。这表明，本门课程中所采取的这种措施在适应性上还是非常强的。
目前。“湿法冶金学”讲授内容由六大块组成，包括了从理论基础到工艺实践及至先进技术的完整体系。即湿法冶金热力学、动力学基础、浸取过程、液膜分离过程、电解过程和海洋冶金。原料的预处理、净化过程、固液分离等部分尽管是湿法冶金流程中必不可少的部分，但由于这些部分内容是所有化工过程的必要通用单元，在本门学科中不具有特殊性，并且已经在其他相关课程如化工原理等中已有述及，因此在课件内容的组织中不予考虑。
3.主次模块的控制
尽管有上述要求，但根据课程开设的目的及其所应体现出的专业特色，在各内容模块的主次地位上进行了控制。本课程教授内容主要由下述三大模块组成:热力学、浸取过程和电解过程。
尽管化学热力学已在“物理化学”和“化工热力学”等专门课程中加以讲授，但有下述原因使得该部分内容应作为湿法冶金学的主要内容之一。物理化学中所涉及的化学热力学知识是普遍意义上的，是热力学的一般原则，并不体现在具体学科中的具体应用。化工热力学是以化学热力学和工程热力学为基础，在化学工业的发展过程中所形成的一门学科，面向实际生产问题的工程计算，具有很大的经验性。严格意义上来讲，湿法冶金应作为大化工的一个领域加以讨论，其实际热力学理论同样也适用于化工热力学。但湿法冶金热力学的核心内容仍然不同于一般化工热力学，其所阐述的更多的是不同于工程问题的化学角度方面的问题，也就是把湿法冶金热力学看作是反应热力学在湿法冶金领域的具体应用更为合适。因此，湿法冶金热力学有其特殊性，应作为重点内容加以讲授。
浸取过程是湿法冶金工艺的核心部分。该部分工艺的选择、指标控制质量的好坏，直接影响相应金属分离提取的可行性和经济性。这一部分对于不同金属生产具有复杂性和多样性。因此，实际上这部分内容是作为整个课程内容体系的重点，在内容比例上占有最大的比重。即使在不同培养体系中课程的学时多有变化，但本部分内容不但其重点地位一直不变，而且其学时也基本维持不变。
电解过程是湿法冶金以金属提取为目的的最终工艺，是最终金属产品的形成操作，因此其在整个工艺流程中的地位也是不可忽视的。这部分内容在化工专业的其他一些课程中并没有专门讲授内容，完全可以成为本门课程的重点讲授内容之一。但由于在“物理化学”这门课程中对电解知识已有所涉及，因此这部分内容在本门课程的侧重点在于从工艺与工程的角度来阐述电解过程，同时在湿法冶金中所发展起来的新的电解技术如矿浆电解也作为重点讲授内容。
4.与相关课程重复内客的处理
作为一个完整的知识体系，相关课程之间内容的重复是不可避免的。如湿法冶金热力学就有部分内容与物理化学的内容重复，动力学部分也与反应工程学的相关内容存在重复。在课件制作的内容组织上不作为主要内容进行组织，而是作为相关内容进行组织。即在课件内容的选取过程中不能省略该部分内容，但只作为背景内容提及。如湿法冶金热力学部分中就有关于湿法冶金反应吉布斯自由能的计算，这部分内容是与“物理化学”内容很相似的，这就可以作为相关内容加以处理。

二、课件的制作原则
现代多媒体教学其核心体现于多媒体教学课件，因此应精心制作教学课件。课件教学过程的信息传输量很大，为尽量避免造成学生在听课过程中的视觉与思维疲劳，笔者认为在本门课程多媒体教学课件制作过程中应做好以下几方面的工作。
1.文字修饰
课件教学过程一般使用投影仪，其显示效果的影响因素较多。如投影仪本身的投影效果、教学环境光线的强弱、教室的大小等都会影响学生听讲的专注程度。而作为教学课件，其文字内容是必需的，很多时候文字内容甚至占绝大部分，因此必须重视课件的文字修饰方式。在数年的课件教学实践过程的基础上，笔者认为首先文字应与背景存在非常鲜明的对比，如白底黑字。尽管黑底白字对比也很鲜明，但这种对比方式在光线较强的环境中其效果不是很好。因此在背景对比上宜采用浅色背景，深色字体。其次，为加强这种对比效果和提高文字显示清晰度，笔者推荐采用“加粗、黑体”的文字效果(为使英文字符显示美观，在对中文文字采用黑体字体效果后，应再采用timesnewroman字体)。再次，为照顾距离投影屏比较远的学生观看课件播放内容，一般文字的字号应控制在最小32气实践证明，课件中文字部分采用这样的修饰方式后，其显示效果比较理想，学生的观看效果较好。

2.色彩搭配
课件整体上的色彩使用应本着鲜明、生动、活泼但又不华丽、纷繁复杂为标准。色彩的搭配过于繁多和复杂，固然可以吸引学生的注意力，使学生专注于教学课件卜，但会产生较多的不利影响。首先是色彩过于纷繁，学生的注意力尽管放在了课件上，却忙于对色彩的观察和适应，其后才会转移到对文字图片内容的关注。如果课件播放速度稍快，学生很可能还来不及领会这些文字图片所传达的信息就又跳到下一页孔其次，色彩搭配过多，当课件在一个具体的教室环境使用时，课件中的一些色彩可能与环境光色接近，从而使得这部分色彩所修饰的内容不能被学生清楚地观察到，造成信息传递的不完整。而且由于课件不可能在固定的教室环境中使用，使其光色条件也不是固定的，所以也无法通过精细搭配色彩来弥补这一不足。再次，色彩繁杂，学生在观看课件播放时，需要频繁地调整眼睛使其适应观察到的色彩，极易造成视觉疲劳，不可避免地造成注意力下降。
综上所述，课件色彩搭配上的设计应按如下方法进行。
(1)色彩切忌单调。整个一次课的课件色彩从头到尾一个颜色，不但不能集中学生注意力，反而还会由于长时间盯着单调的课件观看，容易使人困倦、磕睡，影响正常教学秩序。
(2)在同一张幻灯片里或相邻的几张幻灯片里，色彩的搭配不宜过多。这样可以在一段相对较短的时间内避免色彩的频繁变化，减轻观看课件播放时可能产生的视觉疲劳。从整个过程来看，可以使色彩丰富一些，但这些色彩的变化过程要非常缓慢，这样不但解决了课件整体上色彩搭配的死板问题，也使课件在播放时的光色环境上显得生动活泼。
(3)确定一个基本颜色，借助于和这个基色对比较为鲜明的色彩来突出显示一张幻灯片中需要学生们特别注重的重要信息。
3.表现手法
本门课程在内容上涉及基本性质、基本原理、化学反应、流程、实验或工业设备、过程等，有各自专门的表现语言，因此从总体上来讲本门课程并不是一门文字性很强的课程。所谓文字性强的课程，是指课程内容绝大部分必须以普通文字来表述的这一类课程，它们的表现手法就很大程度上局限于文字。湿法冶金学多媒体教学课件的表现手法由于内容的特点和信息灌输的需要，除了文字表现手法之外，还可以有其他多种方式。

文字是知识传播的核心，用以传递最基本的信息，比如定律、定理、性质、规则、方法特点等。文字的表现手法将是课件中的主要方式，因为更清晰、明确、直接的知识信息必须得由文字来传递。其他形式的表现手法使用的主要目的有两点:一是文字形式无法明确表述的或是使用文字表述非常繁多的知识信息;二是虽然文字形式可以表述，但用其他形式表述却能更生动有趣，更利于学生接收知识信息。但这类内容在整个教学内容中毕竟不占主体，因此课件中教学内容的表现手法必须以文字为基础。然而，教学内容的传输全部依赖于文字毕竟显得非常单调，不能引起学生的学习兴趣，教学效果也就比较差。如前所述，某些内容最好不用文字而采用其他更合适的手段。因此，应在每次课的课件内容里，根据本次课的内容性质灵活地适当地借助其他表现手法。比如，工艺流程，设备的外观、结构，物料的外观，化学化工器具等使用文字描述非常繁琐，甚至授课教师描述了一大段之后学生还是感到莫名其妙，这时候最好使用图片或照片，再结合非常精简的必要的文字叙述，学生学习的印象就会非常深刻。对于多媒体课件中声音的表现手法来讲，对于内容的传授来讲它不是必要的。之所以在这里作为一种表现手法被提出来，是因为借助于声音的表现手法在很多时候可以短暂打破学生处于的疲劳状态，警觉那些思维正在神游的学生，以集中学生的注意力。但在课堂上，除了教师讲课的声音之外，其他奇怪的声音不宜过多，这一点必须正确处理。视频手段可以结合相应的声音，也可以不播放声音。由于“湿法冶金学”是一个工程知识、工业知识较多的课程，很多内容都必须结合工业应用和工业实例，因此对这些内容的讲授，单纯的文字尽管必要，但难以用生动有趣的形式传输给学生，特别是对于工业实例整体性的一些介绍，最好能够结合所介绍的工业实例的现场视频进行讲解，比如工厂中一些比较细节的操作过程的介绍以视频进行效果更好。动画手法的表现功能比较重要，因为它可以非常简洁、生动的形式说明一些文字难以描述的湿法冶金的工程过程，比如湿法冶金设备是如何运作的，一个流程中设备间是如何动态连接的，随时间运行设备动作是如何变化的等等，特别是对于一些动态过程的理解动画是非常有益的手段。总之，具体应采用何种形式的表现手法，应根据所需要传输内容的性质和可以获得的便利条件来确定，而不能一味追求使用某种或某几种手法，否则不但课件制作难度大，成本高，还可能会造成相反的效果。
4.总体结构
在课件制作过程中，内容组织结构按前述“条块分割”原则采用“辐射”状总体结构进行组织。所谓“辐射”状结构是指以“湿法冶金学”这个学科领域为总控制台，辐射出这个领域所包括的各个分领域。这些分领域的多少可按大纲要求和实际专业就业需要及课程进展情况灵活增删。每一个分领域自身的结构可按同样的原则进行制作。这样的结构在内容的组织上非常灵活，条理也非常清晰，易于课件制作。
三、课件素材的选择
由于课件采用了多种表现手法，这些表现手法所需要的素材对制作效果良好的多媒体教学课件也非常重要。在课件中使用的这些素材，如果是图片和照片，则应有足够的清晰度，如果是视频和动画，除了清晰度应满足要求之外，在内容的相关性和准确性、可理解性方面也必须要做要求。因此，在本多媒体课件制作素材的来源上主要有以下两种方式。
1.从网络上获取清晰度和内容能满足要求的素材
网络是一个非常巨大而全面的资源库。随着世界对环境保护力度的加强，对各种生产工艺提出了越来越多的绿色化的要求，作为重污染行业中的一个分支行业，湿法冶金的绿色化也被人们越来越重视，因此网络上关于湿法冶金的资料也越来越多。其中可以作为湿法冶金学多媒体教学课件素材的东西也逐渐多起来不大大方便了本门课程课件的制作。在图片、照片、视频和动画四种形式的素材中，以前两种形式在网络上占多数，与之相比，用在课件中的视频和动画素材还是比较少的，特别是有些资料还不能以免费的形式获得，因此这也是从网络上获取素材略显不足的一面，也就是素材依赖于网络获得，在课件制作过程中表现形式受限制较大，必须配合素材的自行制作来进行。
2.自行制作

湿法冶金虽然是一个重要的物质生产部门，但一般人很少有兴趣并且也很难有机会去主动了解这一工业部门，所以实际上现今网络上关于湿法冶金的资料并不是很多，特别是那些专业性很强的东西(而正是这些知识信息是需要在本门课程课堂上讲授的)更少，一般都有较严格的知识产权保护性质，难以方便地应用在教学课件中。故在制作课件过程中很多素材还是需要自行制作的。自行制作教学课件所需素材具有能够根据所讲授内容性质灵活选择形式、格式、组合等方面的要求，更能提高课件的使用效果。目前，随着世界计算机软件开发的迅速发展，越来越多的素材处理软件可以为我们所用，可以为我们制作出非常精美的图片和动画，如photoshop,authoware,autocad,3dmax等。这些软件都比较简单易学，只需要使用其基础功能制作出来的素材就完全可以满足多媒体教学课件的需要孔而照片和视频的制作只需要使用普通的电子照相机就可以完成，其素材的采撷过程比图片和动画更为简单。“湿法冶金学”是一门与工业实践结合非常紧密的专业课程，要求授课教师必须有较多的工业实践背景，最好能够有一些与相关工业生产厂家、企业的深人实践与联系。有了这些工业实践背景，就能够便利地制作出课件中所需要的视频与照片素材。自行制作素材同时也存在较大的难度。首先，要求必须有较好的计算机软件基础，能够很快地对一些专业软件上手，以缩短制作过程所需要的时间。其次，具有较多工业实践背景的教师并不多，因此在制作照片和视频素材方面是有较大的难度的。另外，对于工厂企业来讲，为技术经验信息保密起见，一般也不愿意高校老师进行以传授知识为目的的素材采集。故这方面是在湿法冶金学多媒体课件制作过程中的难点，需要做长期工作，进行长期积累。好在视频、照片等素材并不是本课件制作的主要素材，并不会对本课件的制作研究形成很大障碍。
四、在教学使用中不断改进
课件的制作是一个长期的过程，实际上是一个在教学使用中根据专业背景、教学要求、教学实践不断总结、不断改进、不断更新、不断提高的持续的制作过程。本课程的多媒体教学课件的制作应采用寓研究于实践，以实践促研究的形式，以更好地满足不断变化的教学环境。因此，在今后的使用过程中，应在保持前述的基本原则的前提条件之下，以基本结构为纲，不断创新，大胆改进，以提高教学效果为目的，始终坚持课件的新颖性。