關於簡論智能手機:提高化學課堂教學的有效性的論文

隨着第三代移動通信技術(3G)的發展，智能手機已經成為現代生活的一個隨身攜帶的必備品。智能手機的最大特點就是具有開放式的操作系統，可以通過安裝第三方軟件擴展其功能，特別是個人信息管理以及基於無線數據通信的瀏覽器和電子郵件功能等。簡言之，智能手機就是一個功能強大的便攜式計算機。目前，像iPhone、黑莓手機和安卓手機等一些智能手機在學生中也越來越流行。最近的一項調查顯示，50%的大學生有一台iPod或類似的MP3播放器，其中一些還可以訪問Internet，60%的大學生有智能手機，並且這個數字還在繼續增長。隨着越來越多的年輕人較少採用電子郵件而選擇發短信(SMS)的方式與人交流，以及具有拍照功能的智能手機慢慢取代了傳統數碼相機，這一切使得智能手機不僅從根本上改變了人們交流溝通的方式，而且還是一個具有強大功能的“口袋電腦”。

1基於化學的應用程序開發

智能手機的功能正變得越來越強大，一些新的應用程序(Apps)不斷被開發並添加到手機的功能列表中。其中，為便於學生能更好的學習化學，越來越多的相關應用程序被髮布，其中大部分可以免費下載，即使收費，其購買價格也是桌面軟件成本的很小一部分。通過這些應用程序，化學家們可以實現有機小分子與生物大分子三維模型的拖動、平移、旋轉等可視化操作，同時獲得與化學相關的數據和文獻，進一步實踐其化學技能。雖然目前智能手機上的Web瀏覽器足以搜索到網絡數據庫，但是一些簡潔而功能強大的應用程序仍不斷開發。比如，一些化學機構(學會、協會、研究所、與化學和化工有關的國家部門以及高等院校的化學學院、化學系等)通過網絡為智能手機提供瀏覽最新科技新聞和出版物的專用入口。美國化學學會的iPhone應用程序可以通過以作者、關鍵詞、題名和文摘為檢索字段為用户提供超過850，000篇科研文獻和專著。像自然出版集團和英國皇家學會這樣的科學組織在其網站提供最新的播客，通過同步應用程序功能，允許用户將喜歡的播客下載到移動設備上。智能手機的應用程序除了可以提供學習指南外，也可以提供許多與元素、化合物相關的化學數據表。如：含有近2500萬化合物結構信息的在線數據庫-ChemSpider可以在移動設備上實現基於瀏覽器的應用程序訪問。此外，ChemMobi應用程序提供超過3000萬化學品的相關信息，該應用程序主要用於化學品的結構、性質和商業應用的搜索。

除了以上應用外，不少智能手機的應用程序也普遍應用於課堂教學中。比如，老師可以使用智能手機進行一些基本命令操作，包括將學生的照片與班級花名冊很好地結合起來，記錄觀測數據和白板上的註釋，掃描文件或製作概念構圖等。

2化學課堂上增強現實技術

增強現實技術通過把計算機生成的虛擬對象與真實環境融為一體，目前該技術與智能手機的結合主要有“無標記”和“有標記”兩種形式。無標記增強現實技術是基於全球定位系統(GPS)將數字信息輸入到手機相機的圖像中，而有標記的增強現實技術是使用物理參考點(如二維碼)將信息與智能手機連接起來。其中，有標記的增強現實技術尤其對化學家有用，因為它提供了一個簡單的方法將信息直接與物質實體連接起來，比如，智能手機讀取印刷在科學儀器表面的二維碼，就可以通過移動互聯網尋找到對應這個“條碼”信息的頁面乃至網站，從而獲取與該目標相關的豐富信息。這種帶有條碼標籤的“智能物體”在化學實驗室也非常有用，例如，實驗室儀器上的條碼可以幫助使用者鏈接到最新的操作説明書或操作視頻，帶有條形碼的試劑瓶可以把用户重定向到含有材料安全數據表(MSDS)或其他物理化學信息的網頁。另外，一些條形碼(如QR二維碼)已經擴展到支持化學結構的編碼。

3智能手機如何改變化學課堂

筆記本電腦在課堂教學中的使用已相當普遍，但學生更願意隨身攜帶智能手機，方便在任何地方、任何時間直接使用互聯網上廣泛的資源以滿足學習需求，並與學習夥伴、老師、專家交流。但目前有兩方面原因限制了智能手機在學生中的廣泛使用，一方面不是所有的學生能買得起價格昂貴的智能手機，另一方面一些智能手機的功能還不是很強大。所以，目前只是部分學校將智能手機在化學課堂教學中進行普及。比如，阿比林基督教大學化學系就積極推廣移動設備在化學實驗教學中的'使用，因為該校給每位學生分發了一台iPhone或iPodTouch。南緬因州大學的Lucille教授讓她的學生給常見的實驗室儀器製作簡單的教學視頻，然後在每台儀器上貼上二維碼，使教學視頻可以通過智能手機進行訪問。

電子書和手機閲讀的普及使得智能手機在化學教學材料提供上更加流行，其中化學元素在iPad平台上的全新展示就是一個典型例子。通過在iPad上安裝化學元素週期表(TheElements)應用程序，使用者可以在iPad的大屏幕上探索化學元素週期表中的118種化學元素，並閲讀元素背後的故事，瞭解它的起源、如何被發現，以及它在宇宙中的重要性。另外，還可以通過3D眼睛觀賞它的3D效果，並能即時連線到WolframAlpha運算知識引擎掌握元素的基本資料，包括元素的密度、狀態、原子量、原子價、沸點、熔點和用途等。不難想象，隨着科技的發展，類似的技術將進一步應用到iPad一類的其他閲讀器和以教學為主的其他學科。

綜上所述，隨着現代科技與移動通信技術的發展，智能手機在化學教學中的應用正在蓬勃發展。手機學習的概念將使各種年齡段的學生都能通過手機獲得學習內容，充分利用有限的時間來學習。但我們也要看到，移動學習只能作為學習者學習的一種有效的輔助形式，不會取代傳統課堂教學。智能手機為移動學習帶來的契機已被許多從事化學教育行業的人士發現，並付諸行動。但目前智能手機在化學教學中的應用仍處於探索階段，理論和技術都還不夠成熟，還沒有完全用於教育領域。但隨着無線通信技術的不斷髮展，以及智能手機的性能提升和價格進一步降低，智能手機將為學習者實現移動學習提供便利。