专题专栏

化工学院青年教授周加贝:用MR技术引领化学

发布时间 :2024年01月25日 来源 :教务处 编辑 :王彦东 浏览量 :

周加贝,川大化学工程学院的一名青年教师,以高科技、趣味性的课堂教学闻名川大内外。MR混合现实、3D空间教学、打boss刷题、有奖竞答、拼方程式卡片、外太空探索计划和穿越……黑科技感混合着极强趣味性的游戏,这些是周老师的课堂常态。周加贝的课堂不仅对学生充满了吸引力,还获得过不少主流媒体的关注,光明日报、新华社等媒体都曾刊载过专门报道。在学校,他曾获得十佳青年教师、校探究式-小班化竞赛工科第一名、学院“化工之星”青年优秀人才奖、四川大学“五粮春青年教师优秀教学奖”等荣誉。2023年,他主讲的“近代化学基础”课程被认定为第二批国家级线上线下混合式一流课程。

自2017年起,周老师开始在化学教育中融入MR(混合现实)技术,这一举措不仅打破了传统教学模式的局限,还为学生带来了前所未有的互动学习体验。

MR技术:化学教学的新动力

周老师首次将MR技术引入“近代化学基础”课程,有效地将抽象的化学概念和结构转化为直观的三维模型。在晶胞结构、Wade规则等复杂概念的讲解中,这种技术的应用大幅提升了学生的理解能力和学习效率。

周老师用手一点,在他背后的智慧教室大屏幕里,教室里浮现出5个d轨道的角度分布模型,用手向左一拉,一个模型被拉到他面前,他再发出旋转指令,模型随着他的手势旋转而旋转,他再发出一个指令,模型回到原位,他带着同学们一一认识这5个角度分布的特点并进行分类。这个第一章的难点,就被轻松被击破,同学们纷纷拿出手机,记录下这一刻。

周老师再用手一点,八面体晶体场出现在轨道角度分布模型里,他依次走过每个模型,适当的旋转模型的角度,同学们立刻明白里八面体晶体场对于5个d轨道的斥力不同的原因,这也是晶体场理论里面的难点,周老师接下来把能量较高的两个d轨道放到了教室的天花板。

在和同学们的互动中,周老师运用HoloLens一次次的构建起实时的三维模型,并和同学们从不同角度去观察学习。同学们随着老师的视角全方位的观察了他们要学习的化学结构。

 

三维视角:突破二维教学的界限
传统化学教学中,二维的PPT、黑板和教材往往难以有效传达三维结构的复杂性。周老师利用MR技术,将这些复杂结构在三维空间中生动展示,极大地促进了学生的空间想象和理解。


互动式学习:提高学生参与度

在周老师的课堂上,学生不再是被动的知识接收者,而是能够与课程内容进行直接互动。这种教学方式不仅加深了学生对化学知识的理解,也显著提升了他们的学习兴趣和参与感。

融合创新与传统:教学方法的多样性

周老师在推广MR技术的同时,依然重视传统教学方法的价值。他认为,根据教学内容的不同,选择适当的教学方式是教学成功的关键。对于一些不涉及复杂三维结构的知识点,周老师更倾向于使用二维动画或传统教学方法。

周老师的这种创新教学方式受到了学生的广泛好评。他们表示,这种高科技和互动性强的学习方法不仅使学习更加有趣,还使得复杂的化学概念更加易于理解。