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媒体课件作为一种动态、高效、大容量的现代化的教学媒体,传递的信息具有生动、直观、富于表现力和感染力、容易再现等特点,可以形象、逼真地表示宏观世界的化学现象以及微观世界的原子、分子等物质的内部变化和发展过程,能艺术地表现化学世界的奥秘,从而有效地激发学生的好奇心,帮助学生理解化学知识。现实中一些难以做到的实验,在多媒体课件中通过动画的形式能很好地模拟做出来。多媒体教学的大信息、高容量、省时、省力的优势是传统教学无法比拟的,因此对提高课堂时效大有裨益。通过组织学生观察演示实验、亲自动手进行分组实验,不仅可以培养学生的观察能力、分析问题的能力,同时还培养了学生严谨的科学态度和创造性思维的能力。因此,笔者认为,计算机辅助教学具有一定的局限性,我们有必要对多媒体课件进行选择制作,以下内容适宜于采用多媒体课件进行教学。
1.展示微观结构,模拟微观粒子的变化过程
化学中关于微观世界的知识内容,人们不能通过肉眼直接观察,比较抽象,对老师的教、学生的学都带来了一定的困难,如何将微观内容“实体化”,便成为我们要解决的重要问题。教学中,我们感到晶体结构(如NaCl、Si02、石墨、金刚石、干冰等)、较复杂的分子结构、有机物的同分异构等内容,有时通过语言描述比较困难,结构模型的使用又很不方便;而借助于计算机特殊的动画功能则可以对它们任意进行拆分、组合、旋转、着色等操作,既有利于学生对物质结构的理解,又有利于学生空间想象能力的培养。微观粒子的运动对学生来说是较难理解的,又不可能通过化学实验演示,如电子在核外的运动、将微观过程加以宏观模拟,把宏观场景作微观处理,对瞬间变化搞定格分析,增强学生对事物的理性认识,使“教”与“学”变得易于开展。例如,无机化学中《共价键》这一节,要阐述微观原子之间的相互作用,这些内容很抽象,看不见,摸不着,描述也很困难。需要学生具有较强的空间想象能力和抽象思维能力,大多数学生理解起来感到很吃力。为了化解这一难点,课件具体设计时,首先在计算机屏幕上显示氢原子结构示意图,这样可直观看到它的核外电子排布,同时,展示氢原子的电子云图形,然后将两个氢原子的电子云同时移动接近到某一定距离时,电子云有部分发生重叠,重叠部分电子云密度增大,负电性增强,对两核产生吸引力,当相互吸引和排斥达到平衡时,形成稳定的氢分子——形成共价键。
2.难以实现的化学实验的模拟
由于化学实验室硬件条件的限制,并考虑到实验经费的不足和实验的时间、安全等因素,很多实验难以作为演示实验或学生实验走进课堂,这时,可采用计算机模拟演示。
(1)模拟有毒、有害的化学实验
通过模拟演示实验,模拟有毒、有害的化学实验,减少环境污染。目前一般学校教室里都还不配备通风橱,有些污染大的演示实验如:苯的溴化反应,铜与硝酸的反应对环境都造成污染;液溴和二氧化氮毒性较大,不适宜在教室里演示,这时,可借助计算机多媒体课件来完成。
(2)难度较大,成功率较低或反应较慢的实验
有一些实验由于受到各种因素的影响,往往不易成功或现象不明显,影响教学效果。例如,氢气和氯气混合点燃爆炸、焰色反应、氢气燃烧时的火焰颜色等。也有一些实验反应太慢,课堂上完不成的反应速率过慢的实验(如铁的生锈过程)、变化极快无法在课堂上直接演示的实验。对于这些实验操作或生产过程,学生既要理解课本中的文字内容,又要发挥想象力。采用动画模拟,可以直接将实验过程显示出来,真实感极强,既能减轻教师的负担,又能提高教学效果。
(3)装置复杂、药品稀贵的实验在化学实验中,一些大型的实验设备(如核磁共振仪)价格昂贵,很多学校都没有条件配备,将其制作成图片,用动画模拟操作过程,再带学生到机房参观,可以收到事半功倍的效果;黄金溶于王水的实验,黄金较为昂贵,这类实验可以用模拟实验来代替。
(4)错误实验操作
模拟一些错误的实验操作,使学生亲身感受到错误操作的危险,从而避免错误操作的发生。例如:稀释浓硫酸时,将水倒入浓硫酸,液体沸腾飞溅出来;用排水法收集氧气,实验结束时先停止加热,后将导管移出水面,从而引起水的倒吸使试管炸裂等。
(5)化工生产过程
对于一些化工生产过程,我们不可能将学生带到现场,带到反应装置中去参观,如接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、石油的炼制、钢铁冶炼等,学生大多数未见过,缺乏感性认识,用多媒体技术在计算机屏幕上进行宏观缩小、动静结合、形象逼真地表现出一步步生产过程,对各个环节也可重复演示或局部放缩,耗时少,效果佳。使知识由抽象变为形象,降低了学生对知识理解的难度,让学生在一种轻松愉快的气氛中掌握知识。
值得注意的是:化学多媒体实验仿真软件演示容易操作容易成功,省时省力,很受我们教师欢迎,也很容易产生 “做真实性实验麻烦,不易把握,有实验失败的风险”等想法,导致有的年青老师多采用多媒体实验仿真,不愿做真实性演示实验。但“仿真”毕竟不是“真”,它是人为预设的,不能替代化学实验的真实性。有条件的话,还是尽量多做真实性实验,培养学生实事求是的科学态度。
总之,运用计算机进行辅助教学是教育现代化工程的需要,我们一定要更新观念,坚持以化学实验为主,计算机模拟教学为辅的原则,扬长避短,以最优化的化学实验结构促进化学教育教学工作,为教育现代化工程的早日实现作出应有的贡献。
(作者单位:河南省太康县第二高级中学)
1.展示微观结构,模拟微观粒子的变化过程
化学中关于微观世界的知识内容,人们不能通过肉眼直接观察,比较抽象,对老师的教、学生的学都带来了一定的困难,如何将微观内容“实体化”,便成为我们要解决的重要问题。教学中,我们感到晶体结构(如NaCl、Si02、石墨、金刚石、干冰等)、较复杂的分子结构、有机物的同分异构等内容,有时通过语言描述比较困难,结构模型的使用又很不方便;而借助于计算机特殊的动画功能则可以对它们任意进行拆分、组合、旋转、着色等操作,既有利于学生对物质结构的理解,又有利于学生空间想象能力的培养。微观粒子的运动对学生来说是较难理解的,又不可能通过化学实验演示,如电子在核外的运动、将微观过程加以宏观模拟,把宏观场景作微观处理,对瞬间变化搞定格分析,增强学生对事物的理性认识,使“教”与“学”变得易于开展。例如,无机化学中《共价键》这一节,要阐述微观原子之间的相互作用,这些内容很抽象,看不见,摸不着,描述也很困难。需要学生具有较强的空间想象能力和抽象思维能力,大多数学生理解起来感到很吃力。为了化解这一难点,课件具体设计时,首先在计算机屏幕上显示氢原子结构示意图,这样可直观看到它的核外电子排布,同时,展示氢原子的电子云图形,然后将两个氢原子的电子云同时移动接近到某一定距离时,电子云有部分发生重叠,重叠部分电子云密度增大,负电性增强,对两核产生吸引力,当相互吸引和排斥达到平衡时,形成稳定的氢分子——形成共价键。
2.难以实现的化学实验的模拟
由于化学实验室硬件条件的限制,并考虑到实验经费的不足和实验的时间、安全等因素,很多实验难以作为演示实验或学生实验走进课堂,这时,可采用计算机模拟演示。
(1)模拟有毒、有害的化学实验
通过模拟演示实验,模拟有毒、有害的化学实验,减少环境污染。目前一般学校教室里都还不配备通风橱,有些污染大的演示实验如:苯的溴化反应,铜与硝酸的反应对环境都造成污染;液溴和二氧化氮毒性较大,不适宜在教室里演示,这时,可借助计算机多媒体课件来完成。
(2)难度较大,成功率较低或反应较慢的实验
有一些实验由于受到各种因素的影响,往往不易成功或现象不明显,影响教学效果。例如,氢气和氯气混合点燃爆炸、焰色反应、氢气燃烧时的火焰颜色等。也有一些实验反应太慢,课堂上完不成的反应速率过慢的实验(如铁的生锈过程)、变化极快无法在课堂上直接演示的实验。对于这些实验操作或生产过程,学生既要理解课本中的文字内容,又要发挥想象力。采用动画模拟,可以直接将实验过程显示出来,真实感极强,既能减轻教师的负担,又能提高教学效果。
(3)装置复杂、药品稀贵的实验在化学实验中,一些大型的实验设备(如核磁共振仪)价格昂贵,很多学校都没有条件配备,将其制作成图片,用动画模拟操作过程,再带学生到机房参观,可以收到事半功倍的效果;黄金溶于王水的实验,黄金较为昂贵,这类实验可以用模拟实验来代替。
(4)错误实验操作
模拟一些错误的实验操作,使学生亲身感受到错误操作的危险,从而避免错误操作的发生。例如:稀释浓硫酸时,将水倒入浓硫酸,液体沸腾飞溅出来;用排水法收集氧气,实验结束时先停止加热,后将导管移出水面,从而引起水的倒吸使试管炸裂等。
(5)化工生产过程
对于一些化工生产过程,我们不可能将学生带到现场,带到反应装置中去参观,如接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸、石油的炼制、钢铁冶炼等,学生大多数未见过,缺乏感性认识,用多媒体技术在计算机屏幕上进行宏观缩小、动静结合、形象逼真地表现出一步步生产过程,对各个环节也可重复演示或局部放缩,耗时少,效果佳。使知识由抽象变为形象,降低了学生对知识理解的难度,让学生在一种轻松愉快的气氛中掌握知识。
值得注意的是:化学多媒体实验仿真软件演示容易操作容易成功,省时省力,很受我们教师欢迎,也很容易产生 “做真实性实验麻烦,不易把握,有实验失败的风险”等想法,导致有的年青老师多采用多媒体实验仿真,不愿做真实性演示实验。但“仿真”毕竟不是“真”,它是人为预设的,不能替代化学实验的真实性。有条件的话,还是尽量多做真实性实验,培养学生实事求是的科学态度。
总之,运用计算机进行辅助教学是教育现代化工程的需要,我们一定要更新观念,坚持以化学实验为主,计算机模拟教学为辅的原则,扬长避短,以最优化的化学实验结构促进化学教育教学工作,为教育现代化工程的早日实现作出应有的贡献。
(作者单位:河南省太康县第二高级中学)