蔣亞平

摘 要： 本文介紹了計(jì)算機(jī)多媒體在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用，以及在使用過程中需要注意的問題。合理適量使用多媒體，可達(dá)到提高教學(xué)效率、強(qiáng)化教學(xué)效果的目的。

關(guān)鍵詞： 多媒體 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)應(yīng)用

一

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，掌握化學(xué)知識(shí)離不開實(shí)驗(yàn)。戴安邦教授說：“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的一種最有效的形式?！蓖ㄟ^實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手操作能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。俗話說“眼過十遍，不如手過一遍”，學(xué)生通過動(dòng)手操作，手腦并用，可加深對所學(xué)知識(shí)的理解和記憶。一些常規(guī)的基本操作實(shí)驗(yàn)，要力爭由學(xué)生親自完成或配以教師適當(dāng)?shù)难菔?。但是，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也存在一些不足，如工業(yè)生產(chǎn)、工藝流程不可能“搬”進(jìn)課堂；有的實(shí)驗(yàn)過快，不易觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；有的實(shí)驗(yàn)過慢，不可能在課堂內(nèi)完成；有的實(shí)驗(yàn)易燃易爆或有劇毒物質(zhì)參加反應(yīng)……這些實(shí)驗(yàn)都不可能演示。但是我們可以利用計(jì)算機(jī)來模擬演示，從而達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入新的活力，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的目的。

1.模擬實(shí)驗(yàn)原理

用計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，主要向?qū)W生展示宏觀現(xiàn)象中看不到的微觀過程。如物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，學(xué)生理解起來很困難，而多媒體能很好地解決這個(gè)問題。多媒體輔助教學(xué)以其豐富的表現(xiàn)力把化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)過程形象生動(dòng)地呈現(xiàn)出來，特別是對于學(xué)生平時(shí)無法觀察的、難以理解的現(xiàn)象、過程更顯示其巨大的作用，為化學(xué)知識(shí)的理解和掌握提供了最充分的認(rèn)知。在學(xué)習(xí)“酯化反應(yīng)”時(shí)，學(xué)生對酯的形成過程很難想象出來，通過多媒體技術(shù)，運(yùn)用三維動(dòng)畫，生動(dòng)、形象地模擬演示乙酸分子斷裂羧基中的羥基和乙醇分子斷裂羥基中的氫原子（兩分子中碳原子用黑色球體表示，氫原子用綠色球體表示，乙酸分子中氧原子用紅色球體表示，乙醇分子中氧原子用黃色球體表示），隨后斷裂的基團(tuán)進(jìn)行重新組合，即CH■CO-與CH■CH■O-結(jié)合成CH■COOCH■CH■，-OH與-H結(jié)合成H■O。學(xué)生通過觀察舊鍵斷裂、新鍵形成及生成物氧原子的顏色，很容易掌握酯化反應(yīng)的過程。通過動(dòng)畫演示，可以把抽象的內(nèi)容具體化，把微觀世界宏觀化，達(dá)到寓教于樂的目的。多媒體使許多通?？床灰姷姆磻?yīng)過程變成生動(dòng)有趣的動(dòng)畫過程，它使學(xué)生看到放大了的原子世界和在化學(xué)變化中分子分解、原子重新組合的過程，同樣甲烷的取代、乙烯的加成聚合、酯的水解、鹽的水解、電解、電鍍原理、電化學(xué)的電極反應(yīng)等都可以利用多媒體進(jìn)行很好的說明。

2.模擬有污染、不安全的實(shí)驗(yàn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一些實(shí)驗(yàn)由于有有毒物質(zhì)參與反應(yīng)，一方面污染環(huán)境，另一方面可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的效果。若在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，則影響學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，例如，氯氣、硫化氫、二氧化硫等氣體的制備，氫氣與氧氣、氫氣與氯氣的爆炸反應(yīng)等。這些實(shí)驗(yàn)都可以用計(jì)算機(jī)模擬演示，既彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不利因素，使學(xué)生易于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又保護(hù)了環(huán)境，增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

3.模擬實(shí)驗(yàn)室中難以成功的實(shí)驗(yàn)

由于實(shí)驗(yàn)條件限制，某些實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室中成功率較低、現(xiàn)象不明顯，如金屬的焰色反應(yīng)、極性分子與非極性分子的比較、鹽的pH值測定，膠體電泳等。通過借助計(jì)算機(jī)技術(shù)制造模擬實(shí)驗(yàn)，并賦予一定的色彩顯示出來，具有極強(qiáng)的真實(shí)感。

4.模擬實(shí)際生產(chǎn)

學(xué)習(xí)知識(shí)是為了應(yīng)用，指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)于社會(huì)。對于類似工廠中的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)設(shè)備等方面的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生受知識(shí)水平、生活環(huán)境等因素的限制學(xué)起來比較吃力，學(xué)生既要理解課本中的文字內(nèi)容，又要發(fā)揮想象力。我們可借助計(jì)算機(jī)形象、直觀地演示，如硫酸、硝酸的工業(yè)制法，糠醛的制備，合成氨、石油的重整、裂化、分餾，水泥的生產(chǎn)、鋼鐵冶煉等，將這些抽象復(fù)雜不易弄懂的內(nèi)容制成軟件，在屏幕上進(jìn)行宏觀縮小，局部放大，動(dòng)靜結(jié)合，圖文并茂，在短時(shí)間內(nèi)多角度多層面地展示反應(yīng)流程，使學(xué)生獲取多維信息。使知識(shí)由抽象變?yōu)樾蜗?，降低學(xué)生對知識(shí)理解的難度，讓學(xué)生在一種輕松愉快的氣氛中掌握知識(shí)，體會(huì)所學(xué)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，由此實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的統(tǒng)一。

5.模擬錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作

許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)有毒，或具有一定的危險(xiǎn)性，如果操作不當(dāng)，就有可能發(fā)生意外事故。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一些錯(cuò)誤操作，只能靠教師口述其錯(cuò)誤的原因及錯(cuò)誤操作可能帶來的危害，不能為了加深學(xué)生印象用實(shí)驗(yàn)證明，否則會(huì)造成危險(xiǎn)。用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫模擬這些錯(cuò)誤操作創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，將步驟分解，放慢動(dòng)作，不僅把錯(cuò)誤的原因演示清楚，而且可以喧染氣氛，學(xué)生看后印象深刻。下列錯(cuò)誤操作都可用動(dòng)畫模擬：稀釋濃硫酸時(shí)將水倒入濃硫酸中，液體沸騰飛濺；點(diǎn)燃沒有檢驗(yàn)純度的氫氣導(dǎo)致發(fā)生裝置的爆炸；碳酸氫鈉的加熱分解，試管口向上，生成的水倒流，引起試管的炸裂，用排水法收集氧氣時(shí)先停止加熱，后將導(dǎo)管移出水面，水倒吸試管炸裂；加熱裝有液體超過容積1/3的試管時(shí)，液體沖出管外；制備氯氣時(shí)沒有尾氣吸收裝置造成人員中毒等。學(xué)生看了錯(cuò)誤操作的動(dòng)畫演示，對錯(cuò)誤操作的原因及危害有了更深刻的理解，效果頗佳。

二

多媒體在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用是不容置疑的，它使實(shí)驗(yàn)形象直觀化，可局部放大某些一般實(shí)驗(yàn)中不易觀察但又很重要的現(xiàn)象，同時(shí)規(guī)范學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作，為學(xué)生獲取知識(shí)、發(fā)展智力、提高能力開辟了更加寬廣的道路。但必須明確：多媒體是為教學(xué)服務(wù)的，它在教學(xué)中處于從屬地位。在教學(xué)中我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到：

1.實(shí)驗(yàn)的模擬具有選擇性

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)，一般只用來模擬少數(shù)藥品昂貴，裝置復(fù)雜，反應(yīng)中產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，不易控制的實(shí)驗(yàn)和少數(shù)反應(yīng)速度太快或太慢的實(shí)驗(yàn)，以及在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課上重復(fù)已做過的實(shí)驗(yàn)。它可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，對實(shí)驗(yàn)中的基本操作起指導(dǎo)作用，但不能代替學(xué)生親自操作，親自觀察，更不能使學(xué)生獲得化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能，計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)只是提供一種手段，起輔助作用。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是唯一的

計(jì)算機(jī)模擬的實(shí)驗(yàn)無論是儀器裝置，還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果大都比較理想化，它不需要考慮實(shí)驗(yàn)過程。而實(shí)際操作，是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，受儀器設(shè)備，外界環(huán)境因素的影響，它是隨機(jī)的、可變的、不確定的、什么狀況都有可能發(fā)生，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也不是固定的，如計(jì)算機(jī)模擬銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)中，就不需要考慮兩金屬片的純度，組成原電池，銅片有氣體產(chǎn)生，鋅片無氣泡，但在實(shí)際操作中，兩個(gè)金屬片上都有氣泡。這又該怎么解釋呢？我們可以當(dāng)成新的問題引導(dǎo)學(xué)生去探討，從而了解原電池的本質(zhì)。

總之，多媒體在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，能變抽象為具體，變復(fù)雜為簡單，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，開闊視野，活躍思維，培養(yǎng)能力。但是，我們在實(shí)際應(yīng)用中要結(jié)合課堂教學(xué)的需要，合理適量地使用多媒體，使其真正起到輔助作用，以保證化學(xué)教學(xué)過程的最優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]傅海平.淺談教育技術(shù)中心開展多媒體教學(xué)的幾點(diǎn)做法.信息工程大學(xué)電子技術(shù)學(xué)院信息網(wǎng)，2003.09.11.

[2]丁非，王學(xué)松.計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)的局限性與電子課件選擇，化學(xué)教育，2000（7）.

[3]金林.構(gòu)建CAI課件學(xué)習(xí)環(huán)境.職業(yè)技術(shù)教育，2000（28）.