多媒体技术在化学实验教学中的运用
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作者: 张英樱
摘要： 在化学教学中实验极为重要，但通过化学实验所观察到的往往只是一些宏观的、表面的现象，其中的微观变化情况却无法看到，学生难以理解。随着现代教育技术的发展，计算机应用于教育领域，给化学课堂教学注入了新的活力。将多媒体技术应用在化学教学中，能解决化学实验中的许多问题。
关键词： 化学教学 教师演示实验 多媒体教学 注意点
化学是一门基础自然科学，它研究物质的组成、结构、性质及变化规律。化学有三个世界：宏观世界、微观世界和符号世界。宏观世界所包含的物质种类繁多，知识零碎，记忆的成分较多；微观世界和符号世界比较抽象，难以理解，无论是教师还是学生都会产生枯燥乏味的感觉。当然化学又是一门以实验为基础的自然科学，化学课堂离不开化学实验。在基础化学教学中，化学实验的重要性是显而易见的。实验教学对于帮助学生形成化学基本概念，理解和掌握化学基础知识，以及培养基本技能具有独特的不可替代的功用。此外，它还是化学学科实施素质教育和STS教育的最有效的途径。因此，加强实验教学是全面提高化学教学质量的重要途径。高中化学课本中有187个演示实验，50个学生实验，各层次不同能力要求的自创实验、设计实验、实验评价与改进、综合实验等。
一、教师演示实验的重要性
在课堂教学中，教师演示实验占有重要位置，它具有两方面的作用：其一，通过观察实验现象、分析实验过程和对实验数据的处理，得出自然科学的概念和规律。其二，教师的演示实验对学生学习实验操作方法还具有示范作用，演示实验的这一功能是其他形式的实验所无法体现的。可见，演示实验是化学教学中最生动、最有效的直观手段，有非常重要的作用。
二、利用多媒体技术辅助教学优势
但课堂上的演示实验必须考虑时间性、安全性、可操作性，所以很多实验的开设受到一些限制。而且，通过化学实验所观察到的往往只是一些宏观的、表面的现象，其中的微观变化情况却无法看到，学生难以理解。随着现代教育技术的发展，计算机应用于教育领域，给化学课堂教学注入了新的活力。将多媒体技术应用在化学教学中，能解决化学实验中的许多问题，如：时间紧、危险大等。多媒体教学主要有以下几个方面的优势：
一是转换反应的速度。有的实验反应瞬间即成，如Cl2与H2混合光照反应刹那间就完成了，观察者很难捕捉到过程现象，像这种实验可通过课件模拟实验，减缓反应速度，帮助理解反应原理的分析。又如，观察Fe(OH)2沉淀的颜色，由于Fe(OH)2白色沉淀很容易被空气中的氧所氧化为Fe(OH)3，学生难以观察到稍纵即逝的Fe(OH)2白色沉淀现象。教学时，如用多媒体课件，把一瞬即逝的生成Fe(OH)2白色沉淀的现象定格在屏幕上，学生就能消晰地看到白色的Fe(OH)2；或用慢镜头放映，学生还观察到Fe(OH)2被氧化的白色→灰绿色→红褐色的颜色变化过程，且记忆牢固。再如，铜和稀硝酸反应生成无色NO气体，白色AgOH常温下迅速分解生成暗棕色Ag2O沉淀等，也可用多媒体进行教学，以突出这类实验的主要现象。还有的反应需要一定的时间，如乙烯的制取、多糖的水解等，这些实验利用多媒体又可化慢为快，给学生以更多的自主空间去探讨。
二是化危为安。许多化学实验会产生有毒物质，或具有一定的危险性，如果操作不当，就有可能发生意外事故。化学实验中的一些错误操作，只能靠教师讲其错误的原因，以及错误操作可能带来的危害，不能为了加深学生印象而用实验证明，否则会造成危险。用计算机动画模拟这些错误操作，将错误分解，放慢动作，不仅可以把错误的原因演示清楚，而且可以渲染气氛，学生看后印象深刻。如下列错误操纵都可用动画来模拟：稀释浓硫酸时将水倒入浓硫酸中，液体沸腾飞溅；点燃没有检验纯度的氢气，导致氢气发生装置爆炸；用排水法收集氧气时先停止加热，后将导管移出水面，水倒吸入试管，试管炸裂；加热装有液体超过容积三分之一的试管时，液体冲出管外，等等。学生看到错误操纵的危险性，会加深对错误原因的理解，印象深刻。又如氯气制取、除杂、干燥、性质、尾气处理等综合实验危险性极大，极易引起中毒；石蜡裂化所需时间长，裂化的产物检验现象不明显，如果违反操作，使高锰酸钾溶液倒吸入反应容器里，褪色现象虽然很明显，但易发生事故，像这类实验都可以用课件模拟实验来阐明。
三是化微型为宏观，微量夸大化。在有的实验中微观粒子的流动是不可视的，为了促使形象思维上升到抽象思维，需要构建一个使学生的认知发生过渡的思维平台，如原电池中微观的电子流流向，阴、阳离子流向，电子互换；弱电解质的电离平衡过程展示都需要通过多媒体模拟实验课件用上述观点来完成。还有的实验反应速度慢，浓度极低，生成量太少，而影响定性实验分析的实验，也需通过课件实验将微量聚合造形夸大，如在碳酸氢钠中加入氯水；分析反应速度变化，如盐酸与锌反应中加入大量醋酸钠观看反应中气泡产生，实体很难观察到，通过课件实验会历历在目。
四是化无形为有形。此法适用于气体制取、除杂、性质、尾气处理综合实验；气体流向及变化分析；演示倒吸可能产生的危害；分析实验中的化学原理，如苯酚与浓溴水反应，旧健断裂，新健产生，无形变化化为有形，能帮助学生加强理解。
五是化难为易。此法适用于讨论实验装置的系列衍变；不同气体用不同装置制取的辨析；综合装置的设计与变迁；讨论某气体收集由排气法转移到排水法，拓展转移到防倒吸原理分析，运用于喷泉实验中。像这样富含知识、能力、创造性的实验用课件能化难为易；也适用于各阶段的实验复习中；还适用于难以实现的实验（如甲烷的取代反应）；并适用于仪器的剖面分析（如制蒸馏水、乙烯温度计的水银球位置确定的区别）。
六是化微声为有声。有些化学实验是伴有声音，为增强效果需放大音量。如镁条燃烧、钠与水反应、检验乙醇与钠反应产生的氢气。在这些实验中声音都很微弱，不易察觉。有的实验在模拟错误操作中，为增强危险感也必须配制声音，以渲染效果，充分调动学生的各种感官，而产生兴趣。
当然这六个要领不是独立使用的，根据实情，它们彼此相辅相成。教师应综合使用，利用多媒体技术对化学实验开发、加工、再创造、再设计，以求实验课件的最优融合。
三、利用多媒体技术辅助教学的注意点。
发展为第一要务，研究也要在发展中日臻完善。实验偶而会出现始料未及的现象，事实胜于雄辩的亲身感受，会激起学生思维的一种亲近感。利用多媒体技术形成的模拟实验课件，虽有声、形、图、动画，毕竟在银屏上只是一幅流动的平面画，表现不出实体实验的多重困难、多向复杂。因此在用多媒体设计模拟实验时，我们应有清醒的认识：优秀作品课件实验代替不了实体实验，它只是一个补充。所以在多媒体教学中还有很多值得我们深思的问题：一是恰当设置容量，防止信息负荷过大，导致学生根本没有足够的交互活动与思维空间，自创能力被压抑，导致消化不良而削弱多媒体的优势。二是多媒体课怎样充分体现主导、主体作用，有效地促进课堂的最佳效益。三是怎样克服流于形式，滥用多媒体教学。四是怎样处理好教学与辅助教学的关系。五是在课件设计设置中怎样体现更合理，更充分展示出现代技术的优势，使师生共享优势资源。多媒体的作用是对教学有所帮助和解放，而不是耗用大量的精力盲目制做课件。六是怎样使设计的课件具有鲜活的个性和灵性，以便于推广增强实用性。如果能解决这六个问题，将多媒体技术恰当地应用在化学实验教学上，将使我们的课上得更加生动、更加精彩。
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