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浅谈CAI在化学课堂教学中的应用

发表时间:2006-1-5 来源:云南民族中学 作者:龙志勇 (共人浏览) 【字体:

二十一世纪计算机技术发展的主要方向是多媒体计算机技术。信息技术日新月异,对于教育和人才的培养提出了新的的挑战。计算机在教育教学上的应用日趋广泛。现在许多先进的学校都建成了校园网,构成了全方位、多渠道、交互式的教学体系。多媒体已成为当前计算机在教育领域中应用的新潮流。多媒体技术是指以计算机为核心,综合处理文字、图形、图象、动画、声音以及视频等各种信息传输手段为一体的信息,以表达更为丰富内容的方法。使用多媒体课件辅助教学是一种现代化教学手段和趋势。这不仅是教学技术的一种变革,也是在推行素质教育中使教学模式向信息化社会迈进的一种趋势。

一、化学课堂上应用多媒体的必要性

化学是一门基础自然科学,它研究物质的组成、结构、性质以及变化规律。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,记忆的成份较多;而微观世界和符号世界又比较抽象,难以理解,无论是教还是学都会产生枯燥乏味的感觉。怎样适应新形势下的教学,既完成好教学任务、提高教学质量,又较好地帮助学生从沉重的负担中解放出来,是摆在化学教师面前的一个重要课题。

应用多媒体,不仅可以创设多样化的学习情景,更可毫不费力地将传统教学中难于描述、难于突破的难点生动、形象地表现出来。例如,在实验室制取氧气的实验中,试管口向上倾斜以及结束实验时,先熄灭酒精灯再撤导管的错误操作,即使教师刻意去做也未必每次都会得到预期的效果(试管破裂)。另外,本着节约的目的也不能每次都给学生做这样的演示。通过电脑的动画模拟,则可以轻松地达到教学目的。

对于化学复习课而言,教学内容牵涉到基本概念和基本原理、元素化合物知识、化学实验以及化学计算等几个知识块,内容繁多,传统课堂的黑板、粉笔明显超负荷运转。但在多媒体技术帮助下,所有这些传统课堂的难题均能轻而易举地解决。

实践表明,当一个人长时间接受单一的刺激时,就会变得反应迟钝,心理学上称之为“孤独反应”。传统的教学方式主要是通过黑板、教科书等媒体进行。这些媒体在承载信息的种类和能力,使用的方便程度上都有较大的局限性。另一方面,学生长时间接受单一形式的刺激,容易形成“孤独反应”。多媒体技术的应用,能够把文字、图形、声音、影像、动画等传播媒体集于一体。对于学生而言,可以形成多角度、多层次的信息剌激,强化学生对知识的记忆和理解,缩短学生对知识的掌握时间。

总之,多媒体计算机引入课堂,与传统的教学方式有机地结合,相互补充,相得益彰,必定能使化学课堂教学得到最大的优化,取得最佳的教学效果。

二、 CAI在化学课堂上的具体应用

1、展示微观结构,模拟微观粒子的变化过程

利用计算机可以形象地展示分子、原子、原子团等微观粒子以及一些晶体的结构;采用电脑动画的手段,可以逼真地模拟出宏观变化中的微观过程。例如,化学变化中构成分子的原子相互分离又重新组合成新的分子的过程,原电池、电解池中电子的运行方向等。这样做的结果,能使学生较直观地认识事物的本质,降低了学生学习的难度。

2、模拟或再现化学实验

计算机模拟化学实验主要体现在以下几个方面:

其一是模拟错误操作。例如,在做乙烯的点燃实验时,我强调必须象点燃氢气一样事先验纯,否则会爆炸—学生们异口同声回答了这两个字,但却流露出无所谓的神情,这也难怪,以前初中老师在做氢气点燃实验时,只是嘴巴述说,难以给学生造成感性上的冲击,我不动声色轻触鼠标,打开有关Flash课件,伴随震耳的响声和玻璃四溅的场面,同学们惊呆了。我想:通过电脑动画模拟演示这一错误操作带来的后果,不但安全,而且通过声、光留给学生们心灵上的震撼要比老师强调一万遍深刻得多。

其二是严重污染环境,易使人中毒的实验。例如,一氧化碳还原氧化铜的实验,由于一氧化碳的毒性较大,很容易造成中毒事件。如果改用计算机进行模拟,既可以直观地观察到实验过程中的各种现象,又可以避免对师生身体的损害。类似的还有氯气、硫化氢的性质实验等。

其三是难度较大,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,如铁生锈、胶体的电泳实验等。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。 还有一些实验在前面曾经做过,但又间隔时间过长已经淡忘了。例如,高中化学学习硫的化学性质时,教材中提到,初中已经学过硫跟氧气的反应。但是,学生对这一反应已经没有多少印象了。这时可以用计算机演示初中化学中硫在空气和氧气中燃烧的实验,既巩固了所学知识,又节约了时间。

3、模拟工业生产流程

中学化学教材中的《氨的催化氧化》、《接触法制硫酸》等化工生产课,可以用计算机模拟整个化工生产流程以及某一反应设备内的反应现象,使学生如身临其境一般了解到工业生产的全过程,增强了教学的趣味性和实用性。比如:我在进行有关环境保护讲座时,首先放了一段记录片,从而使学生感到环保就在我身边,并自发产生了环保意识,为我的讲座顺利进行创造了良好气氛。

4、复习课中的应用

计算机课件的超文本方式以及多级菜单结构设计形式,正好适合复习课内容多、知识跨度大、板书多的特点。另外,把各实验的重要现象剪辑起来,插入到复习课件中去,可以巨大的提高复习效率。

三、化学教学中使用多媒体课件的时机

使用化学多媒体课件在课堂上不是替代教师,而是辅助教师进行教学,故此不能将化学多媒体课件设计编制成课本教材的翻版。化学课堂教学,不是每堂课都适宜用多媒体手段。灵活使用多媒体弥补传统教学中的不足,是使用多媒体课件的最高境界。我们应该将多媒体课件作为课堂教学点睛之笔。化学教学中能使用多媒体课件的地方,我觉得应该主要有以下几类:
1、微观粒子的变化、运动及晶体构型。分子、原子、离子、电子的运动变化是用肉眼甚至显微镜所看不到的,通常用挂图和模型,缺乏生动性,而微粒运动变化的过程却无法充分展示。利用多媒体课件能使学生很快地理解而和接受。比如化学反应的实质、溶解平衡、质量守恒定律、有机物空间构型、原电池、电解等等。
2、元素化合物的实际用途或现代化科研设备与化工生产设备及工艺流程的演示。每学习一种新的单质或化合物,其用途可能只有课文中简单的描述,学生难记易忘。石油化工、接触法制硫酸、工业上合成氨、碘的升华、某些物质合成等等,有些甚至老师都没有见过,学生只能凭借有限的想象。如果利用多媒体课件、实物照片投影、视频资料等将极大的改善学生的学习效果。
3、错误性实验操作后果的危害。如吹灭酒精灯、排水法收集氧气先撤酒精灯再抽导管、浓硫酸的稀释、点燃可燃性气体前不检验气体纯度等实验操作后果。由于有危险,一般老师只讲不应该这么做,无法做实验验证,导致学生印象不深刻。把这些危害后果制成多媒体课件,学生将直观得到感受,在以后的实验中避免错误操作。
4、有毒、有害以及在短时间内无法完成的实验。如一氧化碳、硫化氢等毒性实验、铁的生锈、煤和石油的分馏等,常规教学只能教师口述,而多媒体课件将发挥无可替代的作用。5、总结复习,多媒体手段能充分体现其容量大的特点。特别对于概念理论、相互间的演变、对比总结、实验装置复习等尤其有效。比如复习乙醇的化学性质时,用Flash制成的分子结构及在不同条件下的断键方式,不用多说话,学生一目了然。

四、化学教学中使用多媒体课件的误区               

应用多媒体手段辅助教学要明确其地位是“辅助”而不是“代替”,多媒体手段与常规教学应该是相辅相成的关系。多媒体课件是突出教学重点、突破教学难点的工具,凡是能够用普通媒体如模型、挂图等实现的就无须用多媒体课件展示。粉笔和黑板仍然是我们老师的主要教学工具。教师千万不要把自己当成“放映员”,更不能把用多媒体手段作为“黑板搬家”。教师在课堂上的主导作用是不能变的。尤其注意可以课堂演示的普通化学实验绝不能以录像或动画代替。实验是任何其他媒体所取代不了的,因为实验本身是最直接、最生动的媒体,化学教师不能舍本逐末,放弃应做的实验而去用计算机模拟实验过程。使用多媒体课件不能赶“时髦”,图“花哨”,否则将削弱教学效果。

 总之,多媒体计算机辅助教学能从各方面培养学生的分析能力、想象能力、抽象思维能力,通过多媒体计算机的使用,使学生对许多内容一目了然,拓展了学生的知识面,节省了教师大量的课堂授课时间,在相同时间内增加了信息量,使学生获得了更多的知识,提高了教学效率。同时,因特网上有大量的信息资源,学生在学会自己搜集信息资料的同时,也增强了处理信息的能力。

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