高中化學課本中有187個演示實驗,50個學生實驗,以及各層次不同能力要求的自創實驗、設計實驗、實驗評價與改進、綜合實驗等。傳統的課堂實驗教學存在著許多難以克服的弊端,利用多媒體技術改進實驗教學手段,可以克服這些弊端,增強實驗的可視性、可聽性、直觀性、可控性,加強動態感、形象感、立體感。
1 利用多媒體技術模擬演示實驗,增強實驗可視度
1.1 用視頻投影放大,增強實驗可視度化學演示實驗中,有許多實驗現象可視度小,單靠教師在講臺上做,學生下邊看,難以達到預期的目的。利用投影儀或利用攝像探頭實地攝影,然后再通過大屏幕電視,使演示裝置得到放大,提高細微現象的可見度,實驗現象更清晰;或者利用視頻投影儀將演示操作過程予以放大,通過多媒體,將操作過程轉播到每位學生面前的計算機屏幕上。例如:酸(堿)式滴定管、量筒、容量瓶、托盤天平的使用教學,可將演示過程放大,將關鍵部位利用特定鏡頭展現給學生。又如:試管實驗,焰色反應實驗及原電池原理的演示等均可通過放大展示給學生。
1.2 模擬實驗過程,轉換反應速度有的化學變化瞬間即逝,學生注意力難以集中,感官刺激強度不足,如:高一教材中Cl2與H2混和光照反應剎那間就完成;高二教材中氫氧化亞鐵向氫氧化鐵的轉化實驗瞬間就能完成,觀察者很難捕捉到過程現象。像這種實驗可通過慢放課件模擬實驗,減緩反應速度,幫助理解反應原理的分析。有些化學實驗則需要較長的時間才能完成,而課堂教學時間有限,無法直接觀察結果,例如:高一教材中氯水的光照實驗反應速度較慢,需要幾天時間現象才明顯;高二教材中乙烯的制取、多糖的水解等耗時很長,這些需要在課件中化慢為快,給學生以更多的自主空間去探討。
1.3 模擬微觀世界運動,化微觀為宏觀微觀粒子流動是不可視的,為了促使學生形象思維上升到抽象思維,需要建構一個認知過度的思維平臺,運用多媒體模擬微觀,以“宏觀”透視“微觀”,以“動”示“靜”,展示實驗現象的內在變化原因,如原電池中微觀的電子流流向,陰、陽離子流向,電子互換;弱電解質的電離平衡過程展示等,都可以通過多媒體模擬實驗課件來完成。
2 利用多媒體技術模擬化學變化聲音,化微聲為有聲
有些化學反應聲音微弱,為增強效果需放大音量。如鎂條燃燒,鈉與水反應,檢驗乙醇與鈉反應中產生的氫氣實驗等。在這些實驗中聲音都很微弱,不易察覺。也有的實驗在模擬錯誤操作中,為增強危險感也必須要配制聲音,以極佳的渲染效果,充分調動學生的各種感官引起興奮而產生興趣。
3 利用多媒體技術模擬實驗操作,直觀、可控
學生在化學實驗中的基本操作和操作規范都有嚴格的要求,一旦學生操作失誤,不僅會導致實驗失敗,造成儀器損壞,還會引發某危險事故,更容易引起學生的恐懼心理,直接影響學生動手做實驗的情趣。甲烷的實驗室制法中,實驗結束后應先將導管移出水面,再移去酒精燈。此操作一旦失誤,輕則使儀器炸裂,重則會引起爆炸,造成事故。把多媒體技術應用于實驗過程,不僅直觀、可控,使學生深刻理解正確操作的重要性,提高實驗成功率,而且通過反復演示,可以規范學生實驗操作,強化學生實驗的基本技能,提升學生的實驗水平和能力。
4 利用多媒體技術模擬實驗,可增強動態感、形象感、立體感
4.1 三維動畫模擬,化危為安有的實驗毒性很大,產生氣體污染也嚴重;氣體制取實驗、性質實驗戰線拉得過長,很容易出現不安全隱患。如氯氣制取,除雜、干燥、性質,尾氣處理等綜合實驗,可通過攝像技術拍下全過程,再通過快放來實現;中學課本中有些物質的性質,如氯氣、一氧化碳的毒性是無法讓學生感知的,因此有些學生在實驗時,不注意有害氣體對環境的污染。這時,可借助計算機設計三維動畫片來描述氯氣的制取過程,在尾氣的處理方面設計小白鼠中毒死亡,從而告知學生有害氣體對環境的危害。
4.2 變抽象為形象,化無形為有形化學反應原理大多都很抽象,物質的微觀結構既看不見,又摸不著,且化學變化又是在原子的基礎上重新組合的結果。因此單靠語言和文字描述,學生較難理解。如苯酚與濃溴水的加成反應,在分析舊鍵斷裂、新鍵產生的過程時,若用多媒體技術將舊鍵、新鍵用不同的顏色形象表示出來,并用三維動畫模擬出舊鍵斷裂、新鍵形成的過程,展示給學生,化無形為有形,這樣通過對微觀世界動態模擬,把真理、概念描繪得栩栩如生,給學生留下深刻的印象,促使學生理解能力增強。
總之,教師根據自己的教學特點和教學實際,設計出符合自己教學方法的電教媒體課件,恰當地引入實驗教學中去,正確處理好教師和電教媒體的關系,師生關系,文字教材、形聲教材和動手操作的關系,不僅可以優化化學實驗教學,而且可以培養學生的實驗設計能力和實踐創新能力。