論現(xiàn)代教育技術在化學教學中的應用

劉志娟

論現(xiàn)代教育技術在化學教學中的應用

劉志娟

（山西廣播電視大學晉城分校，山西晉城048000）

化學是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構、性質(zhì)及變化規(guī)律的科學，隨著計算機和信息技術的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學手段必定要為新的技術手段所取代，筆者就現(xiàn)代教育技術在化學教學中的應用進行了探討。

現(xiàn)代教育技術；化學教學；應用

隨著計算機和信息技術的飛速發(fā)展，信息技術對人們的工作、生活產(chǎn)生了巨大影響。人們的衣食住行都離不開化學，化學涉足到人類生活和活動的各個領域，傳統(tǒng)的教學模式已不能適應時代發(fā)展的要求，它需要為新的教學手段所代替。教育部對新一輪的課程改革提出了大量應用現(xiàn)代教育技術的要求：“在開好信息技術課程的同時，要努力推進信息技術與其他學科的整合。鼓勵在其他學科的教學中廣泛應用信息技術手段，并把信息技術教育融合在其他學科的學習中。各地要積極創(chuàng)造條件，逐步實現(xiàn)多媒體教學進入每一間教室。積極探索信息技術教育與其他學科整合。”因此，把現(xiàn)代教育技術與化學教學有機地結(jié)合來，改變傳統(tǒng)的教學模式，將會提高教與學的效率。

一、現(xiàn)代教育技術在物質(zhì)結(jié)構教學中的應用

化學作為一門研究物質(zhì)組成、結(jié)構、性質(zhì)及變化規(guī)律的自然科學，本身較抽象、復雜、理性，不易理解與掌握。化學鍵理論與物質(zhì)的結(jié)構是理論化學的重要教學內(nèi)容，這部分內(nèi)容由于涉及原子結(jié)構、分子結(jié)構、晶體結(jié)構等眾多理論知識，內(nèi)容繁雜、概念抽象，在傳統(tǒng)教學手段下，學生很難理解。黑板、掛圖是平面的，不能顯示立體效果；模型雖是立體的，但它是靜態(tài)的，很難進行動態(tài)描述。在多媒體教學中，用二維、三維動畫可以直觀、形象、生動地模擬顯示這些抽象的立體結(jié)構，使學生一目了然。例如，郭麗萍等以形象、生動和流暢的三維動畫和可交互的立體模型全方位地描述了基礎化學中的原子軌道、化學鍵的理論模型以及常見分子離子和典型晶體的結(jié)構，并重點展示了雜化軌道理論與分子空間構型的關系。軟件將難以理解和認識的抽象概念直觀形象化，大大提高了學生的學習興趣，取得了良好的教學效果。再如，乙烷分子最穩(wěn)定的構象是交叉式，存在時間最長、最不穩(wěn)定的構象是重疊式，存在時間則最短，各構象之間可相互轉(zhuǎn)換。為了較好地表述H原子相互間距離對構象穩(wěn)定性的影響，張海軍等采用Photoshop、Ulead GIFAnimator與3D Viewer相結(jié)合，制作了乙烷分子圍繞C-C單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生不同構象的動畫。

二、現(xiàn)代教育技術在實驗教學中的應用

化學是一門實驗科學，化學實驗是化學理論賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎，是化學理論應用于生產(chǎn)實驗的橋梁和中介。實驗教學不但能幫助學生理解和掌握理論知識，同時還能培養(yǎng)學生的實踐動手能力，為今后能較快地適應工作打下良好的基礎。在實際的教學工作中，由于一些原因如實驗經(jīng)費不足，實驗條件欠缺和環(huán)境污染等造成實驗無法進行，只憑教師語言的描述，無法給學生留下深刻的印象。為了提高教學效率，可以引入現(xiàn)代教育技術，運用多媒體手段虛擬實驗，讓學生很直觀地觀察整個實驗過程的動態(tài)變化，加深學生對化學變化過程的理解。

1.虛擬化學反應過程

化學反應是我們了解物質(zhì)化學性質(zhì)的重要途徑。有機化學反應方程式和反應機理數(shù)目繁多，不但浪費時間，而且不直觀。用動態(tài)模擬反應機理，放大原子，放慢化學反應速度，拉長反應時間，生動、直觀地表現(xiàn)反應全過程，如化學鍵的變化、分子空間結(jié)構的變化、碳原子雜化狀態(tài)的變化、過渡態(tài)和中間體的結(jié)構等，將微觀現(xiàn)象宏觀化、抽象概念形象化，把反應過程中瞬間變化的復雜過程模擬出來，從而降低學生的學習難度。例如，劉軍等利用3D MAX軟件對烷烴的自由基取代、烯烴的親電加成、芳烴的親電取代、鹵代烴的親核取代及消除、羰基的親核加成、羧酸衍生物的親核加成——消除等7類重要的有機化學反應機理進行了動態(tài)模擬，生動、直觀地表現(xiàn)了有機反應中化學鍵的斷裂和生成、結(jié)構的變化以及中間體的生成等全過程。制作的動畫文件可用作有機化學多媒體輔助教學課件的素材，可加深學生對教學內(nèi)容的理解，具有很好的教學效果。段紀東等利用現(xiàn)代化教學手段——計算機多媒體技術和3D MAX三維動畫設計軟件、Photoshop二維繪圖功能軟件、Visual Basic程序設計語言軟件，對鹵代烴親核取代反應機理，設計制作CAI課件的過程、特點及其應用。該課件形象模擬鹵代烴的SNl反應機理、SN2反應機理、離子對機理和鄰近基團參與機理等，生動活潑、惟妙惟肖。用于教學中，教學效果極好，極大地調(diào)動了學生的學習興趣和積極性。

2.虛擬反應中有毒害物質(zhì)的實驗

許多化學實驗有毒、易燃、易爆，如果操作不當，就有可能造成意外事故。在傳統(tǒng)教學中，只能靠教師口頭語言來描述錯誤的操作可能導致的危害，而不能用實際操作來演示，這樣學生沒有直觀的體驗，從而對其危害性沒有深刻的認識。因此，對于污染較重、有危險、有毒害的化學實驗，通過仿真和模擬實驗，既可以把錯誤的原因解釋清楚，又可避免毒害物質(zhì)對師生身體的損害和對環(huán)境的污染，減少實驗消耗。例如，稀釋濃硫酸的實驗，實驗過程須將濃硫酸緩慢注入水中，同時不斷地攪拌，產(chǎn)生的大量的熱將在溫度計上體現(xiàn)出來。但后排的學生根本看不清楚溫度計的變化，此時可借助于投影技術將溫度計顯示放大，學生就能很輕松地觀察到其變化了。再者，若操作不當，不慎將水注入濃硫酸，會使上面的水沸騰飛濺，而帶出的濃硫酸會腐蝕傷人。該操作不可能在教室中演示給學生看，但可以借助多媒體播放給學生看，讓他們了解這一過程以及由此帶來的嚴重后果，加深學生的理解和記憶，避免出現(xiàn)類似錯誤。

3.虛擬化工生產(chǎn)過程

利用計算機靈活、生動、活潑、形象的圖文表現(xiàn)形式，闡明化工生產(chǎn)流程工藝，加深學生對化工生產(chǎn)原理的理解。如為演示工業(yè)制硫酸，可用Authorware5.0多媒體制作軟件來制作課件，用動畫模擬整個生產(chǎn)過程，栩栩如生，學生對增大反應物面積、逆流操作、增加反應物濃度、采用合適壓強和溫度、利用反應熱、綜合利用“三廢”等化工原理就會有較深刻的理解。

三、現(xiàn)代教育技術在化學復習課中的應用

化學基礎知識內(nèi)容較多且零散，復習時學生很難把這些知識條理化、系統(tǒng)化，教師串講起來也感到費時費力，效果不佳。但利用計算機多媒體技術可先將知識結(jié)構用軟件輸入到計算機中，復習時，邊講解邊逐步把知識結(jié)構顯示出來，及時幫助學生歸納和總結(jié)所學知識，在頭腦中形成知識框架、網(wǎng)絡結(jié)構，使知識系統(tǒng)化、結(jié)構化。例如，在講到“雜化軌道”時，涉及到三種雜化軌道(SP3，SP2，SP)在參與雜化的原子軌道數(shù)、雜化軌道成分、形成的雜化軌道數(shù)目、空間結(jié)構、軌道間夾角等方面的區(qū)別，如果把這些表格內(nèi)容做成幻燈片，對重點、難點知識進行特別區(qū)分，上課時邊放映、邊講解，這樣不僅能加快學生對知識技能、技巧的形成，而且能將知識系統(tǒng)化，較好地完成教學任務。

［1］郭麗萍，雷家珩，郭劍，弓巧俠.雜化軌道理論與分子的空間構型——多媒體教學軟件的設計與制作［J］.計算機與應用化學，2002，（4）：485-488.

［2］張海軍，陳建村，施磊，蔣玨.有機化學多媒體課件中分子結(jié)構模型的制作［J］.南通工學院學報（自然科學版）,2003，（4）：32-34.

［3］劉軍，劉先勇.三維動畫模擬有機化學反應機理［J］.計算機與應用化學,2005，（8）：627-630.

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