計(jì)算機(jī)多媒體在解決化學(xué)教學(xué)難點(diǎn)中的獨(dú)特作用

計(jì)算機(jī)多媒體以其獨(dú)特的聲音、圖像、動(dòng)畫功能，生動(dòng)形象地吸引學(xué)生的注意力，在學(xué)科課程的教育教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中，可以解決傳統(tǒng)教育教學(xué)手段很難，甚至無法提出或無法解決的問題，解決教學(xué)難點(diǎn)，探索規(guī)律，啟發(fā)思維，達(dá)到更高、更新、更好的教育教學(xué)效果，從而實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)創(chuàng)新和深層次改革的目標(biāo)。我結(jié)合教育實(shí)踐和研究，從以下幾方面進(jìn)行探究。

一、情境創(chuàng)設(shè)方面的難點(diǎn)

遷移理論認(rèn)為:遷移有賴于情境之間的相同元素或相似的特征(刺激)。當(dāng)新舊情境具有共同的元素，行為就產(chǎn)生了遷移。只要有學(xué)習(xí)遷移，就必然存在相同的因素，且兩者基本成正比，即相同因素越多，則遷移量越大。因此，在化學(xué)教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)在化學(xué)教學(xué)中有舉足輕重的作用。但是，傳統(tǒng)的教學(xué)資源難以滿足情境創(chuàng)設(shè)的要求，勢必影響教學(xué)的正常進(jìn)行。而計(jì)算機(jī)多媒體可以在短時(shí)間內(nèi)提供大量生動(dòng)的信息，促進(jìn)教學(xué)的順利進(jìn)行。適當(dāng)運(yùn)用多媒體課件導(dǎo)入新課，創(chuàng)設(shè)情境，因勢利導(dǎo)，能夠提高學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，激活學(xué)生思維，引起探索欲望，為學(xué)生創(chuàng)造一種愉快、和諧的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生在快樂中接受教育。例如:在教學(xué)化學(xué)平衡時(shí)，首先我放一段黃果樹瀑布的錄像。遠(yuǎn)看瀑布的水平面保持不變，但是上游、下游的水在不停地流淌著，讓學(xué)生感知自然界中的這種平衡狀態(tài)，這樣可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)教學(xué)的順利進(jìn)行。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)貫穿于整個(gè)化學(xué)教學(xué)中。但是，由于化學(xué)反應(yīng)本身或者條件的限制，難以到達(dá)預(yù)期的教學(xué)效果，這就給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了很大難度。計(jì)算機(jī)可以適時(shí)模擬、縮放化學(xué)反應(yīng)，解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)。

1.反應(yīng)速度緩慢或者現(xiàn)象不明顯的反應(yīng)。

義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書初中化學(xué)在教材中上冊(cè)和下冊(cè)共設(shè)置27個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)中，有許多現(xiàn)象明顯，效果好的實(shí)驗(yàn)，所有的學(xué)生都能清楚地觀察到。但個(gè)別的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯，只有極少數(shù)人能看得見，這樣對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)造成了不好的影響。例如:在做金屬與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鎂和鋅與鹽酸反應(yīng)很劇烈，銅不能與鹽酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很容易觀察到，而鐵與鹽酸反應(yīng)非常緩慢，不易觀察，這就影響了對(duì)四種金屬活動(dòng)性進(jìn)行比較。我在實(shí)驗(yàn)的過程中利用計(jì)算機(jī)將演示實(shí)驗(yàn)錄制下來，并用多媒體演示，這樣便于學(xué)生觀察，并且提醒學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)操作步驟和要點(diǎn)。放完錄像后，我請(qǐng)四位同學(xué)重復(fù)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣使學(xué)生既鍛煉了觀察和動(dòng)手能力，又對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握比較牢固。又如，“原電池”一節(jié)中原電池的原理及形成條件是本節(jié)課的重點(diǎn)，為了突出重點(diǎn)內(nèi)容的講授，我讓學(xué)生從微觀本質(zhì)理解原電池的形成，先讓學(xué)生設(shè)計(jì)原電池，使他們看到利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流的事實(shí)。在學(xué)生急切渴求解決疑問——電流究竟是如何產(chǎn)生時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上以鮮艷的彩色圖像展示出銅鋅兩種金屬的自由電子的濃度的不平衡，又以生動(dòng)的動(dòng)畫效果模擬出自由電子在電位差的作用下沿著導(dǎo)線從低電位向高電位的定向移動(dòng)。畫面中H+得電子成為H原子，兩個(gè)H原子結(jié)合為分子，H2氣泡在銅板上冉冉升起。逼真的動(dòng)畫效果、聽覺效果與視覺效果的融洽，學(xué)生眼耳手腦的全部調(diào)動(dòng)并聚焦于一點(diǎn)，達(dá)到了教學(xué)的最優(yōu)化，從而使復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，由無聲變有聲，由抽象變具體，不僅能大大增強(qiáng)表現(xiàn)力，而且易于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā)有著極高的價(jià)值，從而促使學(xué)生更好、更快、更準(zhǔn)、更深入地把握教學(xué)的難點(diǎn)。

2.有難度、危險(xiǎn)的反應(yīng)。

有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的速度很快，而且有危險(xiǎn)性，這樣就給實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了很大的難度，如銫和水反應(yīng)，兩者相遇立即爆炸。這些課堂教學(xué)中無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生如果不能親臨其境，往往形成學(xué)習(xí)障礙?，F(xiàn)在，這些教學(xué)難點(diǎn)在多媒技術(shù)下，可以得到很好的解決。

3.模擬錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)后果。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一些易引起錯(cuò)誤操作的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生如果不親自感知錯(cuò)誤操作的后果，只靠老師講錯(cuò)誤的原因及其錯(cuò)誤操作可能帶來的危害，很難形成感性認(rèn)識(shí)。但是又不能為了加深學(xué)生印象而用錯(cuò)誤操作來證明，否則會(huì)造成危險(xiǎn)。因此，現(xiàn)有的條件使學(xué)生對(duì)錯(cuò)誤操作的長時(shí)記憶信息較少，很難指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。利用多媒體模擬這些錯(cuò)誤操作，并配以聲音，把錯(cuò)誤的原因及錯(cuò)誤操作的后果演示出來。這樣學(xué)生記得清楚，印象深刻。如濃硫酸稀釋過程中，如果將冷水倒入濃硫酸中，會(huì)使液體沸騰，四處飛濺;點(diǎn)燃沒有檢驗(yàn)純度的氫氣會(huì)導(dǎo)致氫氣發(fā)生裝置爆炸，等等。

4.模擬化工生產(chǎn)過程。

化學(xué)與技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“了解化學(xué)在資源利用、材料制造、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，在更加廣闊的視野下，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新精神?！币恍┗どa(chǎn)對(duì)學(xué)生身心的發(fā)展起很多的作用。但是，對(duì)于生活中的化工生產(chǎn)過程在實(shí)驗(yàn)室里很難完成，如接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸、石油的分餾等。這些實(shí)驗(yàn)只有在工業(yè)上才能實(shí)現(xiàn)，學(xué)生無法在課堂或?qū)嶒?yàn)室內(nèi)目睹其生產(chǎn)過程。有了多媒體教學(xué)，完全可以通過多媒體來實(shí)現(xiàn)。這樣教師在教學(xué)過程中就不會(huì)再有“紙上談兵”的感覺。如工業(yè)制硝酸的教學(xué)，先播放硫酸廠的錄像片，再展示硫酸廠生流程的課件，將分散、孤立的設(shè)備連接成完整的、系統(tǒng)的設(shè)備，將靜態(tài)的生產(chǎn)流程變?yōu)閯?dòng)態(tài)的生產(chǎn)過程，將各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行局部放大和反復(fù)演示，使學(xué)生看清楚并理解各設(shè)備的工作原理和整個(gè)生成的流程。這樣通過計(jì)算機(jī)提供的直觀、形象、生動(dòng)的教學(xué)，體現(xiàn)出傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的優(yōu)勢。

三、理論教學(xué)方面的難點(diǎn)

從化學(xué)學(xué)科的主要特征看:化學(xué)是一門從原子、分子水平研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化規(guī)律的科學(xué)，具有微觀性和動(dòng)態(tài)特征。但是，常規(guī)的教學(xué)手段又很難模擬，這就給理論教學(xué)帶來了很大的難度。我們可以利用計(jì)算機(jī)來模擬、放大微觀粒子變化過程。例如:可以通過3D動(dòng)畫模擬原子核外電子排布，學(xué)生可以清晰地看出核外電子的清晰排布，并且還可以感知不同電子層能量及運(yùn)動(dòng)速度的不同，形成深刻的理論概念。又如，在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡時(shí)，平衡概念的建立是難點(diǎn)，我把手持技術(shù)和計(jì)算機(jī)結(jié)合起來，在講臺(tái)上利用手持技術(shù)做示范實(shí)驗(yàn)，并將操作投影到屏幕上，這樣更清晰地展示操作過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并可以把整個(gè)可逆平衡過程，用曲線在計(jì)算機(jī)上顯示，教學(xué)效果有很大的提高。如下是用手持技術(shù)描繪的可逆平衡過程:

又如，晶體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，雖然課本提供了大量的圖片，但是學(xué)生還是很難理解晶體的空間構(gòu)型，成為理論教學(xué)的又一難點(diǎn)。我們可以根據(jù)教學(xué)的需要適時(shí)用動(dòng)畫模擬晶體的空間結(jié)構(gòu)，學(xué)生被生動(dòng)的動(dòng)畫所吸引，主動(dòng)建構(gòu)自己的知識(shí)。從而，降低了學(xué)習(xí)的難度。如下是用計(jì)算機(jī)描摹的晶體中原子的空間排布:

綜上所述，應(yīng)用多媒體技術(shù)在解決化學(xué)教學(xué)難點(diǎn)上有獨(dú)特的作用。只要我們善于將這種現(xiàn)代化教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合、互相滲透、互相補(bǔ)充和完善，必將大大優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

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