多媒體在化學實驗教學中的應用

關應軍

一、多媒體在化學實驗中應用范圍的分析

傳統的實驗教學，經常遇到一些要求高、難、設備貴重的實驗，往往難以開出，多媒體正好可彌補這一缺憾。

1.硬件條件受限制的化學實驗

由于一些儀器的數量不足和短缺，一些實驗難以進行或只能做做演示，這時可采用多媒體模擬化學實驗。并且使用多媒體的方式，可借助三維圖像儀器的動態的形式制作的專用軟件包（課件），使儀器結構和操作過程變得直觀明了。

2.危險系數高的實驗

學生實驗、課堂演示實驗，一般總是盡量選擇較安全的實驗開設，但像爆炸實驗、毒性較大且不易控制的實驗，講解時即可采用多媒體模擬演示。

3.易出錯誤的實驗操作

多媒體模擬一些錯誤的實驗操作，可使學生親眼感受錯誤操作的危險性，從而避免錯誤操作的發生。如：稀釋濃H2SO4時將H2O倒入濃H2SO4中，酸液沸騰四濺；點燃未驗純的H2，導致整個裝置的爆炸；用排水法收集O2時，先停止加熱，后將導氣管撤出水面使水倒吸引起試管炸裂等等。

4.反應速率過慢的實驗

一些反應過慢的實驗，如鐵的生銹，一些有機合成反應，膠體的電泳，溫室效應等，采用多媒體模擬實驗可擺脫這種時間上的限制而進入課堂。

5.化工生產過程的模擬

化工生產過程包括二部分：其一是模擬某一反應設備及反應現象，其二模擬整個化工生產流程。如煉鋼煉鐵，煤和石油的分餾加工等。

6.微觀物質結構及其運動

復雜的分子結構，有機物的同分異構，反應機理等內容，有時通過語言描述比較困難，結構模型的使用又不方便。借助多媒體三維圖形功能則可以對它們任意拆分、組合、旋轉、著色等，即有利于學生對微觀世界的理解，又有利于空間想象能力的培養。像布朗運動，核外電子的運動，這些很費思量的知識，幾乎不能化學演示，若用多媒體模擬照相技術的畫面設計，讓學生感到好像親自在給運動的電子拍照似的，這就把難以想象的微粒運動宏觀化，使學生加深了這方面知識的理解。

二、多媒體在化學實驗教學中應用多媒體的優越性

1.豐富感性實驗材料，提高學生學習化學興趣

與傳統的實驗教學方式相比較，多媒體具有獨特的優勢。多媒體集文字、圖像、聲音、動畫等各種信息傳輸技術于一體，具有多維動畫模擬效果，能夠全方位多角度展示化學實驗，具有很強的真實感、靈活性和表現力。通過設計合理的多媒體課件來演示實驗，可以充分調動學生的各種感官，能激發學生的興趣，提高學習效率。

2.模擬化學實驗，創設真實實驗情境

例如；模擬疑難實驗、模擬污染嚴重或危險性大的實驗、模擬實驗時間長的實驗、模擬化學化工生產流程等。

3.優化實驗教學，提高實驗效率

例如；放大實驗現象、對實驗進行分析對比、實現對實驗現象的反復觀察。

4.將化學實驗反應的微觀本質放大

化學中任何化學變化都是微觀粒子的破壞和重組或化學健的斷裂和重建，具有微觀性和抽象性的特點，這些都是肉眼看不到的。用傳統的教學手段很難使學生清楚地理解掌握，而借助計算機的模擬手段把微觀現象宏觀化，使學生比較直觀形象地認識微觀粒子的運動，從而對化學變化的本質能一目了然。

5.規范學生實驗操作技能

實驗的基本操作是實驗教學的重要內容，規范的實驗操作是安全進行實驗和得到準確實驗結果的基本保證。利用多媒體課件可以為學生展示規范、嚴格的操作過程，同時對于化學實驗中的一些錯誤操作，只靠教師口授其錯誤的原因以及可能帶來的危害，學生可能半信半疑，效果不好。若用計算機模擬這些錯誤操作及其引起的嚴重后果，則可使學生明確錯誤操作所引起的危害性，自覺規范自己的實驗操作。如模擬實驗室制取氧氣，實驗完后先熄滅酒精燈再撤導管的后果。

6.促進教師專業成長

化學教師通過利用現代化的網絡資源，來獲取所需要的各種實驗資源，收集各種制作課件的資料。學習使用化學軟件來制作實驗課件，增強了他們對化學實驗本身的改進和化學實驗教學的創新意識，提高了自身的專業素養和使用計算機多媒體的能力。同時，網絡也為化學教師提供一個跨越時空的學習、討論和交流的平臺（如Blog、Microblog、Moodle），對教師化學實驗教學觀念和知識結構的更新也有重要作用。

三、多媒體在教學中的作用是不容置疑的

它是為教學服務的，是輔助教學，這一點必須明確。特別是在當前的中小學階段，計算機多媒體在教學中的地位是從屬的。多媒體模擬化學實驗存在的問題化學畢竟是一門以實驗為基礎的科學，實驗是形體基本操作技能和樹立培養科學態度的過程，多媒體不應也無法代替，否則可能產生畫虎添犬的結果。

1.造成學生化學實驗感知的缺陷

多媒體的優點不言而喻，但它畢竟不是真正意義上的化學實驗，一些感覺，特別是嗅覺、味覺、學生是無法憑空體驗的，加上模擬實驗的其他不“真實”性，學生就也不能形成對整個化學實驗的正確的知覺印象，長期以這種模擬實驗取代實驗室實驗勢必造成學生對化學實驗的感知缺陷。學生在這種不真實的感性認識材料基礎上形成的化學概念、理論和對元素化合物性質、變化的認識也必然會出現偏差，這樣人云亦云，就會缺乏屬于自己的東西。

2.不利于使學生獲得化學實驗的基本技能

獲得化學實驗技能是化學實驗在化學教學中的重要目的之一，看似簡單的如藥品的取用配制、儀器的洗滌使用、裝置的安裝、反應的進行等，實則是很具體的，嚴格規范的。做實驗的人都知道，往往一個實驗，準備過程是大頭，要消耗許多心思，但這就是科學，來不得絲毫的偷工減料，只有親力親為才能逐步熟練掌握，否則就會變成操作低能兒并存在許多操作失誤隱患。事實上科技發達的國家如美國、德國等都很強調動手能力。化學實驗也有利于學生安全使用藥品，注意實驗安全的習慣，誠實記錄、講節約、重效益、合理規劃工作現場和環境衛生保護意識的培養。

3.不利于訓練學生科學探索精神及培養良好的心理素質

興趣是學生求知的原動力，教師的作用是教會學生基礎理論和使用開啟知識大門的鑰匙。一味地把現成的知識、結論輕易地告訴學生，會抹殺他們的創造性，使之成為被動的受體，降低了識記效果。用多媒體代替做實驗，難免起到越俎代庖的效果。任何實驗都是一個動態過程，許多變化實際上很復雜，對其過程的研究已經進入了飛秒概念階段，只有親手做才能體會和引發思考、解釋。有些反應要有足夠的時間：如大晶體的生成，有機合成等，這些都需要有吃苦耐勞耐寂寞的科學精神去對待，不是簡單說說而已。通過對實驗數據的測定、實驗條件的控制實驗、現象的觀察紀錄，對實驗結果的分析評價就有了第一手材料。許多科技創造，正是基于這種科學態度，現在提倡原始性創新，更需要有這種艱苦探索、樂在其中的精神。多媒體模擬實驗一般不具有這些功能。其次，多媒體模擬實驗也不利于培養大膽、細心、耐挫等良好的心理。總之，多媒體模擬化學實驗既有廣闊的前景和空間，又有一定的局限性，為了避免這些局限，我們有必要慎重選擇多媒體模擬實驗的課件，正確對待實驗訓練，揚長避短，實現實驗教學目標。

化學是一門實驗科學，化學實驗是中學化學教學最常用和最重要的教學手段，對幫助學生理解和掌握化學知識，有著舉足輕重的作用.在實驗教學中引入多媒體必將豐富實驗的內涵，增強實驗功能。教師應根據教學需要，恰當的選擇媒體，進行優化組合，使其成為一個能夠充分調動學生多種感官進行學習的有機整體。只有將先進的教學手段同化學實驗、教學工作實際結合起來，才能取得最佳的教學效果。