計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討

李宗懷

摘 要 化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)效率的重要方式。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的形象性與趣味性等特點(diǎn)，增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度與動(dòng)態(tài)感等，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)技術(shù)；初中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）09-0146-02

1 前言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的局限性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作更加規(guī)范，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)被順利攻破[1]。一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)很復(fù)雜，或帶有一定的危險(xiǎn)且有一定的毒害，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以將化學(xué)實(shí)驗(yàn)化復(fù)雜為簡(jiǎn)單、化危險(xiǎn)為安全、化有毒為零毒害，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的安全、高效。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

有了計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)猶如錦上添花，使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂更加豐富多彩、生動(dòng)有趣，為化學(xué)教學(xué)帶來(lái)無(wú)限生機(jī)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)演示具有色彩鮮艷、圖文并茂、動(dòng)態(tài)場(chǎng)景、立體聲效等特點(diǎn)，更易激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性。實(shí)驗(yàn)操作中的規(guī)范經(jīng)過(guò)放大、定格等功能，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)清晰度高、輕松了解、容易掌握，并可以一舉攻破教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)快樂(lè)、安全、高效的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

激發(fā)學(xué)習(xí)興趣 計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，形象性、直觀性、可視性、趣味性更強(qiáng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)可以展示出千變?nèi)f化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)過(guò)程可定格、可回放，學(xué)生可以更加清晰地了解實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)反應(yīng)，奇妙的畫面、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在一飽眼福中學(xué)習(xí)到化學(xué)知識(shí)，在快樂(lè)中學(xué)習(xí)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)中的快樂(lè)，學(xué)習(xí)積極性會(huì)更高。

規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作中，有很多的注意事項(xiàng)需要提醒學(xué)生。化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟有的可以單獨(dú)操作，有的是環(huán)環(huán)相扣的，而傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)有的操作還沒(méi)有來(lái)得及看清，就已經(jīng)到了下一個(gè)步驟。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以避免這種情況的發(fā)生[2]。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作步驟的規(guī)范與要求，都可以單獨(dú)制作成圖文PPT，供學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)清晰地觀看課件，可以得到正確、規(guī)范的指導(dǎo)，學(xué)習(xí)起來(lái)更加輕松。

實(shí)現(xiàn)安全實(shí)驗(yàn) 初中化學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)帶有一定的復(fù)雜性、危險(xiǎn)性、有毒性，危險(xiǎn)與危害共存，為了讓學(xué)生了解這些知識(shí)，需要實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)，但是出于安全方面的考慮，課堂上無(wú)法演示的實(shí)驗(yàn)只能是口頭講解一下。計(jì)算機(jī)技術(shù)危險(xiǎn)系數(shù)為零，關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的任何知識(shí)都可以盡情展示給學(xué)生，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的安全與高效。

突破教學(xué)重點(diǎn) 基于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的局限性，部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)知識(shí)的傳授是無(wú)法在課堂上完成的。計(jì)算機(jī)技術(shù)不但沒(méi)有任何局限性，而且可以通過(guò)生動(dòng)的圖像、清晰的文字、優(yōu)美的配樂(lè)等特色，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加生動(dòng)、有趣，可以將化學(xué)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)知識(shí)化抽象為直觀、化復(fù)雜為簡(jiǎn)單、化難為易，輕松突破教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)程，同時(shí)新的教學(xué)方式使教師的教學(xué)工作進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展空間，學(xué)生的知識(shí)、能力、興趣、個(gè)性等得到綜合性的提高，師生互動(dòng)也趨向多元發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可以采用劇情故事式，模擬化學(xué)教材中提到的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)部分，再現(xiàn)微觀世界反應(yīng)微妙且肉眼難以看到的現(xiàn)象，同步指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐中可動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中化學(xué)素養(yǎng)的不斷滲透，可以有效促進(jìn)學(xué)生全方位的發(fā)展。

劇情式模擬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程 在初中化學(xué)教學(xué)中，關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的教學(xué)內(nèi)容，盡管通過(guò)教師的講解加上學(xué)生的想象力，但是由于與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)有著很大的距離，因此對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)理解起來(lái)還是有一定的難度[3]。教師可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)制作成三維動(dòng)畫，以故事情節(jié)將工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程創(chuàng)編成帶有一定劇情的課件，讓學(xué)生在觀看與學(xué)習(xí)中，隨著劇情的逐步展開(kāi)，產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，親身體驗(yàn)到全部的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。

如教學(xué)“硫酸的工業(yè)制法”一課，本課的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解三個(gè)典型生產(chǎn)設(shè)備與三個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助教學(xué)中，將三個(gè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行逐一展示與講解，清晰的畫面可以隨時(shí)進(jìn)行透視與立體觀看，并模擬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。劇情式模擬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程可以以“一個(gè)FeS2分子的旅程”為主題，將FeS2分子以擬人化手段說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中的每一個(gè)步驟與細(xì)節(jié)，通過(guò)圖畫、字幕、化學(xué)公式、柔和的配音等動(dòng)態(tài)演示，學(xué)生可以對(duì)所學(xué)知識(shí)一目了然、輕松掌握。

再現(xiàn)式模擬微觀世界反應(yīng) 化學(xué)世界的分子、原子等微觀現(xiàn)象，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中是極其抽象的一部分內(nèi)容，這是傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，用語(yǔ)言也是很難解釋清楚的。而計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的放大與模擬功能，使微觀世界的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)再現(xiàn)出來(lái)。用肉眼根本無(wú)法分辨的微觀粒子，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的高精密化處理，微觀世界的形象直觀且生動(dòng)，有利于學(xué)生對(duì)微觀世界了解得更加透徹[4]，實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)式的微觀世界模擬實(shí)驗(yàn)的完成。如教學(xué)“原子”，抽象的原子概念在計(jì)算機(jī)技術(shù)的模擬放大下，學(xué)生可以清晰地觀察到氧化汞的分解變化過(guò)程，這種難以描述的化學(xué)現(xiàn)象通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)變得非常簡(jiǎn)單明了，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)生動(dòng)有趣、印象深刻、容易理解。

實(shí)踐式操作提高動(dòng)手能力 通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的掌握更加清晰，在了解了實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)后，對(duì)于可操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就可以在教師的指導(dǎo)下，親自動(dòng)手在實(shí)踐中完成，從而提高動(dòng)手能力。基于計(jì)算機(jī)技術(shù)可定格回放的特點(diǎn)，教師可以將多媒體課件中的實(shí)驗(yàn)步驟與同步的注意事項(xiàng)進(jìn)行畫面定格，指導(dǎo)學(xué)生做好每一步的實(shí)驗(yàn)。將學(xué)生分為3～5個(gè)小組，每一個(gè)小組的成員都參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)教師的指導(dǎo)與多媒體課件展示的詳細(xì)步驟與注意事項(xiàng)，針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟相互幫助、共同完成。如對(duì)點(diǎn)燃未檢驗(yàn)純度的氫氣發(fā)生爆炸進(jìn)行模擬，使學(xué)生加深對(duì)操作錯(cuò)誤引起危害的認(rèn)識(shí)，然后進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)。

又如在多媒體“實(shí)驗(yàn)室”中做氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先將導(dǎo)管移出水面，再移去酒精燈，一旦失誤，就會(huì)有一定的危險(xiǎn)。為了解決這一難題，通過(guò)多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)、制作氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法的教學(xué)課件，對(duì)這一操作做了一些特別的處理。在課堂上讓學(xué)生分組進(jìn)行反復(fù)模擬實(shí)驗(yàn)，一旦操作正確，計(jì)算機(jī)給予獎(jiǎng)勵(lì)，提示鼓勵(lì)學(xué)生；而一旦學(xué)生操作錯(cuò)誤，計(jì)算機(jī)則對(duì)水倒流試管底部導(dǎo)致試管破裂的危險(xiǎn)場(chǎng)面進(jìn)行模擬。通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)，既可以提高實(shí)驗(yàn)的成功率，又能讓學(xué)生深刻理解正確操作的重要性，實(shí)驗(yàn)水平得到不斷提高，動(dòng)手能力越來(lái)越好。

滲透式學(xué)習(xí)培養(yǎng)化學(xué)素養(yǎng) 化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：化學(xué)教育不僅要引導(dǎo)學(xué)生更全面認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的變化規(guī)律，而且要有助于學(xué)生更好地適應(yīng)現(xiàn)代生活，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，利用其獨(dú)特的功能，采用滲透式教學(xué)方法，在學(xué)生累積化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，重視化學(xué)學(xué)科獨(dú)特的研究思路與方法，培養(yǎng)學(xué)生在社會(huì)生活中增加化學(xué)視角，形成科學(xué)的化學(xué)素養(yǎng)。

化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，就是指學(xué)生通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)在頭腦中留存的，對(duì)化學(xué)科學(xué)的本質(zhì)、特征、價(jià)值的基本概括性認(rèn)識(shí)。它雖然不是具體的化學(xué)知識(shí)，但它在化學(xué)知識(shí)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)中具有統(tǒng)率作用，甚至對(duì)學(xué)生的終生學(xué)習(xí)和發(fā)展都有重要的影響作用，并且具有以下特點(diǎn)：

1）化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)指的不是具體的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，而是化學(xué)知識(shí)的核心和精髓，是通過(guò)具體知識(shí)與原理反復(fù)提煉形成的，體現(xiàn)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中可以提升學(xué)生的自信心；

2）化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)體現(xiàn)在對(duì)于許多具體化學(xué)問(wèn)題的解決上，使其可以在化學(xué)基本觀念的框架下得到解決；

3）化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)能引領(lǐng)學(xué)生從化學(xué)視角看待物質(zhì)世界，拓寬視野、提升品質(zhì)，形成獨(dú)特的化學(xué)思維方式；

4）化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)需要在不斷修改中得到完善、提升，且隨著認(rèn)識(shí)事物的增多和認(rèn)知水平的不斷提高，逐漸豐富和透徹，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為信念與智慧，從而在根本上提高受教育者的科學(xué)素養(yǎng)。

因此，教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課件中應(yīng)適時(shí)滲透化學(xué)知識(shí)的核心與精髓，在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將化學(xué)的思路、方法、情感、態(tài)度、價(jià)值觀貫穿到整個(gè)化學(xué)知識(shí)與能力的教學(xué)過(guò)程中。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中要采取列表、看圖、總結(jié)、說(shuō)明等方法，將化學(xué)素養(yǎng)滲透到學(xué)習(xí)中，有助于學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的逐步提高。引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成在社會(huì)生活中遇到與化學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，以科學(xué)的化學(xué)視角去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題直至解決問(wèn)題的習(xí)慣[5]。

4 結(jié)論

計(jì)算機(jī)技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)有效的補(bǔ)充與提高。教師應(yīng)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，指導(dǎo)學(xué)生將思想與行動(dòng)用于化學(xué)知識(shí)的科學(xué)獲取上，讓計(jì)算機(jī)技術(shù)起到畫龍點(diǎn)睛的作用。只有這樣，才能達(dá)到教學(xué)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化、教學(xué)質(zhì)量的提升、教學(xué)密度的增大、知識(shí)信息量的擴(kuò)大、教學(xué)效率的高效化。

參考文獻(xiàn)

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