多媒體技術與高中化學實驗教學的整合研究

呂君霞（甘肅省靈臺縣第一中學 744400）

化學是高中階段的一門重要學科，實驗是學習化學知識的一種常用方式，提高實驗教學有效性，激發學生的學習興趣，成為教師關注的要點。陶行知先生認為：行是知之始，知是行之成，教學做合一。事情是怎樣做的，學生就應怎樣學；學生是怎樣學的，教師就應怎樣教，教法、學法、做法是不可分割的。實驗教學中，主張學生動手動腦，將理論知識和實踐操作結合起來，這和行知教育理念不謀而合。多媒體技術的發展與應用，為化學實驗教學提供了新的途徑。

一、多媒體在高中化學實驗教學中的作用

1.豐富教學資源

多媒體課件的應用，能豐富教學資源，彌補實驗教學上的不足。以《仿真化學實驗室》課件為例，基于計算機虛擬技術下，利用逼真的模型、多樣的圖形和動畫，模擬出真實的實驗環境。這些課件的應用，能對實驗過程、實驗現象進行演示，發揮出多媒體的優勢。學生在學習時，不僅能獲得全面的知識，還能以功能模塊的形式呈現出來，有助于培養化學核心素養。

2.提高教學效率

在高中化學教材中，部分實驗所需材料難以獲得，或者操作步驟復雜，或者會生成有毒有害物質，實際可操作的實驗比較少。采用多媒體技術進行教學，通過模擬實驗過程、播放實驗視頻資料，能讓學生近距離感受實驗項目。多媒體教學能增加學生的感性認識，讓學生認真觀察、積極思考，彌補不能實際操作實驗帶來的遺憾。而且，這個過程節省了時間和財力，能提高教學效率，達到預期教學目標。

3.激發學習興趣

“興趣是最好的老師。”高中化學課程本身的知識點多，具有抽象性，不少學生因理解有難度而產生失落、厭煩等情緒。實驗教學作為教學活動中的亮點，能吸引學生的目光，將多媒體技術應用其中，可以對實驗過程反復播放，加快或減慢實驗進度；可以利用虛擬技術讓學生操作昂貴的儀器，掌握復雜的實驗原理。相比于教師口頭宣教，多媒體教學能激發學生的學習興趣，提高知識理解和運用能力。

二、多媒體技術在高中化學實驗教學中的具體應用

在高中化學實驗教學中，多媒體技術的應用主要體現在課前預習、課堂教學、課后評價三個環節。

1.課前預習環節

預習是教學活動的重要一環，能明確課程學習目標，了解基本內容和重難點，為課堂教學打下基礎。多媒體技術在課前預習環節的應用如下，第一，創設問題情境。教師根據教學目標和實驗過程，將教學資源上傳到學習平臺上，提出有價值的問題，讓學生帶著問題走進教材，邊預習、邊思考，尋求解決問題的渠道。第二，學生利用手機、平板等智能終端，進入仿真實驗設計平臺，根據教材內容可以自主選擇實驗材料和儀器，通過點擊按鈕連接裝置，自主設計實驗過程，避免實際操作中出現安全問題。第三，標注自己不能解決的問題，在課堂學習中提出，作為教師重點講解的內容。

2.課堂教學環節

學生預習后，有了較為充分的準備，課堂教學流程更加清晰明確，能提高教學效率。多媒體教學主要體現在兩方面：第一，傳統演示實驗中，實驗操作和現象只有前排學生能看清楚，如鈉和水的反應。然而，這類實驗又是必須操作的，讓學生零距離觀察才能產生強烈的感受，從而牢固掌握知識點。對此，教師可以將實驗操作過程錄制下來，然后在多媒體上播放，學生觀看的同時，教師適當講解，必要時還可對畫面暫停、放大、回放。第二，另一類實驗肉眼難以看到反應過程，如鹽類水解，即使教師講授，學生也難以形成清晰概念，成為學習上的難點。對此，利用多媒體技術模擬實驗過程，通過動畫演示出電解質的電離過程，讓學生看到微觀世界的變化，理解起來就比較容易。在教學過程中，多媒體展示文字、聲音、畫面等多種要素，能讓學生的多種感官參與進來，接收更多知識信息。

3.課后評價環節

課后評價是對整個教學過程的總結反思，積累成功的經驗，找出存在的不足，為后續教學的優化提供依據。在評價環節，教師可以利用多媒體展示實驗成果，利用照片、視頻記錄小組實驗操作過程，也可以選出小組代表，對實驗操作進行講述，對實驗數據結果進行分析，還可以為學生展示提前收集的相關資源，拓展學生的眼界，達到知識整合的效果。

三、多媒體技術與高中化學實驗教學的整合途徑

1.投影和實驗教學的整合

利用投影能減少教師的板書量，對知識點及其相互關聯進行展示，提高教學效率。對教學中的重難點，可以通過超鏈接的方式投影展示，進一步加深知識理解，提高學生的主動性。

2.錄像和實驗教學的整合

在化學實驗中，有危險性、腐蝕性的實驗，需要在特定的設備、空間中操作，不能在課堂中演示操作。過于劇烈可能產生爆炸的實驗，可以利用多媒體播放錄像，對整個實驗進行展示，在滿足安全的條件下，保證教學活動順利實施。

3.動畫和實驗教學的整合

Flash動畫在多媒體中應用廣泛，具體到化學實驗課程中，Flash動畫能對肉眼無法觀察到的微觀現象進行放大展示，也能將抽象的化學原理形象化展示出來，降低學生的理解難度。利用Flash動畫演示，學生能直觀看到電離和組合過程，以及兩者的速率變化情況，提高教學效果。

四、教學案例分析

以《銅—鋅原電池及其原理》為例，教學目標是理解原電池的構成及電流產生原理。在實驗教學過程中，一方面讓學生自主構建原電池，研究電池的構成條件，在實驗中掌握控制變量的研究方法；另一方面感悟科學方法在化學研究中的作用，樹立科學探究意識，在分組實驗中培養自主合作精神。實驗教學過程介紹如下。

1.教學導入

教師利用多媒體播放視頻課件，展示生活中常見的電池。設置疑問：電池能提供電流，電池中的電流是如何產生的？在一個檸檬上插上銅片和鋅片，并且串聯音樂賀卡，會發生什么現象？

學生觀看視頻，發現音樂賀卡發出聲音。教師解釋，這是一個水果電池，雖然能讓音樂賀卡發出聲音，但電流比較小，實際應用價值不大。不過，它給了我們一個啟發：電池里的電流是如何產生的？有哪些構成條件呢？以下我們使用稀硫酸代替檸檬，對這個問題進行探究。

2.實驗過程

實驗一：將銅片插入稀硫酸中，銅片表面有沒有氣泡產生？將銅片和鋅片連接起來插入稀硫酸中，銅片表面有沒有氣泡產生？根據實驗步驟，學生選擇對應的儀器和材料，通過動手實驗觀察現象，從而找出答案。

交流討論：銅不是活潑金屬，不能置換出酸中的氫，因此，銅片表面沒有氣泡產生。但銅片和鋅片連接起來，銅片表面有氣泡產生，產生的氣體可能是H2，說明銅片上發生了反應：2H++2e-→H2↑，有電子轉移到銅片上。電子很可能是鋅片產生的，因為鋅是活潑金屬，Zn-2e-→Zn2+，失去電子后轉移到銅片上，H+從銅片上得到電子就生成了H2，因此有氣泡產生。

電子做定向移動，就會有電流產生。如何證明電路中有電流通過？學生回答：可使用電流表檢驗。

實驗二：銅片和鋅片連接起來，并且接入電流表，然后插入稀硫酸中，觀察實驗現象，得到實驗結論。

實驗中，會發現電流表偏轉，說明電路中有電流通過，整個實驗裝置能把化學能轉化為電能。原電池的定義是通過氧化還原反應，將化學能直接轉化為電能的裝置。銅片、鋅片表面發生哪些變化？電子的來源和去向？電池的正極、負極是什么？稀硫酸溶液有哪些變化？

交流討論：Zn失去電子，電子從導線轉移到銅片上，說明導線有電流通過。電子從鋅片流向銅片，移動方向和電流相反，說明電流從銅片流向鋅片，因此銅片是正極、鋅片是負極。銅片：2H++2e-→H2↑，鋅片：Zn-2e-→Zn2+。

判斷原電池正負極的方法：①根據電極活潑性判斷，活潑金屬是負極；②根據電子流向判斷，流出電子的是負極；③根據反應類型判斷，氧化反應的是負極。構成一個原電池，需要哪些條件呢？

實驗三：通過對比實驗，明確構成原電池的條件。學生經過以上實驗和學習，已經對原電池知識有了基本了解，對比實驗由于步驟復雜，實際操作費時費力，通過多媒體演示進行教學可提高效率，清晰展示實驗過程。①第1組對比：編號A、B、C、D，均使用稀硫酸，其中A使用銅片和鋅片，B使用兩個鋅片，C使用兩個銅片，D使用鋅片和碳棒。②第2組對比：編號E、F，均使用銅片和鋅片，其中E使用硫酸銅溶液，F使用乙醇溶液。③第3組對比：編號為G，使用銅片和鋅片，但分別插在兩個稀硫酸溶液瓶中。

交流討論：學生觀察每一個多媒體演示的實驗過程，從溶液、電極類型、電極連接等情況入手，分析總結構成原電池的條件。

教師總結：構成原電池的條件，①有兩個電極且活潑性不同，可以是兩種活潑性不同的金屬，也可以是一種金屬和一種導電非金屬。②兩個電極連接起來，插入電解質溶液中，形成閉合回路。③能自發性進行氧化還原反應。

板書：構成原電池的條件，“兩級一液成回路”。

布置作業：完成習題，在課余時間動手制作水果電池。

3.總結反思

本次實驗教學中，應用多媒體技術的總結反思如下：①多媒體應用在教學全過程，教師應提前制作課件，從教材、網絡上收集相關資源，將文字、圖片、視頻整合起來，滿足教學目標，提高教學效率。②突出學生的主體性，讓學生帶著問題思考、觀察、討論。不論是動手操作，還是模擬演示，均要保證規范性、安全性；同時預設學生可能提出的問題，做好充足的準備。③多媒體教學不能完全取代實驗教學，只是作為一種輔助手段彌補教學中的不足，因此教師不能過度依賴多媒體。

五、結語

多媒體應用在高中化學實驗教學中，能豐富教學資源、提高教學效率、激發學習興趣。文章介紹了多媒體在課前預習、課堂教學、課后評價三個環節的應用，指出投影、錄像、動畫和實驗教學的整合方法。教師應積極轉變教學理念，探尋多媒體教學的新型模式，充分發揮出多媒體技術的優勢，更好地實現預期教學目標。