刊名: 课程·教材·教法
Curriculum, Teaching Material and Method
主办: 人民教育出版社 课程教材研究所
周期: 月刊
出版地:北京
语种: 中文
开本: 大16K
ISSN: 1000-0186
CN: 11-1278/G4
历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊
中国期刊网来源刊
2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。
如何在高中化学实验教学中综合利用多媒体技术
【作者】 张明宇
【机构】 安徽省亳州市利辛县第一中学
【正文】 化学是一门以实验为主的学科,加强化学实验教学是提高化学教学质量的重要手段。为更好地适应高中生的学习特点,理解和牢固掌握所学知识,化学教师要努力寻找到一条利用可以储存和可以传递声像教育信息的多媒体教学手段,以充分发挥多媒体在化学实验教学中的作用,从而改变传统单一的化学实验教学上的弊端,使化学实验教学得到优化。利用多媒体媒体优势,充分发挥多媒体在高中化学实验教学中的辅助作用,使抽象的现象和概念具体化、直观化、实物化,激发学生学习的主动性、积极性,培养学生的观察能力和创新意识,确保学生形象思维和抽象思维同步进行,进而提高化学实验教学效率和质量。实践证明,综合利用多媒体技术,不仅极大地提高了实验教学课堂效率,有效地激发了学生的积极性、主动性和认知能力,而且更有助于学生形成新思想、新观念、新方法,增强了学生的创新意识,培养了学生的观察能力、思维能力和创新能力,提高了化学实验教学质量。下面笔者简要谈几点体会认识和具体操作方法:
一、综合利用多媒体技术,增强交流互动,增强实验效果。
高中化学教学中教师要关注学生对所学知识的学习兴趣、感知能力和理解应用能力。多媒体辅助教学增强了师生之间的交流;使学生对学习的内容感兴趣,教师的教学更加得心应手。因此,使多媒体辅助教学功能在教学中得到发挥,在实现教学目的中真正起作用,必须使多媒体辅助教学的应用内容与教学目标紧密相连。高中化学教师要以学生为中心因材施教。多媒体教学在时空上更有选择余地,因材施教才能达到教育的效果。多媒体教学软件所表达的教学内容具有形象具体、生动活泼的特点,它的作用随着学生的充分感知和积极思维充分体现出来。多媒体教学给我们提供了一种学生主动参与实验,师生互动、协同学习的良好环境,教师就从传统课堂中的信息提供者转变为指导学生正确获取信息的方法技能的指导者,也就是由讲解员变成了导航员,主要任务是激发学生学习,指导学生主动探究,搜集学习信息,从而将演讲式的教学过程转向讨论式、推导式的教学过程。教师通过提出问题,激励学生探究学习;开启思路,揭示学习方法;通过多媒体课件强化要点、通过动感十足的影片引起学生注意等,使教学措施落实得当。
学生分组实验也是化学教学中一个重要方面,它不仅能帮助学生形成正确的化学概念,加深对化学规律的理解,而且能直接培养学生的观察能力。用实验的方法去验证和探索问题的能力,这是用任何手段所不能代替的。具体为:
1、增强实验的可见度,强化实验的演示效果。例如在高一演示金属钠和水的反应实验中,过去是钠与水在大烧杯中反应,而现在利用投影仪,可改在方型投影试管中进行,向盛有滴加酚酞的水中,加入金属钠,学生可以在投影屏幕上清晰地观察到“浮、游、熔、响、红”等现象,实验效果明显提高。
2、模拟有毒、有害物质的实验,减少污染。许多化学实验有毒,具有一定的危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故。因此,化学实验中一些错误操作,只能靠教师讲其错误的原因,以及错误操作可能带来的危害,却不能用实际操作实验证明,否则会造成危险。而综合利用多媒体技术,这种问题就迎刃而解了,用计算机动画模拟这些错误操作,它可将步骤分解,放慢动作,不仅把错误的原因演示清楚,而且可以喧染气氛,学生看后印象深刻,加深对错误原因的理解。
3、模拟化工生产过程。对一些化工生产过程,如接触法制硫酸,氨氧化法制硝酸等学生大多数未见过,缺乏感性认识。用多媒体计算机可形象、逼真地表现出每一步生产过程,对于各个环节也可反复演示或局部放大,加强感知,强化记忆。
4、模拟化学反应过程。模拟无机或有机化学反应过程,使学生看到化学键的断裂和重新组合的过程。例如在高二“化学平衡”一节,我采用三维动画模拟制作氮分子、氢分子、氨分子达平衡的动画过程,通过画面动静结合的形式,直观形象地分析了化学平衡的动、定、变三大特征,使学生容易理解较为抽象的概念,便于记忆。
二、综合利用多媒体技术,模拟直观形象,增强观察效果。
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。化学概念和原理大多较为抽象。物质的微观结构既看不见,又摸不着,化学反应的本质就是分子破裂成原子,原子又重新组合成新分子的过程,因此,但靠语言和文字描述,学生较难理解。通过计算机软件制作的课件进行动画模拟,形象生动的表现分子、原子、离子的微观运动特征,变抽象为直观,让学生直接认识微观世界,这样更容易了解化学变化的实质,理解化学反应原理。
化学演示实验是教师在课堂上的演示,而演示的现象直接影响教学效果,如固体的溶解、分子的扩散以及气体的溢出等现象,可见度较小,有时除前排的学生外,后面的学生很难看到变化的现象,再做一次实验又浪费时间。如果将这些演示实验通过多媒体展示实验现象,采用放大、慢放、定格、重播等方法帮助学生观察,学生就可以清楚的看到气体的产生和溢出,颜色的变化及沉淀的析出等现象,这样增强了可见度和动态感,变抽象的内容为直观现象,学生看得一清二楚,增强了演示效果。同时,活跃了课堂教学气氛,激发了学生学习化学的兴趣,这种新颖的方法,能刺激学生的感官,引起学生的注意,有助于学生观察能力的培养。
三、综合利用多媒体技术,优化实验过程,打通学习障碍。
综合利用多媒体技术进行动态模拟,是CAI的一大优点,它能使学生获得在课堂上难以见到的、接近真实直观的实验和体会,对掌握所学知识具有非常巨大的作用。物质发生化学变化的时间有长有短,长的象石油和煤的形成,钢铁生锈等,短的如氢气的爆鸣等,用计算机虚拟实验,可以跨越时空,即可直接将实验过程用图像显示出来。又如分子和原子的知识部分,实验虽简单,但原理却不易理解,用传统的方法很难将分子和原子的质量、体积、原子排列方式及物理变化和化学变化的微观解释讲清楚,利用计算机对这一过程进行模拟,使之形象化,其直观性让学生一看就明白。借助多媒体计算机技术,可使较难想象又不好理解的知识,在自然、趣味的环境中得以掌握。
在教学过程中应当让学生“手脑并用”,利用多媒体教学正符合这个理论。更重要的是,学生看到现代教学手段的魅力,掌握一项“会学”的手段,将使学生终身受用。这样,学生学习时,抽象思维的障碍、逻辑思维的障碍、语言表达的障碍等在计算机技术的上述功能下被打通了、化解了、消失了,从而降低了学习难度,使教学难点得以顺利突破。学生也为其形式之新颖、声画之精彩而耳目一新,从而产生乐学情绪。例如,硫酸在工农业生产、科学实验和国防建设上都有广泛的用途,教材以接触法制硫酸的基本化学原理和生产流程、典型设备等,第一次向学生介绍了有关化工生产知识,使学生学习化学理论跟化工生产实际联系起来。传统的教学方法,尽管采取了实物、标本、模型或图表措施,学生还是觉得比较空洞。我们采用的计算机教学软件,以优美动听的音乐和形象逼真的画面,赢得了学生的喜爱。它设计动感强,易引起学生注意,讲解步骤清楚,层次分明,板面清晰,提示、过程、结论完整;图像形象、生动、直观。哇!沸腾炉真的沸腾起来了,生成的二氧化硫经过热交换器,直奔接触室,摇身一变,变为三氧化硫,三氧化硫进入吸收室洗了一个浓浓的“硫酸浴”,出来一缸热气腾腾的发烟硫酸。与此同时,富有启发性的思考题和典型的练习,更是画龙点睛,错对一目了然。使学生在轻松愉快的气氛中,了解掌握了工业制硫酸的全过程。
四、综合利用多媒体技术,增大信息容量,培养创新能力。
综合利用多媒体的大信息、大容量、省时、省力的优势是传统教学手段所无法比拟的,如在课堂教学中进行知识总结和巩固训练等活动,若将预先写在投影胶片上的训练题适时投影,既省时、省力、便捷,有效地减轻师生负担,又加强了训练密度,提高效率。而且电化教学还能更好地适应学生的个别差异和不同水平,既便于为基础差的学生补课,又使于学得快的学生多学些东西;而且还增加了知识深度。
传统的化学实验教学方式是老师设计实验,学生“照方抓药”,使学生的主动性和积极性受到遏制;利用CAI可以事先进行模拟、分析、处理,让学生自己找出实验的最佳方案,再予实施。有些学生因为好奇而喜欢将实验药品随意混合或任意改变反应条件来观察发生的变化,老师也会因考虑安全因素而加以制止,虽然这样不利于培养学生的探索与创新精神,但实属无奈。CIA课件的发展,可以根据不同的反应,创造不同的实验条件,让学生在计算机中的“实验室”里充分发挥各自的才能,进行设计、探索、实验。人机交换可以显示不同的实验过程和结果,使学生得出不同的结论,从而为学生创造了更为广阔、更具自主性的探索空间,培养了学生的动手能力和创新能力。
总之,综合利用多媒体技术优化实验过程,促进素质教育的实施,是教育现代化的主要目标,而构建新型的教学模式是实现这一目标的基本举措,要实现这一举措,就必须把教育观念的更新和教育技术的进步、多媒体技术和学科教学过程紧密地结合起来。综合利用多媒体这一现代化教学工具作为辅助教学手段,一方面有利于发挥老师实验教学中引导、启迪、设疑、归纳等方面的主导作用,有利于实现实验教学目标,提高实验教学效率。另一方面,它可以将抽象的现象和概念具体化、直观化、实验化。事实说明,多媒体辅助教学进入化学实验教学,给实验教学带来了勃勃生机气,它通过图像、动画、视频、声音等方式创设情景,激发兴趣,突出重点,突破难点,化静为动,发展学生的思维,培养学生的实验操作能力,打破了传统的单一的实验教学模式,确保学生的形象思维和抽象思维的同步进行,大大提高了课堂实验教学的质量。
一、综合利用多媒体技术,增强交流互动,增强实验效果。
高中化学教学中教师要关注学生对所学知识的学习兴趣、感知能力和理解应用能力。多媒体辅助教学增强了师生之间的交流;使学生对学习的内容感兴趣,教师的教学更加得心应手。因此,使多媒体辅助教学功能在教学中得到发挥,在实现教学目的中真正起作用,必须使多媒体辅助教学的应用内容与教学目标紧密相连。高中化学教师要以学生为中心因材施教。多媒体教学在时空上更有选择余地,因材施教才能达到教育的效果。多媒体教学软件所表达的教学内容具有形象具体、生动活泼的特点,它的作用随着学生的充分感知和积极思维充分体现出来。多媒体教学给我们提供了一种学生主动参与实验,师生互动、协同学习的良好环境,教师就从传统课堂中的信息提供者转变为指导学生正确获取信息的方法技能的指导者,也就是由讲解员变成了导航员,主要任务是激发学生学习,指导学生主动探究,搜集学习信息,从而将演讲式的教学过程转向讨论式、推导式的教学过程。教师通过提出问题,激励学生探究学习;开启思路,揭示学习方法;通过多媒体课件强化要点、通过动感十足的影片引起学生注意等,使教学措施落实得当。
学生分组实验也是化学教学中一个重要方面,它不仅能帮助学生形成正确的化学概念,加深对化学规律的理解,而且能直接培养学生的观察能力。用实验的方法去验证和探索问题的能力,这是用任何手段所不能代替的。具体为:
1、增强实验的可见度,强化实验的演示效果。例如在高一演示金属钠和水的反应实验中,过去是钠与水在大烧杯中反应,而现在利用投影仪,可改在方型投影试管中进行,向盛有滴加酚酞的水中,加入金属钠,学生可以在投影屏幕上清晰地观察到“浮、游、熔、响、红”等现象,实验效果明显提高。
2、模拟有毒、有害物质的实验,减少污染。许多化学实验有毒,具有一定的危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故。因此,化学实验中一些错误操作,只能靠教师讲其错误的原因,以及错误操作可能带来的危害,却不能用实际操作实验证明,否则会造成危险。而综合利用多媒体技术,这种问题就迎刃而解了,用计算机动画模拟这些错误操作,它可将步骤分解,放慢动作,不仅把错误的原因演示清楚,而且可以喧染气氛,学生看后印象深刻,加深对错误原因的理解。
3、模拟化工生产过程。对一些化工生产过程,如接触法制硫酸,氨氧化法制硝酸等学生大多数未见过,缺乏感性认识。用多媒体计算机可形象、逼真地表现出每一步生产过程,对于各个环节也可反复演示或局部放大,加强感知,强化记忆。
4、模拟化学反应过程。模拟无机或有机化学反应过程,使学生看到化学键的断裂和重新组合的过程。例如在高二“化学平衡”一节,我采用三维动画模拟制作氮分子、氢分子、氨分子达平衡的动画过程,通过画面动静结合的形式,直观形象地分析了化学平衡的动、定、变三大特征,使学生容易理解较为抽象的概念,便于记忆。
二、综合利用多媒体技术,模拟直观形象,增强观察效果。
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学。化学概念和原理大多较为抽象。物质的微观结构既看不见,又摸不着,化学反应的本质就是分子破裂成原子,原子又重新组合成新分子的过程,因此,但靠语言和文字描述,学生较难理解。通过计算机软件制作的课件进行动画模拟,形象生动的表现分子、原子、离子的微观运动特征,变抽象为直观,让学生直接认识微观世界,这样更容易了解化学变化的实质,理解化学反应原理。
化学演示实验是教师在课堂上的演示,而演示的现象直接影响教学效果,如固体的溶解、分子的扩散以及气体的溢出等现象,可见度较小,有时除前排的学生外,后面的学生很难看到变化的现象,再做一次实验又浪费时间。如果将这些演示实验通过多媒体展示实验现象,采用放大、慢放、定格、重播等方法帮助学生观察,学生就可以清楚的看到气体的产生和溢出,颜色的变化及沉淀的析出等现象,这样增强了可见度和动态感,变抽象的内容为直观现象,学生看得一清二楚,增强了演示效果。同时,活跃了课堂教学气氛,激发了学生学习化学的兴趣,这种新颖的方法,能刺激学生的感官,引起学生的注意,有助于学生观察能力的培养。
三、综合利用多媒体技术,优化实验过程,打通学习障碍。
综合利用多媒体技术进行动态模拟,是CAI的一大优点,它能使学生获得在课堂上难以见到的、接近真实直观的实验和体会,对掌握所学知识具有非常巨大的作用。物质发生化学变化的时间有长有短,长的象石油和煤的形成,钢铁生锈等,短的如氢气的爆鸣等,用计算机虚拟实验,可以跨越时空,即可直接将实验过程用图像显示出来。又如分子和原子的知识部分,实验虽简单,但原理却不易理解,用传统的方法很难将分子和原子的质量、体积、原子排列方式及物理变化和化学变化的微观解释讲清楚,利用计算机对这一过程进行模拟,使之形象化,其直观性让学生一看就明白。借助多媒体计算机技术,可使较难想象又不好理解的知识,在自然、趣味的环境中得以掌握。
在教学过程中应当让学生“手脑并用”,利用多媒体教学正符合这个理论。更重要的是,学生看到现代教学手段的魅力,掌握一项“会学”的手段,将使学生终身受用。这样,学生学习时,抽象思维的障碍、逻辑思维的障碍、语言表达的障碍等在计算机技术的上述功能下被打通了、化解了、消失了,从而降低了学习难度,使教学难点得以顺利突破。学生也为其形式之新颖、声画之精彩而耳目一新,从而产生乐学情绪。例如,硫酸在工农业生产、科学实验和国防建设上都有广泛的用途,教材以接触法制硫酸的基本化学原理和生产流程、典型设备等,第一次向学生介绍了有关化工生产知识,使学生学习化学理论跟化工生产实际联系起来。传统的教学方法,尽管采取了实物、标本、模型或图表措施,学生还是觉得比较空洞。我们采用的计算机教学软件,以优美动听的音乐和形象逼真的画面,赢得了学生的喜爱。它设计动感强,易引起学生注意,讲解步骤清楚,层次分明,板面清晰,提示、过程、结论完整;图像形象、生动、直观。哇!沸腾炉真的沸腾起来了,生成的二氧化硫经过热交换器,直奔接触室,摇身一变,变为三氧化硫,三氧化硫进入吸收室洗了一个浓浓的“硫酸浴”,出来一缸热气腾腾的发烟硫酸。与此同时,富有启发性的思考题和典型的练习,更是画龙点睛,错对一目了然。使学生在轻松愉快的气氛中,了解掌握了工业制硫酸的全过程。
四、综合利用多媒体技术,增大信息容量,培养创新能力。
综合利用多媒体的大信息、大容量、省时、省力的优势是传统教学手段所无法比拟的,如在课堂教学中进行知识总结和巩固训练等活动,若将预先写在投影胶片上的训练题适时投影,既省时、省力、便捷,有效地减轻师生负担,又加强了训练密度,提高效率。而且电化教学还能更好地适应学生的个别差异和不同水平,既便于为基础差的学生补课,又使于学得快的学生多学些东西;而且还增加了知识深度。
传统的化学实验教学方式是老师设计实验,学生“照方抓药”,使学生的主动性和积极性受到遏制;利用CAI可以事先进行模拟、分析、处理,让学生自己找出实验的最佳方案,再予实施。有些学生因为好奇而喜欢将实验药品随意混合或任意改变反应条件来观察发生的变化,老师也会因考虑安全因素而加以制止,虽然这样不利于培养学生的探索与创新精神,但实属无奈。CIA课件的发展,可以根据不同的反应,创造不同的实验条件,让学生在计算机中的“实验室”里充分发挥各自的才能,进行设计、探索、实验。人机交换可以显示不同的实验过程和结果,使学生得出不同的结论,从而为学生创造了更为广阔、更具自主性的探索空间,培养了学生的动手能力和创新能力。
总之,综合利用多媒体技术优化实验过程,促进素质教育的实施,是教育现代化的主要目标,而构建新型的教学模式是实现这一目标的基本举措,要实现这一举措,就必须把教育观念的更新和教育技术的进步、多媒体技术和学科教学过程紧密地结合起来。综合利用多媒体这一现代化教学工具作为辅助教学手段,一方面有利于发挥老师实验教学中引导、启迪、设疑、归纳等方面的主导作用,有利于实现实验教学目标,提高实验教学效率。另一方面,它可以将抽象的现象和概念具体化、直观化、实验化。事实说明,多媒体辅助教学进入化学实验教学,给实验教学带来了勃勃生机气,它通过图像、动画、视频、声音等方式创设情景,激发兴趣,突出重点,突破难点,化静为动,发展学生的思维,培养学生的实验操作能力,打破了传统的单一的实验教学模式,确保学生的形象思维和抽象思维的同步进行,大大提高了课堂实验教学的质量。