谈中学化学教学中现代教育技术的应用

孙国华

摘 要:随着信息技术和多媒体计算机技术辅助教学飞速发展,越来越多的现代教育技术应用于中学课堂教学。那么,在中学化学教学中,教师应该根据教学的需要,合理地把多媒体引进教学过程中去,充分发挥现代教育技术的优势。

关键词:中学化学;教学;现代教育技术;应用

中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-949X(2009)-07-00105-02

随着信息技术和多媒体计算机技术辅助教学飞速发展,越来越多的现代教育技术应用于中学课堂教学,并逐步走向成熟和智能化,特别是计算机软件进入课堂辅助教学,更是使现代教学手段发生了巨大的变化。但是,对于化学学科,什么样的化学知识内容适合采用现代教育技术?化学课中采用现代教育技术该如何操作?如何把传统的教学手段与现代教学媒体有机地结合应用于课堂教学?在中学化学教学中, 现代教育技术的优势如何充分发挥?

一、现代教育技术在化学教学中实施的意义

1.发挥计算机辅助教学,激发学生学习化学的兴趣

多媒体电化教学是现代化教学手段在教学实践中的应用。多媒体包括声、光、图形多种教学手段和途径。其特点是直观、生动、形象。运用多媒体电教手段可以增强学生的学习兴趣和加深对知识的理解,对提高课堂教学效率有很大的助益。例如:在教学序言这节课时,一般由教师满堂灌,夸夸其谈地将自己所教专业作一番描绘,虽然这也能收到一定效果,但终不能改变学生的被动状态。现在就利用多媒体向学生们展现化学的发展史,中国在化学上取得的成就,通过投影观察,激发学生学习兴趣。又如:在教学《钠》这节课时,一上课就向学生展示钠的一系列的化合物,食盐、苏打、小苏打、肥皂、洗涤剂等,以及大雾天路旁发出黄色光的高压钠灯。这种导入新课方法,调动了学生学习的主动性和积极性。

2.利用计算机辅助教学,突破化学课堂教学难点

现代计算机技术对图形处理能力高超,利用这一特有功能可以变抽象为具体,变静态为动态,将微观过程进行宏观模拟,把宏大场景作缩微处理,对瞬变搞定格分析,化枯燥为生动。例如,在《气体摩尔体积》的课堂教学中,由于学生对微观粒子的运动缺乏感性认识,对物质三态变化过程中,分子间的距离变化不易想象。若用多媒体课件来演示固态、液态、气态物质中分子的运动特征,将固体、液体、气体分子间的距离大小用Flash软件制成三维动画,则会准确直观地描述出固体中的分子在质点周围振动;液体中分子间距离增大、运动范围有所扩大、分子作无休止的无序运动;气体中分子间距离增大很多,约是分子直径的10倍左右,且在相同状况下,平均距离约相等的微观粒子运动图像。通过模拟加热时,液态物质分子之间的距离逐渐增大,直到形成气态物质时,分子间的距离增大很多的演示,则让学生很容易理解:在通常状况下,相同质量的气态物质的体积要比其固态或液态时的体积大1000倍左右的实验事实。又如,在《盐类的水解》的教学过程中,学生对强碱弱酸盐CH3COONa的水解过程以及溶液呈碱性的原因难以理解,但通过计算机用Flash软件制作的动画:CH3COO-与水电离出来的H+结合,生成CH3COOH和OH- 的过程微观模拟,可形象、生动地将盐类的水解过程呈现出来,为突破教学难点起到了重要的作用。

3.计算机辅助教学能优化课堂教学

现代教学方法的根本点是,让学生积极主动地获取知识,全面提高各种能力,使每个学生获得充分发展。坚持整体观点,重视多样化,贯彻综合观点,力争最优化是我们努力的方向。例如,我们几个化学教师共同制作了一个课件。在这个课件中,教师可根据自己的教学风格和学生的学情,点击主页上的下拉菜单或按钮,利用计算机灵活、强大的交互性,任意组合、安排课堂教学,从而设计出更合理、更科学的课堂教学过程,使教师、计算机、学生形成一个有机的组合。教师通过计算机教懂、教准、教活、教精,又促使学生乐学、善学、勤学、活学,师生共同进入教与学的自觉状态和最佳状态,使课堂教学具有严谨性、灵活性、多样性,增强了课堂教学的活力,优化了课堂教学过程。

4.应用计算机辅助教学,增加课堂教学内容的容量

利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大信息量的优化处理,大大提高课堂效率。图形不是语言,但比语言更直观和形象,比语言包容的信息量更大。动画又比图形包含更高级的输出信息,利用文字闪动,图像缩放与移动,颜色变换等手段,不仅容量更大,速度更快、效果也更好,使得加大教学容量成为可能,例如,《元素周期律》课件是用于高一新授课的,在这一节课中,笔者利用计算机在上课的一开始,就在大屏幕上依次展示1-18号元素原子核外电子排布、元素原子半径、元素的主要化合价,这让学生很容易得出元素原子核外电子排布、元素原子半径、元素的主要化合价随着原子序数的递增而呈周期性变化。投影Si、P、S、Cl2分别与氢气反应的条件,由此可以判断出硅、磷、硫、氯非金属性强弱的结论。再投影它们的最高价氧化物的水化物的酸碱性强弱,并利用计算机演示一些实验,帮助学生温故而知新。学生可以据此判断金属性、非金属性的变化规律。最终,得出元素周期律的定义和本质。在课堂上,利用了计算机课件,大大缩短了教师的板书时间,加快了学生的认知过程,一堂课下来,学生始终处于积极思考的状态。又如,化学实验是高考复习中的一个重要内容,如果用常规手段进行复习,教师难以把大纲中所有要求掌握的实验中涉及到的仪器、装置都一一画出,也不可能把演示过的实验再演示一次。若利用计算机模拟,再现实现装置、实验过程和现象,不但提高了课堂容量,还有利于比较、加深理解记忆,达到温故而知新的目的。

二、现代教育技术在化学教学中的具体应用

1.模似物质结构

原子结构、分子结构;元素周期表的结构与元素周期律的有关内容、晶体空间结构及其伸展、C60的结构、有机物的球棍模型、比例模型、同分异构现象等内容都可以用不同颜色、不同大小的小球分别代表原子核和核外的电子,然后利用FLASH、3DMAX或3DS制成三维的动画,模拟原子核外电子的运动;也可以用不同颜色、不同大小的小球分别代表不同的原子,模拟分子的结构及其形成;同样可以利用不同颜色、不同大小的小球分别代表原子和最外层电子,模拟离子化合物或共价化合物的形成过程。利用FLASH、3DMAX或3DS制成三维的图,然后利用旋转运动展示晶体的空间结构,再利用缩放效果模拟晶体的空间结构,利用缩放效果模拟晶体的空间伸展等等。这样,通过现代教育技术可以使抽象的东西形象化,使静态的理论动态化,从而化难为易,便于学习和掌握。

2.模拟化学机理

化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的科学,化学概念及原理大多较为抽象。物质的微观结构既看不见,又摸不着,且化学变化又是在原子的基础上重新组合的结果。因此单靠语言和文字描述,学生较难理解。化学反应历程都比较抽象、难懂,利手多媒体制作成动画就可事半功倍,易学、易懂、易记。例如氧气的化学性质;水的电解反应;氢气还原氧化铜:复分解反应的反应过程;实验室制氯化氢的反应原理,氧化还原反应时得失电子与化合价升降关系;离子反应;复分解反应的条件;有机反应的机理(如取代反应、加成反应;缩聚反应;消去反应;裂解等;电解质溶液的导电性;原电池的放电;电解电镀;盐类的水解;胶体的性质等等都可以利用FLASH、3DMAX、3DS或DIRECTOR制成动画,动画一播放,无须多言,就可以一目了然,很清楚也很生动,学生也容易理解。

3.模拟微观粒子的运动

为了能让核外电子动起来,我们制作了《核外电子的绕核运动》的小课件。首先简介“视觉暂留”现象及其在电影及动画制作中的运用;然后制作一些宏观物体的运动及仿真电子绕核运动的各种gif动画,从而让学生能真切地感受物质各种不同速率下的视觉印象,认识并理解电子运动的特点及其描述的方法。又如物质的溶解与结晶;酸、碱、盐溶液的导电性;如核外电子的运动,布朗运动以及充入电情况,离子反应中的离子的运动和结合;电解质溶液的导电性;原电池的放电;电解电镀;盐类的水解;胶体的性质等等都可以用多媒体模拟放大。

4.模拟和放大某些化学实验

实验是化学教学的基础。调查表明,课堂教学中教师四十五分钟理论说教的效率远不及一个五分钟实验展示。但是课堂的实验教学也存在着许多的问题,对于一些装置复杂,不易实现的实验;或涉及毒性物质较多、毒性较大的实验;或现象不明显的实验;反应过程中过慢的实验都可以制成课件,模拟放大。比如氢气还原氧化铜实验中反应结束时,先撤灯后撤气的危险性;实验室制氧气先撤灯后拔导管的后果;原子弹的爆炸;煤和石油的形成过程;煤气中毒的原理;碳还原氧化铜的实验;氟气与氢气的反应;胶体的电泳实验;氨的合成实验;氨的催化氧化;二氧化硫的催化氧化;二氧化氮与四氧化二氮的平衡转化实验;与一氧化氮有关的实验等等,我们既可以用动画模拟实验现象,也可以用相应的软件在课件中插放实验录像再现实验的现象。

5.模拟工业生产过程和剖析生产设备

如工业生产硝酸、硫酸、氨;石油的炼制煤的加工;炼钢炼铁都可以利用相应的软件制成动态的流程,也可以对其中的设备(如氧化炉、吸收塔、沸腾炉、合成塔、热交换器等)进行模拟肢解观察,了解其工作原理。

现代教育技术辅助化学课堂教学是化学教学与最先进的教育技术、信息技术相结合的产物。进入二十一世纪,科学技术迅猛发展,信息技术蜂拥而至,都可能引发教学理论与教学实践的变革。现代教育技术辅助化学课堂教学具有明显的时代性,它随着科学技术的发展而不断发展和成熟。信息技术飞速发展的今天,传统教学手段受到了冲击,计算机多媒体辅助教学(即CAI课堂)正大步走进现代化的课堂教学过程,作为化学教师,我们应该根据教学的需要,合理地把多媒体引进教学过程中去,解决教学的重难点,利用新的教育理论,发挥传统教学的优越性,结合现代化教学手段,把化学教学设计得更加完善,培养出更多的优秀人才。

责任编辑:刘雨凡