论现代教育技术在化学教学中的应用

刘志娟

论现代教育技术在化学教学中的应用

刘志娟

（山西广播电视大学晋城分校，山西晋城048000）

化学是一门研究物质的组成、结构、性质及变化规律的科学，随着计算机和信息技术的飞速发展，传统的教学手段必定要为新的技术手段所取代，笔者就现代教育技术在化学教学中的应用进行了探讨。

现代教育技术；化学教学；应用

随着计算机和信息技术的飞速发展，信息技术对人们的工作、生活产生了巨大影响。人们的衣食住行都离不开化学，化学涉足到人类生活和活动的各个领域，传统的教学模式已不能适应时代发展的要求，它需要为新的教学手段所代替。教育部对新一轮的课程改革提出了大量应用现代教育技术的要求：“在开好信息技术课程的同时，要努力推进信息技术与其他学科的整合。鼓励在其他学科的教学中广泛应用信息技术手段，并把信息技术教育融合在其他学科的学习中。各地要积极创造条件，逐步实现多媒体教学进入每一间教室。积极探索信息技术教育与其他学科整合。”因此，把现代教育技术与化学教学有机地结合来，改变传统的教学模式，将会提高教与学的效率。

一、现代教育技术在物质结构教学中的应用

化学作为一门研究物质组成、结构、性质及变化规律的自然科学，本身较抽象、复杂、理性，不易理解与掌握。化学键理论与物质的结构是理论化学的重要教学内容，这部分内容由于涉及原子结构、分子结构、晶体结构等众多理论知识，内容繁杂、概念抽象，在传统教学手段下，学生很难理解。黑板、挂图是平面的，不能显示立体效果；模型虽是立体的，但它是静态的，很难进行动态描述。在多媒体教学中，用二维、三维动画可以直观、形象、生动地模拟显示这些抽象的立体结构，使学生一目了然。例如，郭丽萍等以形象、生动和流畅的三维动画和可交互的立体模型全方位地描述了基础化学中的原子轨道、化学键的理论模型以及常见分子离子和典型晶体的结构，并重点展示了杂化轨道理论与分子空间构型的关系。软件将难以理解和认识的抽象概念直观形象化，大大提高了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果。再如，乙烷分子最稳定的构象是交叉式，存在时间最长、最不稳定的构象是重叠式，存在时间则最短，各构象之间可相互转换。为了较好地表述H原子相互间距离对构象稳定性的影响，张海军等采用Photoshop、Ulead GIFAnimator与3D Viewer相结合，制作了乙烷分子围绕C-C单键旋转而产生不同构象的动画。

二、现代教育技术在实验教学中的应用

化学是一门实验科学，化学实验是化学理论赖以产生和发展的基础，是化学理论应用于生产实验的桥梁和中介。实验教学不但能帮助学生理解和掌握理论知识，同时还能培养学生的实践动手能力，为今后能较快地适应工作打下良好的基础。在实际的教学工作中，由于一些原因如实验经费不足，实验条件欠缺和环境污染等造成实验无法进行，只凭教师语言的描述，无法给学生留下深刻的印象。为了提高教学效率，可以引入现代教育技术，运用多媒体手段虚拟实验，让学生很直观地观察整个实验过程的动态变化，加深学生对化学变化过程的理解。

1.虚拟化学反应过程

化学反应是我们了解物质化学性质的重要途径。有机化学反应方程式和反应机理数目繁多，不但浪费时间，而且不直观。用动态模拟反应机理，放大原子，放慢化学反应速度，拉长反应时间，生动、直观地表现反应全过程，如化学键的变化、分子空间结构的变化、碳原子杂化状态的变化、过渡态和中间体的结构等，将微观现象宏观化、抽象概念形象化，把反应过程中瞬间变化的复杂过程模拟出来，从而降低学生的学习难度。例如，刘军等利用3D MAX软件对烷烃的自由基取代、烯烃的亲电加成、芳烃的亲电取代、卤代烃的亲核取代及消除、羰基的亲核加成、羧酸衍生物的亲核加成——消除等7类重要的有机化学反应机理进行了动态模拟，生动、直观地表现了有机反应中化学键的断裂和生成、结构的变化以及中间体的生成等全过程。制作的动画文件可用作有机化学多媒体辅助教学课件的素材，可加深学生对教学内容的理解，具有很好的教学效果。段纪东等利用现代化教学手段——计算机多媒体技术和3D MAX三维动画设计软件、Photoshop二维绘图功能软件、Visual Basic程序设计语言软件，对卤代烃亲核取代反应机理，设计制作CAI课件的过程、特点及其应用。该课件形象模拟卤代烃的SNl反应机理、SN2反应机理、离子对机理和邻近基团参与机理等，生动活泼、惟妙惟肖。用于教学中，教学效果极好，极大地调动了学生的学习兴趣和积极性。

2.虚拟反应中有毒害物质的实验

许多化学实验有毒、易燃、易爆，如果操作不当，就有可能造成意外事故。在传统教学中，只能靠教师口头语言来描述错误的操作可能导致的危害，而不能用实际操作来演示，这样学生没有直观的体验，从而对其危害性没有深刻的认识。因此，对于污染较重、有危险、有毒害的化学实验，通过仿真和模拟实验，既可以把错误的原因解释清楚，又可避免毒害物质对师生身体的损害和对环境的污染，减少实验消耗。例如，稀释浓硫酸的实验，实验过程须将浓硫酸缓慢注入水中，同时不断地搅拌，产生的大量的热将在温度计上体现出来。但后排的学生根本看不清楚温度计的变化，此时可借助于投影技术将温度计显示放大，学生就能很轻松地观察到其变化了。再者，若操作不当，不慎将水注入浓硫酸，会使上面的水沸腾飞溅，而带出的浓硫酸会腐蚀伤人。该操作不可能在教室中演示给学生看，但可以借助多媒体播放给学生看，让他们了解这一过程以及由此带来的严重后果，加深学生的理解和记忆，避免出现类似错误。

3.虚拟化工生产过程

利用计算机灵活、生动、活泼、形象的图文表现形式，阐明化工生产流程工艺，加深学生对化工生产原理的理解。如为演示工业制硫酸，可用Authorware5.0多媒体制作软件来制作课件，用动画模拟整个生产过程，栩栩如生，学生对增大反应物面积、逆流操作、增加反应物浓度、采用合适压强和温度、利用反应热、综合利用“三废”等化工原理就会有较深刻的理解。

三、现代教育技术在化学复习课中的应用

化学基础知识内容较多且零散，复习时学生很难把这些知识条理化、系统化，教师串讲起来也感到费时费力，效果不佳。但利用计算机多媒体技术可先将知识结构用软件输入到计算机中，复习时，边讲解边逐步把知识结构显示出来，及时帮助学生归纳和总结所学知识，在头脑中形成知识框架、网络结构，使知识系统化、结构化。例如，在讲到“杂化轨道”时，涉及到三种杂化轨道(SP3，SP2，SP)在参与杂化的原子轨道数、杂化轨道成分、形成的杂化轨道数目、空间结构、轨道间夹角等方面的区别，如果把这些表格内容做成幻灯片，对重点、难点知识进行特别区分，上课时边放映、边讲解，这样不仅能加快学生对知识技能、技巧的形成，而且能将知识系统化，较好地完成教学任务。

［1］郭丽萍，雷家珩，郭剑，弓巧侠.杂化轨道理论与分子的空间构型——多媒体教学软件的设计与制作［J］.计算机与应用化学，2002，（4）：485-488.

［2］张海军，陈建村，施磊，蒋珏.有机化学多媒体课件中分子结构模型的制作［J］.南通工学院学报（自然科学版）,2003，（4）：32-34.

［3］刘军，刘先勇.三维动画模拟有机化学反应机理［J］.计算机与应用化学,2005，（8）：627-630.

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1673-0046（2010）9-0106-02