多媒体在化学实验中的应用及思考

蒋亚平

摘 要： 本文介绍了计算机多媒体在化学实验教学中的具体应用，以及在使用过程中需要注意的问题。合理适量使用多媒体，可达到提高教学效率、强化教学效果的目的。

关键词： 多媒体 化学实验教学 教学应用

一

化学是一门实验性很强的基础学科，掌握化学知识离不开实验。戴安邦教授说：“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式。”通过实验可以培养学生的观察能力、动手操作能力和严谨的科学态度。俗话说“眼过十遍，不如手过一遍”，学生通过动手操作，手脑并用，可加深对所学知识的理解和记忆。一些常规的基本操作实验，要力争由学生亲自完成或配以教师适当的演示。但是，传统实验教学中也存在一些不足，如工业生产、工艺流程不可能“搬”进课堂；有的实验过快，不易观察实验现象；有的实验过慢，不可能在课堂内完成；有的实验易燃易爆或有剧毒物质参加反应……这些实验都不可能演示。但是我们可以利用计算机来模拟演示，从而达到优势互补，为化学实验教学注入新的活力，增强实验教学效果的目的。

1.模拟实验原理

用计算机模拟化学实验原理，主要向学生展示宏观现象中看不到的微观过程。如物质的结构，化学反应的机理，学生理解起来很困难，而多媒体能很好地解决这个问题。多媒体辅助教学以其丰富的表现力把化学现象、化学过程形象生动地呈现出来，特别是对于学生平时无法观察的、难以理解的现象、过程更显示其巨大的作用，为化学知识的理解和掌握提供了最充分的认知。在学习“酯化反应”时，学生对酯的形成过程很难想象出来，通过多媒体技术，运用三维动画，生动、形象地模拟演示乙酸分子断裂羧基中的羟基和乙醇分子断裂羟基中的氢原子（两分子中碳原子用黑色球体表示，氢原子用绿色球体表示，乙酸分子中氧原子用红色球体表示，乙醇分子中氧原子用黄色球体表示），随后断裂的基团进行重新组合，即CH■CO-与CH■CH■O-结合成CH■COOCH■CH■，-OH与-H结合成H■O。学生通过观察旧键断裂、新键形成及生成物氧原子的颜色，很容易掌握酯化反应的过程。通过动画演示，可以把抽象的内容具体化，把微观世界宏观化，达到寓教于乐的目的。多媒体使许多通常看不见的反应过程变成生动有趣的动画过程，它使学生看到放大了的原子世界和在化学变化中分子分解、原子重新组合的过程，同样甲烷的取代、乙烯的加成聚合、酯的水解、盐的水解、电解、电镀原理、电化学的电极反应等都可以利用多媒体进行很好的说明。

2.模拟有污染、不安全的实验

化学实验中，一些实验由于有有毒物质参与反应，一方面污染环境，另一方面可能会影响实验的效果。若在通风橱中进行，则影响学生对实验现象的观察，例如，氯气、硫化氢、二氧化硫等气体的制备，氢气与氧气、氢气与氯气的爆炸反应等。这些实验都可以用计算机模拟演示，既弥补了传统实验教学中的不利因素，使学生易于观察实验现象，又保护了环境，增强了学生的环保意识。

3.模拟实验室中难以成功的实验

由于实验条件限制，某些实验在实验室中成功率较低、现象不明显，如金属的焰色反应、极性分子与非极性分子的比较、盐的pH值测定，胶体电泳等。通过借助计算机技术制造模拟实验，并赋予一定的色彩显示出来，具有极强的真实感。

4.模拟实际生产

学习知识是为了应用，指导生产、服务于社会。对于类似工厂中的生产流程、生产设备等方面的教学内容，学生受知识水平、生活环境等因素的限制学起来比较吃力，学生既要理解课本中的文字内容，又要发挥想象力。我们可借助计算机形象、直观地演示，如硫酸、硝酸的工业制法，糠醛的制备，合成氨、石油的重整、裂化、分馏，水泥的生产、钢铁冶炼等，将这些抽象复杂不易弄懂的内容制成软件，在屏幕上进行宏观缩小，局部放大，动静结合，图文并茂，在短时间内多角度多层面地展示反应流程，使学生获取多维信息。使知识由抽象变为形象，降低学生对知识理解的难度，让学生在一种轻松愉快的气氛中掌握知识，体会所学知识在实际生产中的应用，由此实现理论和实践的统一。

5.模拟错误实验操作

许多化学实验有毒，或具有一定的危险性，如果操作不当，就有可能发生意外事故。在传统的教学中，对化学实验中的一些错误操作，只能靠教师口述其错误的原因及错误操作可能带来的危害，不能为了加深学生印象用实验证明，否则会造成危险。用计算机动画模拟这些错误操作创设教学情境，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。下列错误操作都可用动画模拟：稀释浓硫酸时将水倒入浓硫酸中，液体沸腾飞溅；点燃没有检验纯度的氢气导致发生装置的爆炸；碳酸氢钠的加热分解，试管口向上，生成的水倒流，引起试管的炸裂，用排水法收集氧气时先停止加热，后将导管移出水面，水倒吸试管炸裂；加热装有液体超过容积1/3的试管时，液体冲出管外；制备氯气时没有尾气吸收装置造成人员中毒等。学生看了错误操作的动画演示，对错误操作的原因及危害有了更深刻的理解，效果颇佳。

二

多媒体在化学实验中的作用是不容置疑的，它使实验形象直观化，可局部放大某些一般实验中不易观察但又很重要的现象，同时规范学生的基本实验操作，为学生获取知识、发展智力、提高能力开辟了更加宽广的道路。但必须明确：多媒体是为教学服务的，它在教学中处于从属地位。在教学中我们应该认识到：

1.实验的模拟具有选择性

计算机多媒体技术模拟化学实验，一般只用来模拟少数药品昂贵，装置复杂，反应中产生有毒有害物质，不易控制的实验和少数反应速度太快或太慢的实验，以及在实验复习课上重复已做过的实验。它可以提高学生的实验兴趣，对实验中的基本操作起指导作用，但不能代替学生亲自操作，亲自观察，更不能使学生获得化学实验基本技能，计算机模拟实验只是提供一种手段，起辅助作用。

2.实验结果不是唯一的

计算机模拟的实验无论是仪器装置，还是实验结果大都比较理想化，它不需要考虑实验过程。而实际操作，是一个比较复杂的过程，受仪器设备，外界环境因素的影响，它是随机的、可变的、不确定的、什么状况都有可能发生，实验的结果也不是固定的，如计算机模拟铜锌原电池实验中，就不需要考虑两金属片的纯度，组成原电池，铜片有气体产生，锌片无气泡，但在实际操作中，两个金属片上都有气泡。这又该怎么解释呢？我们可以当成新的问题引导学生去探讨，从而了解原电池的本质。

总之，多媒体在化学实验中的应用，能变抽象为具体，变复杂为简单，丰富实验内容，优化课堂教学结构，增强课堂教学效果，调动学生学习的积极性，开阔视野，活跃思维，培养能力。但是，我们在实际应用中要结合课堂教学的需要，合理适量地使用多媒体，使其真正起到辅助作用，以保证化学教学过程的最优化。

参考文献：

[1]傅海平.浅谈教育技术中心开展多媒体教学的几点做法.信息工程大学电子技术学院信息网，2003.09.11.

[2]丁非，王学松.计算机模拟化学实验的局限性与电子课件选择，化学教育，2000（7）.

[3]金林.构建CAI课件学习环境.职业技术教育，2000（28）.