微观动画对中职有机化学教学的辅助作用

钱秀兰 彭建亦

关键词：有机化学，教学，微观动画

化学作为一门公共基础学科，是中职生的一门必修科目，而有机化学作为中职化学的重要组成部分，更是能为学生进一步学习药品、食品、能源与材料、生物学等其它各门学科奠定重要基础。但由于有机物质种类繁多，结构及反应原理复杂，概念抽象等原因，导致在实际教学中，仅仅利用传统的教学方法很难在有限的教学时间内完成教学任务。

随着科技的进步和计算机网络技术的普及应用，多媒体在教育领域发挥的作用日益显著，并由此引发了教育信息化的浪潮，教育信息化促进了“三教改革”，促使教师形成与时俱进的教育理念、现代化的教学方式以及多样化的教学方法等。计算机辅助教学以一种势不可挡的姿态迅速闯入了有机化学教学领域中，能够透过现象看本质的微观动画应运而生，并在化学教学尤其是有机化学领域里逐渐展示了其旺盛的生命力及无可比拟的优势。

首先，微观动画有助于学生理解化学基本概念，激发学生学习兴趣。与无机化学相比，有机化学知识更是一个由“形象”到“抽象”、由“现象”到“本质”、由“浅显”到“深入”的过程，即逐步向系统化、理论化靠近，既重视微观世界的探索，又重视与宏观世界的联系和有机统一，更为重要的是要求学生建立一定的微粒观、元素观、结构观、守恒观，以上这些要求不仅需要教师口头表达清楚，更加需要教师设法把微观的变化过程放大、抽象的事情具体化。微观动画能够将不可见的原子、分子等形象清晰地展现在学生的眼前，其变化运动等情况也以动态的形式呈现在学生的视野中，使枯燥的抽象的有机化学变得有声有色。如在对取代反应概念的理解教学时，我们可以通过演示实验激发学生学习兴趣，培养学生观察能力等。如指导学生观察到氯气颜色变浅，有油状物生成且液面上升等宏观现象，但即便是这样，我们还是无法解释何为取代反应？如何取代的？因为我们无法通过实验观察到微观层面的原子之间变化的实际情况，学生也无法通过宏观的现象去理解取代反应的实质。但是通过微观动画我们就可以将甲烷分子中氢原子被氯原子逐步代替的这个过程放慢，并且可以将内部变化过程清晰明了的展示在学生眼前，视听结合的方式生动形象地揭示了反应的实质。这种新颖的教学方式不仅大大激发了学生的好奇心和求知欲，而且增加了学生的感知深度，提高了学习效率，增强了学习效果，从而激发学习兴趣，树立学习信心。

其次，微观动画有助于解决学生难以理解物质的微观空间结构的难题。有机化学之所以让学生觉得很难理解和接受，一个很重要的原因就是有机物质结构复杂，即使构成物质的原子各类和数目都相同，但连接方式不同就能形成不同的物质，性质也会产生差异。所以学生会产生有机化学很难的感觉。而利用三维微观动画将分子内部微观原子连接方式形象地展示在学生面前则可以大大降低学习难度，帮助学生克服恐惧心理，并且可以以其多彩的形式，丰富的表现等独特的魅力引导学生爱上有机化学。如在进行同分异构现象教学时，以分子式为C7H8O的含苯环的同分异构体为例，请学生尝试书写的过程中我们发现学生感觉很困难。即便是给学生模型教具以小组为单位自行搭建也很不顺畅。但是在采用微观动画辅助教学之后再引导他们搭建却发现效果很好，多数同学都可以顺利完成。之后再进行书写也就无障碍了，难点迎刃而解。

最后，微观三维动画可以促进学生更加有效地进行有机化学学习。我们的中职生是在新技术下成长起来的，他们从小就接触了各种生动活泼有趣的影像资料，如智能手机和动画游戏等，所以仅仅依靠具体的模型和教科书表述等教学工具对新一代中职学生的帮助非常有限。所以我们需要使用更多的方法技巧来吸引这些学生的注意力。将微观动画等新技术引导到有机化学教学中来，可以引导学生进行微观层次的深入观察，方便学生理解化学反应的实质，从而进行有效的高效的学习。。化学是一门以实验为基础的学科，虽然我们在教学过程中让学生动手实验，观察其变化过程，但是我们只能看到颜色的变化，气体或沉淀的生成等宏观现象，对分子内或分子间尤其是原子间的变化无法观察和理解。传统的利用几张挂图、几个模型的上课模式，对于我們中职学生来说已经不能吸引他们的注意力了，同时由于中职学生各方面的基础比较薄弱，而且记忆也不长久。所以导致学生在书写方程式时经常出错，从而使学生怕写方程式、不喜欢化学课等。而利用微观动画则可以很好地向学生展现有机化合物分子的空间构型，形象动态地表示有机化学反应中原子与原子之间旧键断裂和新键形成的过程，有助于学生理解化学反应的反应机理，从而认识化学反应的本质。例如在乙醇的脱水反应中，学生在写产物的结构式的时候，不知道怎么去写，主要原因是不知道反应时到底断裂哪些键，新化学键又是如何形成的。如图所示：乙醇分子内共有五种不同的化学键，有时单一断某一种键，有时会同时断不同的几种键，断键位置情况复杂，相应的新键形成也不单一。用传统的教学方式对于中职学生来说很是枯燥无味，几乎不能吸引他们的注意力，更不用说集中注意力去理解、记忆。我们迫切需要改变传统的教学方式，把学生的拉回到课堂中来。而对于从小就接触各种影像、影视的这一代中职生来说，三维微观动画无疑是极佳的选择。微观动画有利于帮助他们在脑海中建立分子结构模型，这种展示分子结构的动态方式能够引导他们加深对化合物及化学反应过程的理解，有效避免了机械记忆，有利于归纳总结，并有利于他们在学习过程中获得自信心，更能引导他们树立学习有机化学的信心，激发学生学习有机化学的学习兴趣。

综上所述，微观动画在有机化学教学中可以将化学实验中的各种变化过程以运动的形式表达出来，有助于学生建立化学学科的运动观。同时可以将有机化学中抽象的事物变成可活动、变化的物体，体现“三教改革”中的教材改革，有利于学生接受新知识。由于微观动画形象逼真，能以不同的色彩表现不同的原子及其变化过程，极大地提高了学生的课堂参与度，为学生创设了一个愉快的学习环境，给学生一种“画面感”，进而加强理论学习的直观性，能极大地提高有机化学教学效果。

参考文献：

1.李林 《计算机辅助高中有机化学教学的研究》

2.陈晨，蔡其勇 《计算机辅助化学教学的现状及对策研究》

3.刘保平，孙彦坤 《动画在分子生物学教学中的应用》

4.蔡东，胡树煜 《有机化学教学中三维动画案例的制作和应用》

5.王慧彦，马卫兴，陶传洲，程青芳 《计算机在有机化学及实验教学中的应用》