多媒体技术与高中化学实验教学的整合研究

2022-02-19吕君霞甘肃省灵台县第一中学744400

教学管理与教育研究 2022年13期

吕君霞（甘肃省灵台县第一中学 744400）

化学是高中阶段的一门重要学科，实验是学习化学知识的一种常用方式，提高实验教学有效性，激发学生的学习兴趣，成为教师关注的要点。陶行知先生认为：行是知之始，知是行之成，教学做合一。事情是怎样做的，学生就应怎样学；学生是怎样学的，教师就应怎样教，教法、学法、做法是不可分割的。实验教学中，主张学生动手动脑，将理论知识和实践操作结合起来，这和行知教育理念不谋而合。多媒体技术的发展与应用，为化学实验教学提供了新的途径。

一、多媒体在高中化学实验教学中的作用

1.丰富教学资源

多媒体课件的应用，能丰富教学资源，弥补实验教学上的不足。以《仿真化学实验室》课件为例，基于计算机虚拟技术下，利用逼真的模型、多样的图形和动画，模拟出真实的实验环境。这些课件的应用，能对实验过程、实验现象进行演示，发挥出多媒体的优势。学生在学习时，不仅能获得全面的知识，还能以功能模块的形式呈现出来，有助于培养化学核心素养。

2.提高教学效率

在高中化学教材中，部分实验所需材料难以获得，或者操作步骤复杂，或者会生成有毒有害物质，实际可操作的实验比较少。采用多媒体技术进行教学，通过模拟实验过程、播放实验视频资料，能让学生近距离感受实验项目。多媒体教学能增加学生的感性认识，让学生认真观察、积极思考，弥补不能实际操作实验带来的遗憾。而且，这个过程节省了时间和财力，能提高教学效率，达到预期教学目标。

3.激发学习兴趣

“兴趣是最好的老师。”高中化学课程本身的知识点多，具有抽象性，不少学生因理解有难度而产生失落、厌烦等情绪。实验教学作为教学活动中的亮点，能吸引学生的目光，将多媒体技术应用其中，可以对实验过程反复播放，加快或减慢实验进度；可以利用虚拟技术让学生操作昂贵的仪器，掌握复杂的实验原理。相比于教师口头宣教，多媒体教学能激发学生的学习兴趣，提高知识理解和运用能力。

二、多媒体技术在高中化学实验教学中的具体应用

在高中化学实验教学中，多媒体技术的应用主要体现在课前预习、课堂教学、课后评价三个环节。

1.课前预习环节

预习是教学活动的重要一环，能明确课程学习目标，了解基本内容和重难点，为课堂教学打下基础。多媒体技术在课前预习环节的应用如下，第一，创设问题情境。教师根据教学目标和实验过程，将教学资源上传到学习平台上，提出有价值的问题，让学生带着问题走进教材，边预习、边思考，寻求解决问题的渠道。第二，学生利用手机、平板等智能终端，进入仿真实验设计平台，根据教材内容可以自主选择实验材料和仪器，通过点击按钮连接装置，自主设计实验过程，避免实际操作中出现安全问题。第三，标注自己不能解决的问题，在课堂学习中提出，作为教师重点讲解的内容。

2.课堂教学环节

学生预习后，有了较为充分的准备，课堂教学流程更加清晰明确，能提高教学效率。多媒体教学主要体现在两方面：第一，传统演示实验中，实验操作和现象只有前排学生能看清楚，如钠和水的反应。然而，这类实验又是必须操作的，让学生零距离观察才能产生强烈的感受，从而牢固掌握知识点。对此，教师可以将实验操作过程录制下来，然后在多媒体上播放，学生观看的同时，教师适当讲解，必要时还可对画面暂停、放大、回放。第二，另一类实验肉眼难以看到反应过程，如盐类水解，即使教师讲授，学生也难以形成清晰概念，成为学习上的难点。对此，利用多媒体技术模拟实验过程，通过动画演示出电解质的电离过程，让学生看到微观世界的变化，理解起来就比较容易。在教学过程中，多媒体展示文字、声音、画面等多种要素，能让学生的多种感官参与进来，接收更多知识信息。

3.课后评价环节

课后评价是对整个教学过程的总结反思，积累成功的经验，找出存在的不足，为后续教学的优化提供依据。在评价环节，教师可以利用多媒体展示实验成果，利用照片、视频记录小组实验操作过程，也可以选出小组代表，对实验操作进行讲述，对实验数据结果进行分析，还可以为学生展示提前收集的相关资源，拓展学生的眼界，达到知识整合的效果。

三、多媒体技术与高中化学实验教学的整合途径

1.投影和实验教学的整合

利用投影能减少教师的板书量，对知识点及其相互关联进行展示，提高教学效率。对教学中的重难点，可以通过超链接的方式投影展示，进一步加深知识理解，提高学生的主动性。

2.录像和实验教学的整合

在化学实验中，有危险性、腐蚀性的实验，需要在特定的设备、空间中操作，不能在课堂中演示操作。过于剧烈可能产生爆炸的实验，可以利用多媒体播放录像，对整个实验进行展示，在满足安全的条件下，保证教学活动顺利实施。

3.动画和实验教学的整合

Flash动画在多媒体中应用广泛，具体到化学实验课程中，Flash动画能对肉眼无法观察到的微观现象进行放大展示，也能将抽象的化学原理形象化展示出来，降低学生的理解难度。利用Flash动画演示，学生能直观看到电离和组合过程，以及两者的速率变化情况，提高教学效果。

四、教学案例分析

以《铜—锌原电池及其原理》为例，教学目标是理解原电池的构成及电流产生原理。在实验教学过程中，一方面让学生自主构建原电池，研究电池的构成条件，在实验中掌握控制变量的研究方法；另一方面感悟科学方法在化学研究中的作用，树立科学探究意识，在分组实验中培养自主合作精神。实验教学过程介绍如下。

1.教学导入

教师利用多媒体播放视频课件，展示生活中常见的电池。设置疑问：电池能提供电流，电池中的电流是如何产生的？在一个柠檬上插上铜片和锌片，并且串联音乐贺卡，会发生什么现象？

学生观看视频，发现音乐贺卡发出声音。教师解释，这是一个水果电池，虽然能让音乐贺卡发出声音，但电流比较小，实际应用价值不大。不过，它给了我们一个启发：电池里的电流是如何产生的？有哪些构成条件呢？以下我们使用稀硫酸代替柠檬，对这个问题进行探究。

2.实验过程

实验一：将铜片插入稀硫酸中，铜片表面有没有气泡产生？将铜片和锌片连接起来插入稀硫酸中，铜片表面有没有气泡产生？根据实验步骤，学生选择对应的仪器和材料，通过动手实验观察现象，从而找出答案。

交流讨论：铜不是活泼金属，不能置换出酸中的氢，因此，铜片表面没有气泡产生。但铜片和锌片连接起来，铜片表面有气泡产生，产生的气体可能是H2，说明铜片上发生了反应：2H++2e-→H2↑，有电子转移到铜片上。电子很可能是锌片产生的，因为锌是活泼金属，Zn-2e-→Zn2+，失去电子后转移到铜片上，H+从铜片上得到电子就生成了H2，因此有气泡产生。

电子做定向移动，就会有电流产生。如何证明电路中有电流通过？学生回答：可使用电流表检验。

实验二：铜片和锌片连接起来，并且接入电流表，然后插入稀硫酸中，观察实验现象，得到实验结论。

实验中，会发现电流表偏转，说明电路中有电流通过，整个实验装置能把化学能转化为电能。原电池的定义是通过氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置。铜片、锌片表面发生哪些变化？电子的来源和去向？电池的正极、负极是什么？稀硫酸溶液有哪些变化？

交流讨论：Zn失去电子，电子从导线转移到铜片上，说明导线有电流通过。电子从锌片流向铜片，移动方向和电流相反，说明电流从铜片流向锌片，因此铜片是正极、锌片是负极。铜片：2H++2e-→H2↑，锌片：Zn-2e-→Zn2+。

判断原电池正负极的方法：①根据电极活泼性判断，活泼金属是负极；②根据电子流向判断，流出电子的是负极；③根据反应类型判断，氧化反应的是负极。构成一个原电池，需要哪些条件呢？

实验三：通过对比实验，明确构成原电池的条件。学生经过以上实验和学习，已经对原电池知识有了基本了解，对比实验由于步骤复杂，实际操作费时费力，通过多媒体演示进行教学可提高效率，清晰展示实验过程。①第1组对比：编号A、B、C、D，均使用稀硫酸，其中A使用铜片和锌片，B使用两个锌片，C使用两个铜片，D使用锌片和碳棒。②第2组对比：编号E、F，均使用铜片和锌片，其中E使用硫酸铜溶液，F使用乙醇溶液。③第3组对比：编号为G，使用铜片和锌片，但分别插在两个稀硫酸溶液瓶中。

交流讨论：学生观察每一个多媒体演示的实验过程，从溶液、电极类型、电极连接等情况入手，分析总结构成原电池的条件。

教师总结：构成原电池的条件，①有两个电极且活泼性不同，可以是两种活泼性不同的金属，也可以是一种金属和一种导电非金属。②两个电极连接起来，插入电解质溶液中，形成闭合回路。③能自发性进行氧化还原反应。

板书：构成原电池的条件，“两级一液成回路”。

布置作业：完成习题，在课余时间动手制作水果电池。

3.总结反思

本次实验教学中，应用多媒体技术的总结反思如下：①多媒体应用在教学全过程，教师应提前制作课件，从教材、网络上收集相关资源，将文字、图片、视频整合起来，满足教学目标，提高教学效率。②突出学生的主体性，让学生带着问题思考、观察、讨论。不论是动手操作，还是模拟演示，均要保证规范性、安全性；同时预设学生可能提出的问题，做好充足的准备。③多媒体教学不能完全取代实验教学，只是作为一种辅助手段弥补教学中的不足，因此教师不能过度依赖多媒体。