信息技術(shù)在化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中的作用

◆方治華 郭霖

在日常的初中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，可以充分地運(yùn)用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，這樣化學(xué)中的多種元素的結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)的情形、微觀粒子的運(yùn)動(dòng)和細(xì)微實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都會(huì)進(jìn)行非常好的展示。新型技術(shù)可以很好地協(xié)調(diào)此類教學(xué)資源、要素以及環(huán)節(jié)，這樣就可以形成很好的聚集效應(yīng)，從而發(fā)揮信息技術(shù)的巨大效益。

1 信息技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中的重要性

從初中化學(xué)新課改來(lái)看，探究式教學(xué)得到非常普遍的運(yùn)用和重視，尤其是開(kāi)著多種類型的探究實(shí)驗(yàn)。這樣就能夠讓學(xué)生在不斷進(jìn)行的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中形成相應(yīng)的化學(xué)思維，訓(xùn)練化學(xué)知識(shí)的分析和運(yùn)用能力，進(jìn)而確立終身再學(xué)習(xí)的理念。從新課標(biāo)來(lái)看，初中化學(xué)教學(xué)要盡可能地和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況結(jié)合起來(lái)，還要考慮到教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。這樣就能夠讓學(xué)生充分發(fā)揮化學(xué)課的優(yōu)點(diǎn)，讓學(xué)生以生活為基礎(chǔ)進(jìn)行多種類型的探究實(shí)驗(yàn)，使得抽象的化學(xué)概念變得有趣、生動(dòng)，從無(wú)聲變?yōu)橛新?，從靜態(tài)規(guī)律變成為動(dòng)態(tài)展示。

2 合理使用信息技術(shù)，輔助探究實(shí)驗(yàn)

2.1 利用信息技術(shù)提問(wèn)

在探究性學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師要做好提問(wèn)環(huán)節(jié)，不僅可以向?qū)W生提問(wèn)，也可以引領(lǐng)學(xué)生提出有困惑的地方，這是開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和前提。在具體的化學(xué)課堂教學(xué)中，教師可以借助信息技術(shù)來(lái)創(chuàng)設(shè)化學(xué)反應(yīng)情境，展示具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。如在展示信息技術(shù)背景下的化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，聲光電俱全，這要比傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中的掛圖以及模型等要形象生動(dòng)。

例如，在教師播放酸雨給人類社會(huì)帶來(lái)的巨大危害的相關(guān)視頻資料后，學(xué)生會(huì)非常好奇酸雨的形成原因。學(xué)生在學(xué)習(xí)CO知識(shí)的過(guò)程中提出此類問(wèn)題，教師可以很好地激發(fā)學(xué)生探究酸雨形成的欲望。在此，信息技術(shù)的運(yùn)用可以激發(fā)學(xué)生探究問(wèn)題的心理，從而發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題。這樣一來(lái)，學(xué)生就可以提出富有價(jià)值和挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，而且還要適合初中生的探究能力。

2.2 利用信息技術(shù)洞察微觀粒子的運(yùn)動(dòng)

從化學(xué)科目來(lái)看，其中的概念與原理都是比較抽象的，如分子和原子是形成物質(zhì)的微觀粒子，但是學(xué)生卻很難看到這些分子和原子，更摸不著它們。僅僅依靠語(yǔ)言以及文字描述，很難形成具體的感知，更無(wú)法讓學(xué)生樹(shù)立微觀粒子的運(yùn)動(dòng)變化圖形。因此，大部分學(xué)生對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的有關(guān)內(nèi)容都非常難以理解和接受。在此，教師可以運(yùn)用多媒體課件來(lái)展示非常形象的動(dòng)畫(huà)和模擬，這樣學(xué)生就可以感受到分子、原子、離子的微觀運(yùn)動(dòng)特征，而且它們的運(yùn)動(dòng)特征非常形象、生動(dòng)，從抽象運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹庇^運(yùn)動(dòng)，這樣就能夠更好地把握物質(zhì)微觀運(yùn)動(dòng)的特征。在此基礎(chǔ)上，教師可以讓學(xué)生掌握化學(xué)變化的本質(zhì)，進(jìn)而熟練運(yùn)用這些化學(xué)反應(yīng)的原理。

例如，在講授在通電作用下水分解實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師可以借助課件來(lái)模擬水分子，它分裂為氫原子以及氧原子，在此過(guò)程中，氫原子以及氧原子持續(xù)不斷地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而且彼此還會(huì)碰撞。在此基礎(chǔ)上，每?jī)蓚€(gè)氫原子經(jīng)過(guò)碰撞，就結(jié)合而成為一個(gè)氫分子；每?jī)蓚€(gè)氧原子相互碰撞，就結(jié)合而成為了一個(gè)氧分子，這樣就產(chǎn)生了氫氣以及氧氣。在這種情況下，多媒體課件能夠非常形象生動(dòng)地展示出微粒分開(kāi)以及結(jié)合的具體反應(yīng)步驟，這樣學(xué)生就可以更好地認(rèn)識(shí)粒子間的間隔、粒子的不停運(yùn)動(dòng)特征。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以更深刻地理解水分解的化學(xué)變化過(guò)程，該實(shí)驗(yàn)也展示了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：分子分裂成為單獨(dú)的原子，原子再次進(jìn)行組合，從而變成新的分子。

2.3 用信息技術(shù)演示、再現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)

在化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中，需要開(kāi)展大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在這些實(shí)驗(yàn)中存在非常奇幻的化學(xué)現(xiàn)象，這樣就能夠使得學(xué)生激發(fā)自身對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和知識(shí)的濃厚興趣。在此，興趣成為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的最現(xiàn)實(shí)最活潑的心理成分，變成學(xué)習(xí)動(dòng)力的源頭。教師可以運(yùn)用提前制作完成的多媒體課件，向?qū)W生展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和反應(yīng)狀態(tài)。在剛開(kāi)始上化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)課程的過(guò)程中，教師可以向?qū)W生展示出“兩棒相遇冒白煙”“魔棒點(diǎn)燈”“兩無(wú)色液體相混變紅”“燒不壞的手絹”“水中生火”等探究實(shí)驗(yàn)。這些化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)非常有趣，可以成為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的“魔術(shù)”。在此過(guò)程中，學(xué)生有著大量的疑問(wèn)，總想知道這些化學(xué)反應(yīng)為什么會(huì)是這樣，而不是那樣？為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象？我是否也可以這樣操作呢？等等。在這些反應(yīng)過(guò)程中，學(xué)生可以看到非常具體形象的畫(huà)面，這樣就非常易于調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感覺(jué)器官，如視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等。這樣就能夠讓學(xué)生更加透徹地理解這些化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和原理，有著非常深刻的印象，而且還能夠極大地縮短課堂教學(xué)時(shí)間，從而提升化學(xué)學(xué)習(xí)效率。

2.4 建立師生交互生動(dòng)活潑的實(shí)驗(yàn)課堂

在初中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)教學(xué)成為至關(guān)重要的組成部分之一。在化學(xué)教師的有效引導(dǎo)下，可以有計(jì)劃地來(lái)開(kāi)展化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生慢慢地就會(huì)變成可以獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的主體。在開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，師生的有效交流和對(duì)話，學(xué)生之間的高效討論和交流，很容易形成熱烈的學(xué)習(xí)氣氛。在這種教師“主導(dǎo)”和學(xué)生“主體”的合作探究教學(xué)模式中，教師可以先展示出來(lái)已經(jīng)制作好的多媒體課件，讓學(xué)生根據(jù)科學(xué)探索的步驟來(lái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作，引領(lǐng)學(xué)生以“提出問(wèn)題→引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題→學(xué)生之間開(kāi)展討論→師生共同完成問(wèn)題探究活動(dòng)”的思路來(lái)具體進(jìn)行。在此過(guò)程中還要向?qū)W生交待測(cè)量和記錄的方式和注意事項(xiàng)，讓學(xué)生知道如何控制相關(guān)條件和處理數(shù)據(jù)等。

2.5 利用信息技術(shù)放大細(xì)微實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，通常都是教師先在講臺(tái)上向?qū)W生展示，繼而讓學(xué)生在下面觀察這些現(xiàn)象。位置在講臺(tái)周?chē)膶W(xué)生能夠看到部分細(xì)微的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是距離講臺(tái)較遠(yuǎn)的學(xué)生經(jīng)常不可能觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但是如果運(yùn)用多媒體技術(shù)，則可以非常清楚地放大多種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓全體學(xué)生都觀看到非常清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

如在學(xué)習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”這一框的過(guò)程中，可以具體地探究Mg、Zn、Fe、Cu四種金屬的活動(dòng)性。哪些金屬能夠和鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢？反應(yīng)的劇烈程度是怎么樣的？教師可以借助對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)比較上述4種金屬元素的活動(dòng)性順序。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師可以先把試管放在實(shí)物展臺(tái)儀上，再將所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象通過(guò)投影儀，在背投電視的大屏幕上顯示出來(lái)。這樣全體學(xué)生不僅可以非常清楚地看到是否產(chǎn)生了氣泡、產(chǎn)生氣泡的數(shù)量，還可以讓學(xué)生觀察鹽酸和此4種金屬的反應(yīng)速度快慢比較。在整個(gè)演示過(guò)程中，演示效果不僅真實(shí)，而且非常易于學(xué)生把握金屬的活動(dòng)性順序。借助信息技術(shù)來(lái)開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)，可以很好地避免常規(guī)性的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)使得后排學(xué)生看不清的弊端。這樣面向全班學(xué)生來(lái)開(kāi)展探究教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展機(jī)會(huì)是均等的，體現(xiàn)了課堂教學(xué)的公平性原則。

3 結(jié)束語(yǔ)

在初中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師可以借助信息技術(shù)這種新型、現(xiàn)代化的教學(xué)方式來(lái)促進(jìn)與探究實(shí)驗(yàn)的有效結(jié)合，這也是新課程教學(xué)改革的創(chuàng)新活動(dòng)。它可以在很大程度上讓探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)更真實(shí)、生動(dòng)、具體、形象。但是，教師也需要意識(shí)到信息技術(shù)在探究實(shí)驗(yàn)中僅僅起到輔助的作用，還不能全部替代真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，因此要全面采用多種方式來(lái)開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)，從而全面提升科學(xué)素質(zhì)和學(xué)習(xí)成績(jī)。

[1]陳海峰.多媒體與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].現(xiàn)代閱讀:教育版,2012(4).

[2]趙永勝.把握創(chuàng)設(shè)情境原則 增強(qiáng)化學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)效[J].化學(xué)教與學(xué),2010(8).

[3]劉彩虹.影響學(xué)生進(jìn)行化學(xué)探究性學(xué)習(xí)的因素與建議[J].化學(xué)教學(xué),2009(2).