巧用多媒體技術(shù)助力化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

洪茲田

摘 要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著獨(dú)特的功能和作用，但化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著一些不易克服的矛盾和弊端。多媒體技術(shù)可作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要補(bǔ)充和延伸。本文從九個(gè)方面闡述多媒體技術(shù)在助力解決一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“瓶頸”問題的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：多媒體技術(shù)；輔助；化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；應(yīng)用

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》（2010—2020年）指出“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視。強(qiáng)化信息技術(shù)應(yīng)用，要提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果?！惫P者多年來一直堅(jiān)持使用多媒體技術(shù)輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。

眾所周知，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是獲取化學(xué)知識(shí)掌握化學(xué)概念，理解化學(xué)原理的重要手段，也是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。然而，一些受時(shí)空限制、有危險(xiǎn)以及對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重污染、對(duì)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)機(jī)理需要從微觀層次分析、探討的實(shí)驗(yàn)，用普通的實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行教學(xué)，存在著一些不易克服的矛盾和弊端，如有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不容易觀察到，有些實(shí)驗(yàn)很難觀察到本質(zhì)變化，有些實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性……隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在廈門地區(qū)各中學(xué)配套的教學(xué)儀器設(shè)備、計(jì)算機(jī)等功能教室建設(shè)的進(jìn)一步完善，為多媒體技術(shù)輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一種集圖、文、聲、像及三維動(dòng)畫為一體的先進(jìn)手段。用多媒體技術(shù)輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既可以解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一些不易克服的矛盾和弊端，同時(shí)也是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充和拓寬，值得大力推廣和應(yīng)用。

一、化深?yuàn)W為淺顯，化抽象為可感

多媒體通過各種表現(xiàn)手法拋開某些表面的、次要的、非本質(zhì)的因素，將內(nèi)在的、重要的、本質(zhì)的東西表現(xiàn)出來，如抽象的概念，難以觀察清楚的現(xiàn)象，跨越時(shí)空的事物，不易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行信息處理和圖像輸出，在屏幕上實(shí)施微觀放大，宏觀縮小，動(dòng)靜結(jié)合，圖文并茂；在短時(shí)間內(nèi)調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官參與活動(dòng)，使學(xué)生獲取動(dòng)態(tài)信息，從而形成鮮明的感性認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步形成概念，上升為理性認(rèn)識(shí)奠定了基礎(chǔ)。

例如，山東科技版高中化學(xué)選修《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊“原電池的工作原理”這節(jié)課的教學(xué)，為了讓學(xué)生進(jìn)一步理解原電池工作原理，可利用多媒體播放“原電池的工作原理”flash，讓學(xué)生清晰地觀察電子的流向和了解電流的方向，再加上教師詳細(xì)科學(xué)的講解，學(xué)生就容易理解鋅片失去的電子為何流向銅片、原電池的兩極名稱及其確定，并順利寫出電極反應(yīng)式，從而很輕松地掌握了原電池的工作原理。

二、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可見度，擴(kuò)大演示實(shí)驗(yàn)的效果

在化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中，有許多有氣體放出、有沉淀生成、發(fā)生變色現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)如果只靠教師在講臺(tái)上做，由于反應(yīng)裝置規(guī)模小而教室范圍大， 多數(shù)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的現(xiàn)象模糊。利用投影儀或利用攝像探頭實(shí)地?cái)z影，然后再通過大屏幕投影，使演示裝置得到放大，提高細(xì)微現(xiàn)象的可見度，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一下子能使全班同學(xué)清晰地看見，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容留下深刻的以下印象，從而提高了學(xué)生的觀察能力。

例如，山東科技版高中化學(xué)必修1，金屬鈉和水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，過去是采用在講臺(tái)上演示，坐在后面的學(xué)生普遍會(huì)感覺現(xiàn)象不明顯，而現(xiàn)在采用投影儀，并通過大屏幕投影，學(xué)生可以在投影屏幕上清晰地觀察到“浮、游、熔、響、紅”等現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)效果明顯提高。

三、模擬有毒、有害物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，演示危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)

有些化學(xué)藥品是有毒的，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)也會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，具有一定的危險(xiǎn)性，如果通風(fēng)情況不良，稍有不慎，就有可能發(fā)生中毒或其他意外事故。采用多媒體演示這些有毒、有害的實(shí)驗(yàn)和危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)的視頻，就可以減少污染和危險(xiǎn)。如氯氣、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等有毒氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，氯氣與氫氣的光照爆炸實(shí)驗(yàn)等。

四、加速或延緩化學(xué)反應(yīng)過程，再現(xiàn)難以完成的化學(xué)實(shí)驗(yàn)

課堂演示實(shí)驗(yàn)中有些化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行比較緩慢，所需時(shí)間比較長，且伴隨著一些無關(guān)緊要的環(huán)節(jié)。做實(shí)驗(yàn)吧，耗時(shí)太長，不做實(shí)驗(yàn)又覺得可惜，因此教師處于“兩難”的境地。如山東科技版高中化學(xué)必修1中，氮?dú)夂瓦^量的氧氣在放電條件下的反應(yīng)要在電弧的作用下進(jìn)行，并且在準(zhǔn)備充分的條件下也要用半節(jié)課的時(shí)間才可以看到因生成的一氧化氮與過量的氧氣反應(yīng)而出現(xiàn)的紅棕色氣體。采用視頻拍攝、剪輯技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)全過程進(jìn)行加工，既為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)全過程，又突出了重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不失實(shí)驗(yàn)真實(shí)性。同時(shí)，可以人為控制實(shí)驗(yàn)展示的時(shí)間，按需要選擇某一片段或某一畫面，進(jìn)行“快放”或“慢放”，同時(shí)穿插對(duì)實(shí)驗(yàn)的探索性設(shè)問，則可以取得較好的教學(xué)效果。相反的，有些化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速率極快，學(xué)生來不及觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，反應(yīng)就結(jié)束了。這時(shí)候就可以用“慢放”，讓學(xué)生看清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

五、模擬化學(xué)反應(yīng)歷程，展示反應(yīng)機(jī)理

通過多媒體視頻模擬有機(jī)或無機(jī)化學(xué)反應(yīng)過程，能近距離的多次觀察，使學(xué)生形象生動(dòng)看清反應(yīng)歷程，進(jìn)而自行歸納出反應(yīng)機(jī)理，不僅有效地突破教學(xué)難點(diǎn)，而且較大程度地提高學(xué)習(xí)效率。

例如，山東科技版高中化學(xué)必修2中“乙烯的加成反應(yīng)的機(jī)理”是教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)，可借助多媒體反復(fù)播放乙烯加成反應(yīng)機(jī)理的Flash，引導(dǎo)學(xué)生自行歸納出乙烯加成反應(yīng)的機(jī)理——“斷一加二”。又如，“乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)機(jī)理”難點(diǎn)的突破同樣可借助多媒體反復(fù)播放酯化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理，直至每個(gè)同學(xué)都看清并歸納出該酯化反應(yīng)的機(jī)理——“羧酸脫羥基而醇脫氫”為止。再讓學(xué)生討論得出利用氧原子同位素示蹤法探究酯化反應(yīng)機(jī)理。

多媒體的動(dòng)態(tài)展示使有機(jī)反應(yīng)機(jī)理非常直觀，相比之下，純粹的講解顯得很蒼白。

六、模擬錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)操作的成功率

化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作要求規(guī)范、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。錯(cuò)誤或不規(guī)范的操作不僅實(shí)驗(yàn)失敗不說，還可能會(huì)發(fā)生實(shí)驗(yàn)事故，甚至?xí)?duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣有一定的影響。

運(yùn)用多媒體技術(shù)可以模擬一些錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作可能出現(xiàn)的后果，如：①加熱試管內(nèi)固體時(shí)，水冷凝倒流至試管底部，試管出現(xiàn)破裂；②濃硫酸稀釋時(shí)，將水沿著杯壁加入到濃硫酸中，導(dǎo)致液體暴沸，濺出燙傷人；③點(diǎn)燃可燃性氣體前未進(jìn)行驗(yàn)純，出現(xiàn)爆炸；④加熱液體時(shí)，試管對(duì)著人，沸騰時(shí)液體濺出燙傷人；⑤濃硫酸濺到皮膚上產(chǎn)生腐蝕等等。讓學(xué)生很直觀的理解錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作引起的危害性。通過這樣的‘反面教育，再進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)，大大提高了實(shí)驗(yàn)操作的成功率，更可以讓學(xué)生深刻理解正確實(shí)驗(yàn)操作的重要性。

七、展示化工生產(chǎn)流程，降低教學(xué)成本

對(duì)一些化工生產(chǎn)過程，如接觸法制硫酸，氨的催化氧化法制硝酸等學(xué)生大多數(shù)未見過，缺乏感性認(rèn)識(shí)。若是帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)化工廠不但浪費(fèi)教學(xué)時(shí)間，而且會(huì)加重教學(xué)開支。在信息技術(shù)條件下，用教學(xué)錄像或者動(dòng)畫的形式，加以模擬，可以避免上述問題，而且可以利用課件將分散、孤立的設(shè)備連接成完整的、系統(tǒng)的設(shè)備，將靜態(tài)的生產(chǎn)流程變?yōu)閯?dòng)態(tài)的生產(chǎn)過程，將各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行局部放大和反復(fù)演示，使學(xué)生看清楚、理解到各設(shè)備的工作原理和整個(gè)生產(chǎn)的流程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

八、利用視頻捕捉瞬間，及時(shí)回放評(píng)價(jià)

上化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，教師往往要在實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后“苦口婆心”、不厭其煩地跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，而結(jié)果往往收效甚微。教師可以把利用攝相機(jī)將學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的精彩瞬間或典型錯(cuò)誤進(jìn)行實(shí)地?cái)z影，然后拷到班級(jí)電腦上，利用投影儀在課堂上進(jìn)行視屏播出，師生合作評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)操作的成功之處或存在的問題，起到實(shí)時(shí)點(diǎn)評(píng)的作用。學(xué)生通過自我反思，做到有則改之，無則加勉。這種方法比教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)更能給學(xué)生留下深刻的印象且能提高他們的興趣。

九、再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)情景，提高實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效率

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是每年高考考察的重點(diǎn)，而高考實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)間緊、內(nèi)容多，很多做過的實(shí)驗(yàn)學(xué)生都已沒有印象。如果采用傳統(tǒng)教學(xué)手段進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師很難把所有的化學(xué)儀器、藥品、裝置等一一展示，更無法將中學(xué)階段眾多的實(shí)驗(yàn)重新演示一遍。教師可以建立自己的視頻資源庫并將實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻資源拷到班級(jí)的電腦里，讓師生可以隨時(shí)調(diào)用、復(fù)習(xí)，再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象。不僅節(jié)省復(fù)習(xí)時(shí)間、提高課堂容量，而且加深理解記憶，達(dá)到溫故而知新的目的。教師進(jìn)行習(xí)題講評(píng)時(shí)若涉及到某個(gè)實(shí)驗(yàn)，也可采用這種方法快速再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)情景。

總之，多媒體技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相整合的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。利用多媒體技術(shù)模擬某些實(shí)驗(yàn)，有效解決一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“瓶頸”問題，大大優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，提高了教學(xué)效果，但是它不是教學(xué)上的“百寶箱”，不能完全代替化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它只是在“輔助”的意義上扮演著角色。只有正確把握在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用多媒體技術(shù)的“度”，才能更好地發(fā)揮多媒體的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮玉彩.利用多媒體技術(shù)助力化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].學(xué)周刊，2012（08）.