信息技術(shù)與有機(jī)化學(xué)教學(xué)整合的實(shí)踐與研究

王海玲+赫慶軍

摘要：教育在不斷改革，現(xiàn)已發(fā)展到以推進(jìn)素質(zhì)教育為目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)教育信息化為特征的階段。而教育信息化的目標(biāo)就是要努力推進(jìn)信息技術(shù)與其他學(xué)科的整合。在高中化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，與信息技術(shù)的整合是必不可少的，其中以有機(jī)化學(xué)最為明顯。而將信息技術(shù)與有機(jī)化學(xué)進(jìn)行整合，優(yōu)化有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)，也具有傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)手段無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。本文就信息技術(shù)與高中有機(jī)化學(xué)教學(xué)整合的必要性，信息技術(shù)與高中有機(jī)化學(xué)教學(xué)整合的具體實(shí)踐及有關(guān)事例試做論述。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；有機(jī)化學(xué)；必要性；結(jié)構(gòu)；實(shí)驗(yàn)

信息技術(shù)與課程的整合就是通過(guò)課程把信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從根本上改變傳統(tǒng)教與學(xué)的概念以及相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)、方法和評(píng)價(jià)手段。而這種整合對(duì)學(xué)科教學(xué)來(lái)說(shuō)也是必要的。隨著教學(xué)要求的進(jìn)一步提高，教學(xué)目標(biāo)的不斷提升和深化，信息技術(shù)進(jìn)入學(xué)科課堂教學(xué)已是必然。

對(duì)化學(xué)學(xué)科教學(xué)來(lái)說(shuō)，合理適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用信息技術(shù)不僅能夠大幅度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是能夠?qū)W(xué)科知識(shí)呈現(xiàn)得更加直觀、形象，甚至能將一部分傳統(tǒng)教學(xué)手段無(wú)法呈現(xiàn)的內(nèi)容以精彩的形式展示出來(lái)，使得學(xué)生容易理解接受，大大增強(qiáng)了教學(xué)效果。對(duì)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)來(lái)說(shuō)，筆者認(rèn)為主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

● 直觀地展示有機(jī)物結(jié)構(gòu)

有機(jī)物分子的空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也很抽象，如果學(xué)生對(duì)有機(jī)物的空間結(jié)構(gòu)缺乏想象力，那么僅憑教師的講解，是很難想象出有機(jī)化合物的空間結(jié)構(gòu)的。比較簡(jiǎn)單的有機(jī)物如甲烷、乙烯、乙炔、苯等小分子可以借助模型來(lái)展示其結(jié)構(gòu)。但是那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物就不適合于使用模型了，當(dāng)有機(jī)物中原子個(gè)數(shù)較多、連接方式較復(fù)雜時(shí)，模型難以真實(shí)再現(xiàn)其空間結(jié)構(gòu)。并且有的模型制作較困難，如多元醇、醛類、羧酸、氨基酸、鹵代烴等原子種類和個(gè)數(shù)較多的分子模型，在保存、使用過(guò)程中都會(huì)受到一定程度的限制。

若是利用信息技術(shù)中的三維圖形功能，則可以輕易解決化學(xué)模型的不足。在教學(xué)中可以借助一些優(yōu)秀的軟件來(lái)達(dá)到應(yīng)有的效果，如Flash，在繪制化學(xué)分子結(jié)構(gòu)模型時(shí)可以將二維平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為三維立體結(jié)構(gòu)。例如，鹵代烴分子、葡萄糖分子的球棍模型和比例模型，可制作出任意旋轉(zhuǎn)的三維分子結(jié)構(gòu)，從不同角度清楚觀察有機(jī)物三維立體結(jié)構(gòu)的外觀，并將結(jié)構(gòu)中的不同原子賦予其不同的顏色，這樣不僅將有機(jī)物的結(jié)構(gòu)直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，還給學(xué)生以美的享受，枯燥的分子立即變得活靈活現(xiàn)，能大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這些是傳統(tǒng)的教學(xué)手段所無(wú)法達(dá)到的。

● 形象地演示有機(jī)反應(yīng)原理

學(xué)生在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí)，感受最深刻的就是有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式難書寫、有機(jī)反應(yīng)歷程過(guò)于復(fù)雜抽象。大多數(shù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)歷程都涉及原子的斷鍵及重新成鍵的過(guò)程，如碳碳雙鍵的斷鍵加成反應(yīng)，苯的加成反應(yīng)和取代反應(yīng)，乙醇的消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)，乙醛的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，乙酸的酯化反應(yīng)，酯和油脂的水解反應(yīng)，葡萄糖的各種反應(yīng)，其中都有比較復(fù)雜的斷鍵成鍵過(guò)程，比較抽象，要將其變化過(guò)程表述清楚需要教師做大量的講解和板書。

若運(yùn)用信息技術(shù)將這些過(guò)程制作成動(dòng)畫，向?qū)W生展示其微觀演變過(guò)程，通過(guò)形象化的手段進(jìn)行直觀性模擬展現(xiàn)，學(xué)生會(huì)真實(shí)地“看到”原子的變化過(guò)程，利于學(xué)生更清晰地掌握反應(yīng)機(jī)理。此外，加成、加聚、消去、酯化、水解、催化氧化等典型有機(jī)反應(yīng)類型，做成動(dòng)畫演示其反應(yīng)機(jī)理，讓學(xué)生直觀看到反應(yīng)時(shí)物質(zhì)內(nèi)部所發(fā)生的變化，從而更好掌握典型有機(jī)反應(yīng)的原理，而且可以節(jié)省大量的板書設(shè)計(jì)。

例如，乙烯發(fā)生加聚反應(yīng)生成聚乙烯。這個(gè)過(guò)程應(yīng)用了乙烯的加成反應(yīng)原理，但是要想把生成聚乙烯的過(guò)程完整地展現(xiàn)給學(xué)生，在有限的黑板板面上是不容易的。此時(shí)我們可以借助信息技術(shù)，制作一個(gè)關(guān)于加聚反應(yīng)的動(dòng)畫視頻。若干個(gè)乙烯分子一字排開，動(dòng)畫演示每一個(gè)乙烯分子的斷鍵過(guò)程，慢慢地過(guò)渡到斷開的化學(xué)鍵重新結(jié)合成新的化學(xué)鍵，這樣，多個(gè)乙烯分子最后相互之間“手拉手”，形成了一條長(zhǎng)長(zhǎng)的直鏈——聚乙烯。由聚乙烯的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，得出聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，從而順利書寫其化學(xué)方程式。這段動(dòng)畫的播放，比起教師的板書和講解效果要好得多。

● 生動(dòng)地模擬有機(jī)物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，以實(shí)驗(yàn)促教學(xué)是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。課堂演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂教學(xué)中最常用的教學(xué)輔助手段，所以演示實(shí)驗(yàn)的成功與否對(duì)課堂教學(xué)質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。但是，很多實(shí)驗(yàn)因?yàn)楦鞣N條件的限制往往達(dá)不到理想效果。譬如，有些演示實(shí)驗(yàn)，教師只能在講臺(tái)上演示，這就導(dǎo)致只有前面幾排的學(xué)生才看得清楚實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，后面很多學(xué)生都看不清楚，這樣的演示實(shí)驗(yàn)就不能很好地發(fā)揮其應(yīng)有的作用；而且現(xiàn)在教材中的某些演示實(shí)驗(yàn)，由于種種原因存在一定的缺陷，如現(xiàn)象不明顯、不安全、藥品用量大、污染嚴(yán)重、操作復(fù)雜費(fèi)時(shí)等。教材上有些實(shí)驗(yàn)的可操作性差，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生一些有毒氣體，而目前大多數(shù)學(xué)校班級(jí)不具備通風(fēng)的條件。例如，制取乙炔的實(shí)驗(yàn)中因副反應(yīng)產(chǎn)生的H2S、PH3等氣體，制乙烯時(shí)副反應(yīng)產(chǎn)生的SO2氣體，溴苯的制取試驗(yàn)中會(huì)發(fā)出的液溴和苯的蒸氣，這些有毒物質(zhì)都會(huì)直接影響學(xué)生的身體健康和課堂教學(xué)。

而利用多媒體可展示課堂演示實(shí)驗(yàn)無(wú)法演示的有毒的、微觀的、極慢的或極快的化學(xué)過(guò)程。例如，有機(jī)化學(xué)中甲烷與氧氣的爆炸性實(shí)驗(yàn)，演示起來(lái)具有一定危險(xiǎn)性。若這些爆炸性實(shí)驗(yàn)做成動(dòng)畫，配上爆炸響聲進(jìn)行模擬播放，既可以避免在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能造成的危險(xiǎn)，確保了師生的安全，又因?yàn)橛幸曨l和音頻的呈現(xiàn)，生動(dòng)活潑、惟妙惟肖，教學(xué)效果極好，很大程度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

當(dāng)然，多媒體實(shí)驗(yàn)是對(duì)課堂演示實(shí)驗(yàn)的一種補(bǔ)充。信息技術(shù)的應(yīng)用不能完全代替化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，只能作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充和延伸。因?yàn)橥ㄟ^(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，即使是失敗的實(shí)驗(yàn)，也可以從中學(xué)到不少相關(guān)的知識(shí)。

如何在有機(jī)化學(xué)課堂中對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行整合，使之最大程度地發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，是每一位化學(xué)教師需要認(rèn)真思考的問(wèn)題。在教學(xué)中只有深入研究和實(shí)踐如何充分而恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)用信息技術(shù)，使之與其他手段有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化課堂教學(xué)，力求最大限度地提高效率，才能體現(xiàn)出信息技術(shù)輔助教學(xué)的真正價(jià)值。

總之，信息技術(shù)與有機(jī)化學(xué)教學(xué)的整合，不僅僅是一種教學(xué)方法的更新，更重要的是把信息資源引入化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，合理、機(jī)動(dòng)地運(yùn)用信息技術(shù)的輔助功能，給學(xué)生提供視覺和聽覺感受，有效地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)發(fā)展的意識(shí)和能力，把學(xué)習(xí)空間還給學(xué)生，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能和對(duì)信息的獲取、分析、加工、創(chuàng)新、應(yīng)用能力。

信息技術(shù)與學(xué)科課程整合不是一朝一夕能完成的，但只要持之以恒，大膽把信息技術(shù)當(dāng)成工具用于教學(xué)中，一定能取得不錯(cuò)的教學(xué)效果。

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