多媒體模擬化學(xué)實驗方法及其實現(xiàn)

何忠菊，張金邦

（亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 亳州 236800）

1 多媒體模擬化學(xué)實驗的應(yīng)用原則

1.1 輔助性原則

由于化學(xué)課程性質(zhì)與化學(xué)實驗知識及其技能的獲得途徑具有一定的特殊性，因此多媒體模擬化學(xué)實驗只是化學(xué)教學(xué)中的一種輔助手段，教育者們不能將這一輔助性手段代替實驗實踐教學(xué)，應(yīng)通過其功能優(yōu)勢來促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。

1.2 有效性原則

多媒體模擬化實驗在高職化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，有助于教學(xué)目標(biāo)的形成，達(dá)到傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)所無法達(dá)到的教學(xué)效果。有效性原則主要強(qiáng)調(diào)多媒體模擬化實驗手段的有效性，只要能完成化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)的多媒體模擬化實驗手段就能滿足有效性原則。

1.3 必需性原則

化學(xué)實驗教學(xué)是圍繞實踐教學(xué)而展開的，任何化學(xué)實驗都必須進(jìn)行實際演示與操作，然而高職化學(xué)實驗教學(xué)中，為了全方位的體現(xiàn)實驗教學(xué)目標(biāo)，部分實驗在現(xiàn)有的實驗條件下還無法整體全面的實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，針對此情況，教育者應(yīng)將多媒體模擬化學(xué)實驗融入化學(xué)實驗教學(xué)過程中，而這就需要多媒體技術(shù)遵循必需性的應(yīng)用原則，因為這是促進(jìn)多媒體模擬化學(xué)實驗的有效應(yīng)用，提高化學(xué)實驗教學(xué)效率效果的前提。

1.4 以實驗為基礎(chǔ)的原則

實驗是化學(xué)教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但是實際中往往由于時間、空間、技術(shù)等因素的影響，部分化學(xué)實驗難以在實驗室中完成，或者可以在實驗室完成但沒有太明顯的效果，對于該情況，可以通過多媒體技術(shù)模擬實驗。在避免了教育者反復(fù)講解的同時還讓學(xué)生充分掌握了實驗全程，提高了學(xué)生的化學(xué)知識水平。

1.5 適度的原則

當(dāng)前，大部分高職化學(xué)課程教育者均將多媒體技術(shù)作為了課堂教學(xué)中經(jīng)常使用的重要工具，所以無論教學(xué)內(nèi)容是否符合，只是一味的注重通過多媒體技術(shù)實現(xiàn)良好的視覺效果。這將對教學(xué)效果毫無幫助。

2 多媒體模擬化學(xué)實驗的優(yōu)勢

2.1 創(chuàng)新教學(xué)方式，為課堂教學(xué)增添了新的活力

傳統(tǒng)的高職化學(xué)課堂教學(xué)主要以板書教學(xué)為主，十分的枯燥乏味，多數(shù)學(xué)生比較抵觸這門既抽象同時又注重邏輯的課程。先進(jìn)的多媒體技術(shù)將圖形、視頻、文字、聲音等有機(jī)結(jié)合，并應(yīng)用到高職化學(xué)教學(xué)中，有利于調(diào)動學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，將抽象轉(zhuǎn)化為具體，為學(xué)生提供了形象且直觀的教學(xué)過程，豐富和鞏固了學(xué)生的化學(xué)知識。

2.2 教學(xué)信息密度得到提高

多媒體技術(shù)能夠及時迅速的傳輸大量的信息，并且信息的查找、提取、整合也十分的便捷，涉及多樣化的網(wǎng)絡(luò)資源。多媒體技術(shù)的這些優(yōu)勢決定了其在高職化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用不僅能綜合優(yōu)化處理相關(guān)核心知識與內(nèi)容，豐富教學(xué)的信息量，同時還降低了板書的書寫量，通過計算機(jī)記錄，使進(jìn)一步增加信息量有了更多的時間，教學(xué)效率得到大幅提升。

2.3 突破教學(xué)重難點

傳統(tǒng)的高職化學(xué)教學(xué)中，通過實物、標(biāo)本、圖表等方式講解接觸法制硫酸的化學(xué)原理和生產(chǎn)流程以及所用設(shè)備時，會讓學(xué)生覺得十分的空洞。而通過多媒體技術(shù)模擬實驗，沸騰爐真的沸騰起來了，生成的二氧化硫經(jīng)過熱交換器，直接進(jìn)入接觸室，反應(yīng)成三氧化硫，然后三氧化硫再進(jìn)入硫酸瓶中，最后生成發(fā)煙硫酸。整個實驗過程形象直觀，流程清晰，增強(qiáng)了學(xué)生的理解。

3 多媒體模擬化學(xué)實驗在教學(xué)中的應(yīng)用

多媒體模擬化學(xué)實驗主要是利用計算機(jī)模擬的實驗環(huán)境，取代或彌補(bǔ)傳統(tǒng)的實驗手段。在屏幕上真實的展現(xiàn)實驗過程，同時可進(jìn)行重復(fù)試驗，實驗過程不用真實的實驗儀器，不存在實驗經(jīng)費，部分實驗還無需等待反應(yīng)時間，不僅高效、低耗、快捷、方便，而且沒有危險，形象生動逼真，聲色俱佳，實驗效果跟在實驗室實踐操作基本無差。

3.1 模擬危險實驗

一直以來，化學(xué)實驗的安全性是高職化學(xué)實驗教學(xué)中不容小覷的問題。部分實驗由于自身實驗性質(zhì)的特殊性，造成實驗過程中潛在安全性隱患，特別是實驗中采用的易燃易爆化學(xué)物品，對師生的人身安全帶來了一定的威脅。為了防止化學(xué)實驗中不安全隱患的發(fā)生，可通過多媒體模擬技術(shù)模擬化學(xué)實踐實驗，在計算機(jī)上做危險實驗，這不僅為學(xué)生的人身安全提供了保障，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識，而且教學(xué)效果還十分理想。

3.2 模擬微觀運動世界，揭示微觀實驗原理

高職化學(xué)的原理與概念通常都具有一定的抽象化。不管是哪一種化學(xué)變化，均屬于微觀粒子的破壞和重組或化學(xué)鍵的鍛煉與重建，存在著微觀性和抽象性的特征，我們通過肉眼很難發(fā)現(xiàn)。通過多媒體技術(shù)模擬微觀，將抽象轉(zhuǎn)化為形象，揭露實驗現(xiàn)象的內(nèi)在變化因素，使學(xué)生掌握了解化學(xué)概念及規(guī)律，從而實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。比如乙醇和乙酸的酯化反應(yīng)；鋼鐵的電化學(xué)腐蝕；電解飽與食鹽水的過程等。通過多媒體技術(shù)進(jìn)行動態(tài)演示，全面深入的揭露微觀反應(yīng)的本質(zhì)，這樣學(xué)生就能在短時間內(nèi)掌握抽象的理論，最終熟悉化學(xué)變化的本質(zhì)。

3.3 模擬課堂或?qū)嶒炇覠o法實現(xiàn)的化工實驗

高職化學(xué)課本中有不少化學(xué)實驗無法在課堂和實驗室中完成。比如接觸法制硫酸、石油的分餾等。這些實驗只能在工業(yè)上實現(xiàn)，課堂與實驗室難以向?qū)W生展示其生產(chǎn)過程。而通過多媒體技術(shù)能夠促進(jìn)這些實驗的進(jìn)行。比如在工業(yè)制硫酸的實驗中，通過多媒體播放硫酸廠生產(chǎn)硫酸的全過程，然后展示硫酸生產(chǎn)流程的課件，把所有使用的設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來，以確保設(shè)備的系統(tǒng)性、完整性，把靜態(tài)的生產(chǎn)流程變?yōu)閯討B(tài)的生產(chǎn)過程，放大演示所有環(huán)節(jié)，從而將所有設(shè)備的工作原理及流程展示給學(xué)生。由于多媒體技術(shù)具有直觀性、形象性、生動性的特點，實現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)中無法實現(xiàn)的效果。

3.4 模擬實驗細(xì)微現(xiàn)象

高職化學(xué)教學(xué)中對實驗尤為重視，因為通過實驗可以提高學(xué)生的實踐操作能力及科學(xué)認(rèn)識，鞏固其所學(xué)知識。部分學(xué)校因為資金不足沒有能力構(gòu)建專門的化學(xué)實驗室，或者學(xué)生數(shù)量龐大，大部分演示實驗都由教育者在課堂上進(jìn)行演示。而課堂上演示只有坐在前排位置的學(xué)生可以看清實驗操作過程，后排的學(xué)生很難清晰的看到。還有部分實際操作不了的實驗，教育者很難在講臺上進(jìn)行演示。而通過多媒體技術(shù)就能模擬無法完成的實驗。比如模擬錯誤實驗帶來的后果：試管加熱過程中，試管口處于向上傾斜的狀態(tài)，加熱后生成的水倒流回試管，引起爆炸，導(dǎo)致試管裂開；氫氣點燃爆炸等。采用多媒體模擬化學(xué)實驗，促進(jìn)了學(xué)生對知識的深入理解，達(dá)到了化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)，而且還有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)素養(yǎng)及態(tài)度。

3.5 模擬長時間或瞬間完成的實驗

由于課堂時間有限，導(dǎo)致部分需要花費較長時間才能完成的實驗無法進(jìn)行。而通過多媒體模擬實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生觀看到整個化學(xué)實驗反應(yīng)過程，進(jìn)而獲取化學(xué)反應(yīng)的具體本質(zhì)。比如氯水的見光分解實驗過程中對太陽光照射有較高的要求，且發(fā)生反應(yīng)的時間比較長，在有限的課堂時間內(nèi)根本完成不了。所以教育者應(yīng)通過先進(jìn)的多媒體技術(shù)來模擬該實驗，不僅使實驗時間進(jìn)一步縮短，還突出了關(guān)鍵的觀察部位，教學(xué)效果事半功倍。還有部分化學(xué)實驗反應(yīng)時間特別短，很難在課堂上進(jìn)行演示，為了讓學(xué)生了解整個化學(xué)反應(yīng)過程，可通過多媒體技術(shù)將微觀過程變?yōu)楹暧^模擬，將宏觀大場景進(jìn)行縮微處理。

4 結(jié)論

綜上，利用多媒體模擬化學(xué)實驗，能夠解決課堂或?qū)嶒炇抑薪鉀Q不了的實驗，能夠提高實驗效果，增強(qiáng)學(xué)生技能水平，激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的素質(zhì)，是推動高職化學(xué)實驗教學(xué)改革的重要舉措。雖然多媒體在化學(xué)教學(xué)中具有一定的優(yōu)勢，但其終歸是模擬，還有諸多的地方無法發(fā)揮真實試驗的作用。計算機(jī)模擬并不能完全代替實踐操作實驗，因為多媒體沒有情感，教育者不管怎樣精心設(shè)計課件，都無法激起學(xué)生的情感共鳴，無法培養(yǎng)學(xué)生在實驗中的思維能力、操作能力、觀察能力，意思學(xué)生的毅力、情緒等品質(zhì)。

[1]黃永忠.信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下化學(xué)多媒體教學(xué)實驗研究[D].長沙：湖南師范大學(xué), 2001.

[2]汪曉勇.多媒體技術(shù)對化學(xué)教學(xué)的作用[D].上海：上海師范大學(xué), 2011.

[3]程作慧, 杜慧玲, 張金桐.多媒體化學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢與問題分析[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版), 2011(04)：357-359+363.