多媒體技術(shù)與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合研究

呂君霞（甘肅省靈臺縣第一中學(xué) 744400）

化學(xué)是高中階段的一門重要學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)知識的一種常用方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，成為教師關(guān)注的要點(diǎn)。陶行知先生認(rèn)為：行是知之始，知是行之成，教學(xué)做合一。事情是怎樣做的，學(xué)生就應(yīng)怎樣學(xué)；學(xué)生是怎樣學(xué)的，教師就應(yīng)怎樣教，教法、學(xué)法、做法是不可分割的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，主張學(xué)生動手動腦，將理論知識和實(shí)踐操作結(jié)合起來，這和行知教育理念不謀而合。多媒體技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新的途徑。

一、多媒體在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用

1.豐富教學(xué)資源

多媒體課件的應(yīng)用，能豐富教學(xué)資源，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的不足。以《仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室》課件為例，基于計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)下，利用逼真的模型、多樣的圖形和動畫，模擬出真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。這些課件的應(yīng)用，能對實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行演示，發(fā)揮出多媒體的優(yōu)勢。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，不僅能獲得全面的知識，還能以功能模塊的形式呈現(xiàn)出來，有助于培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)。

2.提高教學(xué)效率

在高中化學(xué)教材中，部分實(shí)驗(yàn)所需材料難以獲得，或者操作步驟復(fù)雜，或者會生成有毒有害物質(zhì)，實(shí)際可操作的實(shí)驗(yàn)比較少。采用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，通過模擬實(shí)驗(yàn)過程、播放實(shí)驗(yàn)視頻資料，能讓學(xué)生近距離感受實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。多媒體教學(xué)能增加學(xué)生的感性認(rèn)識，讓學(xué)生認(rèn)真觀察、積極思考，彌補(bǔ)不能實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)帶來的遺憾。而且，這個(gè)過程節(jié)省了時(shí)間和財(cái)力，能提高教學(xué)效率，達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

3.激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

“興趣是最好的老師?！备咧谢瘜W(xué)課程本身的知識點(diǎn)多，具有抽象性，不少學(xué)生因理解有難度而產(chǎn)生失落、厭煩等情緒。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)活動中的亮點(diǎn)，能吸引學(xué)生的目光，將多媒體技術(shù)應(yīng)用其中，可以對實(shí)驗(yàn)過程反復(fù)播放，加快或減慢實(shí)驗(yàn)進(jìn)度；可以利用虛擬技術(shù)讓學(xué)生操作昂貴的儀器，掌握復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)原理。相比于教師口頭宣教，多媒體教學(xué)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高知識理解和運(yùn)用能力。

二、多媒體技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，多媒體技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后評價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)。

1.課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

預(yù)習(xí)是教學(xué)活動的重要一環(huán)，能明確課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，了解基本內(nèi)容和重難點(diǎn)，為課堂教學(xué)打下基礎(chǔ)。多媒體技術(shù)在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的應(yīng)用如下，第一，創(chuàng)設(shè)問題情境。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)過程，將教學(xué)資源上傳到學(xué)習(xí)平臺上，提出有價(jià)值的問題，讓學(xué)生帶著問題走進(jìn)教材，邊預(yù)習(xí)、邊思考，尋求解決問題的渠道。第二，學(xué)生利用手機(jī)、平板等智能終端，進(jìn)入仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)平臺，根據(jù)教材內(nèi)容可以自主選擇實(shí)驗(yàn)材料和儀器，通過點(diǎn)擊按鈕連接裝置，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，避免實(shí)際操作中出現(xiàn)安全問題。第三，標(biāo)注自己不能解決的問題，在課堂學(xué)習(xí)中提出，作為教師重點(diǎn)講解的內(nèi)容。

2.課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

學(xué)生預(yù)習(xí)后，有了較為充分的準(zhǔn)備，課堂教學(xué)流程更加清晰明確，能提高教學(xué)效率。多媒體教學(xué)主要體現(xiàn)在兩方面：第一，傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象只有前排學(xué)生能看清楚，如鈉和水的反應(yīng)。然而，這類實(shí)驗(yàn)又是必須操作的，讓學(xué)生零距離觀察才能產(chǎn)生強(qiáng)烈的感受，從而牢固掌握知識點(diǎn)。對此，教師可以將實(shí)驗(yàn)操作過程錄制下來，然后在多媒體上播放，學(xué)生觀看的同時(shí)，教師適當(dāng)講解，必要時(shí)還可對畫面暫停、放大、回放。第二，另一類實(shí)驗(yàn)肉眼難以看到反應(yīng)過程，如鹽類水解，即使教師講授，學(xué)生也難以形成清晰概念，成為學(xué)習(xí)上的難點(diǎn)。對此，利用多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)過程，通過動畫演示出電解質(zhì)的電離過程，讓學(xué)生看到微觀世界的變化，理解起來就比較容易。在教學(xué)過程中，多媒體展示文字、聲音、畫面等多種要素，能讓學(xué)生的多種感官參與進(jìn)來，接收更多知識信息。

3.課后評價(jià)環(huán)節(jié)

課后評價(jià)是對整個(gè)教學(xué)過程的總結(jié)反思，積累成功的經(jīng)驗(yàn)，找出存在的不足，為后續(xù)教學(xué)的優(yōu)化提供依據(jù)。在評價(jià)環(huán)節(jié)，教師可以利用多媒體展示實(shí)驗(yàn)成果，利用照片、視頻記錄小組實(shí)驗(yàn)操作過程，也可以選出小組代表，對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行講述，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，還可以為學(xué)生展示提前收集的相關(guān)資源，拓展學(xué)生的眼界，達(dá)到知識整合的效果。

三、多媒體技術(shù)與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合途徑

1.投影和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合

利用投影能減少教師的板書量，對知識點(diǎn)及其相互關(guān)聯(lián)進(jìn)行展示，提高教學(xué)效率。對教學(xué)中的重難點(diǎn)，可以通過超鏈接的方式投影展示，進(jìn)一步加深知識理解，提高學(xué)生的主動性。

2.錄像和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有危險(xiǎn)性、腐蝕性的實(shí)驗(yàn)，需要在特定的設(shè)備、空間中操作，不能在課堂中演示操作。過于劇烈可能產(chǎn)生爆炸的實(shí)驗(yàn)，可以利用多媒體播放錄像，對整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行展示，在滿足安全的條件下，保證教學(xué)活動順利實(shí)施。

3.動畫和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合

Flash動畫在多媒體中應(yīng)用廣泛，具體到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中，F(xiàn)lash動畫能對肉眼無法觀察到的微觀現(xiàn)象進(jìn)行放大展示，也能將抽象的化學(xué)原理形象化展示出來，降低學(xué)生的理解難度。利用Flash動畫演示，學(xué)生能直觀看到電離和組合過程，以及兩者的速率變化情況，提高教學(xué)效果。

四、教學(xué)案例分析

以《銅—鋅原電池及其原理》為例，教學(xué)目標(biāo)是理解原電池的構(gòu)成及電流產(chǎn)生原理。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，一方面讓學(xué)生自主構(gòu)建原電池，研究電池的構(gòu)成條件，在實(shí)驗(yàn)中掌握控制變量的研究方法；另一方面感悟科學(xué)方法在化學(xué)研究中的作用，樹立科學(xué)探究意識，在分組實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)自主合作精神。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程介紹如下。

1.教學(xué)導(dǎo)入

教師利用多媒體播放視頻課件，展示生活中常見的電池。設(shè)置疑問：電池能提供電流，電池中的電流是如何產(chǎn)生的？在一個(gè)檸檬上插上銅片和鋅片，并且串聯(lián)音樂賀卡，會發(fā)生什么現(xiàn)象？

學(xué)生觀看視頻，發(fā)現(xiàn)音樂賀卡發(fā)出聲音。教師解釋，這是一個(gè)水果電池，雖然能讓音樂賀卡發(fā)出聲音，但電流比較小，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不大。不過，它給了我們一個(gè)啟發(fā)：電池里的電流是如何產(chǎn)生的？有哪些構(gòu)成條件呢？以下我們使用稀硫酸代替檸檬，對這個(gè)問題進(jìn)行探究。

2.實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)一：將銅片插入稀硫酸中，銅片表面有沒有氣泡產(chǎn)生？將銅片和鋅片連接起來插入稀硫酸中，銅片表面有沒有氣泡產(chǎn)生？根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生選擇對應(yīng)的儀器和材料，通過動手實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象，從而找出答案。

交流討論：銅不是活潑金屬，不能置換出酸中的氫，因此，銅片表面沒有氣泡產(chǎn)生。但銅片和鋅片連接起來，銅片表面有氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生的氣體可能是H2，說明銅片上發(fā)生了反應(yīng)：2H++2e-→H2↑，有電子轉(zhuǎn)移到銅片上。電子很可能是鋅片產(chǎn)生的，因?yàn)殇\是活潑金屬，Zn-2e-→Zn2+，失去電子后轉(zhuǎn)移到銅片上，H+從銅片上得到電子就生成了H2，因此有氣泡產(chǎn)生。

電子做定向移動，就會有電流產(chǎn)生。如何證明電路中有電流通過？學(xué)生回答：可使用電流表檢驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)二：銅片和鋅片連接起來，并且接入電流表，然后插入稀硫酸中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)中，會發(fā)現(xiàn)電流表偏轉(zhuǎn)，說明電路中有電流通過，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。原電池的定義是通過氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。銅片、鋅片表面發(fā)生哪些變化？電子的來源和去向？電池的正極、負(fù)極是什么？稀硫酸溶液有哪些變化？

交流討論：Zn失去電子，電子從導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片上，說明導(dǎo)線有電流通過。電子從鋅片流向銅片，移動方向和電流相反，說明電流從銅片流向鋅片，因此銅片是正極、鋅片是負(fù)極。銅片：2H++2e-→H2↑，鋅片：Zn-2e-→Zn2+。

判斷原電池正負(fù)極的方法：①根據(jù)電極活潑性判斷，活潑金屬是負(fù)極；②根據(jù)電子流向判斷，流出電子的是負(fù)極；③根據(jù)反應(yīng)類型判斷，氧化反應(yīng)的是負(fù)極。構(gòu)成一個(gè)原電池，需要哪些條件呢？

實(shí)驗(yàn)三：通過對比實(shí)驗(yàn)，明確構(gòu)成原電池的條件。學(xué)生經(jīng)過以上實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)，已經(jīng)對原電池知識有了基本了解，對比實(shí)驗(yàn)由于步驟復(fù)雜，實(shí)際操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，通過多媒體演示進(jìn)行教學(xué)可提高效率，清晰展示實(shí)驗(yàn)過程。①第1組對比：編號A、B、C、D，均使用稀硫酸，其中A使用銅片和鋅片，B使用兩個(gè)鋅片，C使用兩個(gè)銅片，D使用鋅片和碳棒。②第2組對比：編號E、F，均使用銅片和鋅片，其中E使用硫酸銅溶液，F(xiàn)使用乙醇溶液。③第3組對比：編號為G，使用銅片和鋅片，但分別插在兩個(gè)稀硫酸溶液瓶中。

交流討論：學(xué)生觀察每一個(gè)多媒體演示的實(shí)驗(yàn)過程，從溶液、電極類型、電極連接等情況入手，分析總結(jié)構(gòu)成原電池的條件。

教師總結(jié)：構(gòu)成原電池的條件，①有兩個(gè)電極且活潑性不同，可以是兩種活潑性不同的金屬，也可以是一種金屬和一種導(dǎo)電非金屬。②兩個(gè)電極連接起來，插入電解質(zhì)溶液中，形成閉合回路。③能自發(fā)性進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。

板書：構(gòu)成原電池的條件，“兩級一液成回路”。

布置作業(yè)：完成習(xí)題，在課余時(shí)間動手制作水果電池。

3.總結(jié)反思

本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)用多媒體技術(shù)的總結(jié)反思如下：①多媒體應(yīng)用在教學(xué)全過程，教師應(yīng)提前制作課件，從教材、網(wǎng)絡(luò)上收集相關(guān)資源，將文字、圖片、視頻整合起來，滿足教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)效率。②突出學(xué)生的主體性，讓學(xué)生帶著問題思考、觀察、討論。不論是動手操作，還是模擬演示，均要保證規(guī)范性、安全性；同時(shí)預(yù)設(shè)學(xué)生可能提出的問題，做好充足的準(zhǔn)備。③多媒體教學(xué)不能完全取代實(shí)驗(yàn)教學(xué)，只是作為一種輔助手段彌補(bǔ)教學(xué)中的不足，因此教師不能過度依賴多媒體。

五、結(jié)語

多媒體應(yīng)用在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能豐富教學(xué)資源、提高教學(xué)效率、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。文章介紹了多媒體在課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后評價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，指出投影、錄像、動畫和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合方法。教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，探尋多媒體教學(xué)的新型模式，充分發(fā)揮出多媒體技術(shù)的優(yōu)勢，更好地實(shí)現(xiàn)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。