計算機輔助教學及在化學教學中的應用淺述

摘 要：目前，基礎教育領域正在逐步實現從應試教育向素質教育的轉軌。在這一轉軌過程中，計算機這一高科技手段必將扮演起至關重要的角色，為培養面向二十一世紀的人才起到推波助瀾的作用。從這個角度來講，發展計算機輔助教學是實現教育現代化的重要內容之一。90年代以來，以多媒體計算機與網絡技術為代表的現代科學技術，迅猛地推動我國計算機輔助教學的發展，計算機輔助教學是一種新型的現代化教學方式，也是當今世界教育發展的新趨向。

關鍵詞：化學教學 計算機輔助教學（CAI）應用

一、計算機輔助教學（CAI）簡介

計算機輔助教學(英文是Computer-Assisted Instruction，簡稱CAI)，是以計算機為信息傳播手段的一種現代教育技術，是計算機輔助教育的一個重要組成部分。它體現了一種新的教育思想和教育方法，是現代電化教學的高級形式。計算機輔助教學系統構成的基本要素是硬件、軟件和課件。1958年美國IBM公司沃斯特研究中心設計了第一個計算機教學系統，為計算機輔助教學樹起了第一個里程碑。80年代以來，許多國家對于CAI十分重視，投入了大量財力和人力，已取得了明顯效益。目前在美國、日本等國CAI軟件已成為商品在市場出售，發揮出“家庭教師”的作用。現在不僅發達國家廣泛使用計算機開展各種教學，許多發展中國家也有所重視。

二、計算機輔助教學應用于化學教學的必要性

計算機輔助教學應用到化學教學中很有必要。傳統化學課，常用實物模型和圖表來展示分子或原子的結構及元素之間的一些關系，通過實驗使學生掌握物質的性質。這一方法學生感到枯燥無味，且難以理解化學原理與結構之間的內在聯系。而在化學教學中采用計算機輔助教學，能使很多的化學現象變靜為動、變小為大、變遠為近；能將抽象的概念轉化為形象、直觀的圖象，引導學生充分運用創造性思維來理解事物的本來面貌，促進其發散性思維的發展；同時也能培養學生的自學能力，提高實驗能力。此外，計算機輔助教學還可以使化學教學變得生動活潑，使學生在最短的時間獲得大量知識，從而給教師創造了拓展課程的深度和廣度的機會，從而推動課程內容及體系的改革。計算機輔助教學之所以能進入化學課堂，還由于多媒體計算機集優美的聲音、鮮艷的圖像、栩栩如生的動畫以及清晰的文本等手段于一體，從而給學生大腦皮層以大信息量的“刺激—反應—強化”有機地構建知識平臺，達到常規教學難以達到的效果，這在推行素質教育的今天已呈現出它的巨大魅力。

三、計算機輔助教學在化學教學中的選題范圍

1. 教學中的重難點和抽象問題。計算機可以模擬原子、原子團、分子等的結構和變化的機理，幫助學生理解和掌握基本原理。例如：電子云、化學鍵、晶體結構等，是學生最難以接受的知識，僅僅依靠教師的口頭敘述，學生難以理解。現在我們采用了電腦動畫的手段，逼真地模仿出核外電子繞核旋轉的全過程，電子運動的立體動畫生動地展示在學生面前，加深了學生對微觀結構的認識和理解。再如各種晶體在計算機中可以分別用可動的不同質點表示，說明不同類型的晶體其組成微粒及其作用力的不同。

2. 實驗類選題。計算機可以對有毒有害物質出現的實驗進行模擬。如利用模擬程序模擬一些危險性的實驗，可以避免有毒物質對身體的損害，避免危險現象的出現，減少實驗消耗。如制備的氫氣不純，點火會發生爆炸等。計算機還可以對實驗儀器仿真和對剖視實驗過程仿真，使學生了解實驗機理和儀器操作原理，尤其對大型精密儀器的仿真，可將學生不可視的機械操作，帶入主動介入、靈活動用所學基本知識的新天地中；由學生自己通過CAI軟件學習實驗知識，可以讓學生自行設計實驗，使開放實驗室成為可能。在課堂教學中有很多實驗學生只能通過對其進行宏觀現象的觀察，在教師的引導下去推測、想象微觀的運動和變化。這些微觀變化完全是靠教師言語描述的，很多情況下學生理解這些抽象的理論和概念有一定的困難。例如：在講電化學理論時，抽象概念比較多，反應過程比較復雜，難以理解；在講原電池概念時，強電解質在溶液中完全電離，此時離子處于自由運動狀態，用肉眼觀察不到這一過程。此時我們就可以通過動畫演示和語音解說，配合演示原電池的工作原理。又如模擬一些微觀粒子的運動：如電子云、核外電子的排布、布朗運動等。

化學課上教師的演示實驗總是不能讓所有學生都能看清，而在多媒體教室上課，通過實物投影儀可以把演示實驗的全過程投影到大屏幕上，使每個學生都能清楚地看到教師做實驗時的一舉一動及實驗過程中的各種現象。另外，通過掃描儀我們可把一些和化學教學密切聯系的資料圖片輸入計算機，供上課時隨時調用。這些圖片我們也可以通過投影儀放大展現在學生面前，這比我們平時單純地反復向學生強調、描述、介紹更加直觀。

3. 把教學中需要用動態模擬的內容編寫成動畫，增加視頻效果和聲音。例如：化工生產流程圖設計成動畫等。

4. 充分利用計算機交互性強、容量大的特點，設計相應習題庫供師生查閱等。傳統的教學中，教師在選題、命題中耗費了大量的時間。若把一些優秀的、經典的題目一次性輸入計算機進行儲存，需要時再進行組合、選擇，由計算機打印輸出，可以說是一次投入，多次受益。素質教育對教學的一個要求是“課內大容量、課外減負擔”，使用人機對話的練習要優越于過去常規練習方式，這對學生進行因材施教提供了極大方便。對于優秀生，他們的接受能力強、反應快，為了充分發揮他們的潛能，通過計算機可以調出一些與之有關的難度較大的課外資料，供他們使用；對于學困生，其接受能力弱，較難學會所學知識，這就需要課后努力，而計算機可以不知疲倦地幫助學生。

四、化學教學中應用計算機輔助教學應注意的問題

計算機輔助教學在選擇、使用時要綜合考慮課件的準確性、科學性、教育性、藝術性、技術性、實用性、創新性，并以此優化化學課堂教學，提高教學質量。但是，課件不必做得太華麗、花俏，以免分散學生的注意力，不利學生學習。課件應該簡潔明了，具有容易使用、操作方便的特點，只要稍懂電腦，會用鼠標、鍵盤的人就能使用。另外，多媒體教學作為一種嶄新的教學模式，解決了很多傳統課堂教學難以解決的問題，如果使用得當，就會在課堂教學中發揮巨大的作用。倘若片面追求多媒體效果，追求“電灌”，忽視中學化學的教學實際，把它僅僅作為一種裝飾，一律使用計算機來上課，甚至用計算機來代替化學實驗，則會造成不良的后果。

總之，運用計算機多媒體輔助教學，超越了傳統教育的界限，優化了傳統的教學方式，使教學環節更加規范，教學的效率更提高，也利于激發學生的創造性思維，使學生的學、看、聽、練真正達到完美的結合，這是素質教育的要求，也是教育改革和發展的需要。隨著教育改革的不斷深入，教師自身素質的不斷提高，計算機多媒體輔助教學必將成為化學教學不可缺少的重要教學手段之一。

參考文獻：

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