ＣＡＩ在化學教學中的運用

摘 要：計算機輔助教學（CAI）技術與化學教學有機結合，是化學教學改革中的新舉措。本文就CAI在化學教學中的優勢、具體運用及運用原則等方面談談看法。

關鍵詞：CAI 化學教學 運用

計算機輔助教學（簡稱CAI）是應用計算機交互科學性、界面友好性和反饋及時性，在教學過程中融圖、聲、像于一體，具有智能化的雙向教學活動過程。化學教學中如何運用多媒體CAI進行教學呢？筆者淺談幾點看法。

一、計算機輔助化學教學的優勢

1.多媒體CAI可構造生動活潑的課堂教學氛圍，激發學生學習興趣。

多媒體CAI具有鮮艷生動的圖像、動靜結合的畫面和智能性的啟發引導功能，學生在學習過程中必然產生興趣，并由此喚起高漲的學習情緒。學生的感覺、感知、表象、記憶、思維、感情、意志等心理因素都能保持良好的狀態，認知心理得到發展。例如：學習“二氧化碳的性質”一節中，有一幅氧氣和二氧化碳在自然界中的循環圖，通過圖上的箭頭了解其循環過程，這樣的方式動感不強（或根本就沒有動態效果），因此，主要依靠教師的講解、比劃來啟發學生的思維，顯得枯燥乏味，難以調動學生的積極性和激發他們的求知欲。利用計算機輔助教學則不同，同樣的畫面通過處理，把氧氣和二氧化碳的產生用動畫方式表現出來，進而形成循環，通過時間的控制，再配上優美的背景音樂，在愉快的氛圍中，學生的思維緊跟教師的講解并隨著動畫的演示協調發展。

2.多媒體CAI可構造高效的課堂效率，全面實施素質教育。

利用多媒體CAI進行課堂教學，以屏幕代替黑板，節省了板書時間。屏幕語言簡潔精練，體現了課堂教學的系統性，增大了教學密度，提高了課堂效率，為素質教育的實施打下了扎實的基礎。

二、計算機輔助化學教學的具體運用

1.動畫模擬

利用計算機設計動畫，模擬各種微觀和抽象的事物，使微觀變為宏觀、抽象變為具體。例如：在“二氧化碳的性質”教學中，為證明二氧化碳比空氣重，可將一個裝滿二氧化碳的容器中的二氧化碳傾倒入別一個容器，在做完演示實驗之后，再通過計算機模擬動畫，在和諧的音樂伴奏之下，二氧化碳分子一個個流下，隨著動畫的移動、定格、閃爍及同步解說等，使學生對這一內容能深入形象地理解。

2.控制模擬

在模擬顯示各種現象時，可讓學生積極參與，選擇不同的條件或參數，模擬變化情況。通過課件，由被動學習變為主動學習，從而大大提高了學生的學習興趣。例如：在二氧化碳的教學中，根據實驗室制二氧化硫時反應物的狀態和反應條件，由學生選擇反應發生裝置；當反應條件和反應物的狀態改變時，又可讓學生重新選擇反應發生裝置。

3.模擬實驗

化學實驗是化學課的重要的組成部分，學生實驗或教師演示實驗占重要地位，但對于一些復雜的實驗、毒性較大的實驗、課堂不易當場做的實驗等，CAI課堂教學采用實驗模擬，可起到同樣的教學效果。如在“蒸餾裝置的拼裝”課件中，系統在屏幕上顯示所用儀器，然后由學生操作拼裝，如果在拼裝過程中發生錯誤，程序會自動指出錯誤所在，并可提示正確的位置，最后完成裝置。該課件可縮短實驗的時間，且安全、費用低、可重復。

4.影視演播和視聽結合

利用多媒體技術，可以將錄像的某些內容加入課件，充實課件內容。音頻處理功能可以使課件配上同步解說、效果聲等，使學生視聽結合，猶如身臨其境，課堂氣氛生動活潑，容易調動學生的思維積極性，使學生積極主動地進行學習。例如進行習題教學時，為了保證學生練習的數量和質量，我們通常使用計算機、投影和攝像等現代教學媒體。首先我們將題目利用電腦存入盤中，將例題答案制成投影片。教學時通過電腦顯示屏將題目投影儀顯示出來加以講解，最后將學生的典型錯誤通過攝像機及時反饋給學生并針對性講評。通過多媒體可以將整個過程真實、生動、形象地再現出來，加深了學生印象，提高了效率。

5.鞏固練習與反饋

一般的教學手段不易實現雙向信息交流，學生只能被動接受，不易主動發揮。利用計算機制作的習題課件可實現以學生為中心、教與學相結合的課堂結構模式，不但界面友好，而且信息反饋及時。通過人機對話，學生能發揮學習的主動性和靈活性，有力地促進了智力開發，提高了學習效率；又由于學生可以根據自己的情況控制學習進度，還可實現因材施教、因人施教、突出個性發展的素質教育的目的。在練習中，啟發和誘導學生進行思維，也能接受學生的提問，并根據學生的答題情況，由課件判斷學生答案的正誤，同時記錄學生的答題情況，并及時反饋，供教師分析處理。

在一般教學中，教師只能面對大多數學生講課，“因材施教”僅是一個努力的方向，但是有了合適的計算機輔助教學軟件，“因材施教”可成為一個激動人心的事實。

三、多媒體CAI在化學教學中運用的原則

1.恰當性原則

課堂教學的核心是教學內容，內容決定形式，形式為內容服務。計算機作為電教媒體只是一種教學的輔助手段，必須根據教學內容來決定用不用、什么地方用，宜用則用，不宜用絕不勉強。如何使計算機“輔助”恰當呢？首先要明確“輔助”的目的。我們既可以創設情景、激發興趣去輔助教學，也可以從突破教學難點處輔助教學；既可以從替代板書、節省教學時間去輔助教學，也可以用反饋的及時性去輔助教學。其次是使用要適當。使用是在新授知識之前、之中或之后，必須根據教學實際需要來決定。以“激趣”為主，可放在新授知識之前；以“突破教學難點”為主，應放在新授知識之中；以“思維訓練”為主，則放在新授知識之后為宜。再次，應合理控制使用的密度。我們不能把課堂變成媒體的“演示”會，從而導致使用的媒體種類多、媒體展播次數多、向學生灌輸的知識多的“三多”現象，以及教者手忙腳亂、看者眼花繚亂、聽者心慌意亂的“三亂”現象。最后，在使用計算機之前，教師應提出啟發性的問題。這樣，使學生不僅要產生看的欲望，而且要知道看什么、怎樣看。不然學生雖然看得津津有味、如癡如醉，卻不能產生良好的學習動機，產生“為什么”、“怎么樣”的思考，體現不出計算機媒體優化教學的作用。

2.學生主體性原則

目前，在計算機輔助教學中又出現了一個新的誤區，即“教師主導”加上“計算機主導”，從而削弱了學生在課堂上的主體意識，違背了計算機輔助教學的初衷。因此，在計算機輔助教學時，仍然要保證教師的主導作用、學生的主體作用、計算機的輔助作用，盡量為學生創設主動參與學習的條件和機會，從而讓學生積極動手、動口、動腦，自始至終主動積極地參與學習的全過程。這就是說，不能濫用計算機輔助手段，用“機灌”代替“人灌”，使學生成為被動接受知識的容器。

3.高效性原則

計算機輔助教學的目的，是為了提高課堂教學的質量和效率。因此，我們應從怎樣有利于取得良好的教學效果來選擇媒體，哪種媒體的教學效率高，我們就選擇使用它，不能追求表面上的熱熱鬧鬧。我們不能唯“電”是從，純粹為電教而電教。電教媒體的選擇標準，一是要看教學目標，教學輔助手段離開了教學目標，就是無效的、多余的；二是要看輔助教學的流程，不能隨心所欲、盲目無序，必須以心理學、教育學為理論依據。

4.符合認知規律原則

中、小學生的思維是以具體形象思維為主要形式，并逐步向抽象的邏輯思維過渡。因此，計算機輔助教學設計應符合學生思維發展的規律，由淺入深、由易到難，幫助學生循序漸進地構建新知識。對于低年級學生，根據他們的年齡特征，我們應采用直觀形象的教學方式，充分利用計算機的圖像、聲音、動畫等教學優勢，來幫助他們理解抽象的化學知識，培養他們對學習化學的興趣；對于高年級學生，我們則應通過計算機輔助教學，重點培養他們抽象的邏輯思維能力和解決實際問題的能力。

運用計算機輔助教學是教學改革的新舉措。它可優化課堂教學環境，提高教學效果。我們要發揮其獨特的教學功能，但不可忽視教師的主導作用、學生的主體作用和計算機的輔助作用，只有人機結合，把傳授知識和激發興趣、培養觀察和自覺思維能力融為一體，才會產生多元化效應。