多媒體ＣＡＩ在初中化學教學中的應用研究

摘要： 化學研究物質的組成、結構、性質。許許多多的必須從微觀上進行的研究，一般往往只能從宏觀上觀察現象，難以從微觀角度讓學生更詳細地了解原理，即使是講解，也顯得蒼白無力，而多媒體教學與教學的結合能解決這個問題。本文對多媒體CAI在初中化學教學中的應用研究進行了探討。

關鍵詞： 多媒體 CAI 初中化學

一、多媒體CAI在初中化學教學中應用的必要性

化學研究物質的組成、結構、性質。許許多多的必須從微觀上進行的研究，一般往往只能從宏觀上觀察現象，難以從微觀角度讓學生更詳細地了解原理，即使是講解，也顯得蒼白無力，有的化學反應極快，現象極不明顯，這樣，除了難以把握以外，也給學生理解和掌握化學基本知識帶來了困難，而多媒體教學與教學的結合能解決這個問題。多媒體集各種文字、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等各種信息傳輸手段為一體，具有很強的真實感和表現力，可以激發學習者的興趣。例如，多媒體可以使無法用肉眼觀察到的分子、原子等微觀粒子放大，使學生能夠看得到，加深印象，幫助理解；多媒體可以使原本很快的反應以合適的速度展現出來，讓學生能夠看得清楚，想得明白。多媒體的多感官刺激作用，有利于學生注意力的長期保持和獲取知識。像這樣既有形式又有內容的多媒體教學既提高了學生學習化學的興趣，改善了課堂教學環境，又提高了化學教學的教學質量。在初中化學教學中應用多媒體CAI具有優越性。

二、多媒體CAI課件在初中化學教學中應用的內容

1.模擬對環境有較大污染且毒性較大，危險系數高的實驗課堂化學實驗。

學生實驗一般總盡量選擇較安全的實驗，然而在初中化學中有許多危險的實驗，如：H2與F2的反應、HF的制備、氫氣與氧氣混合爆炸實驗、一些堿金屬與水的反應等等，在反應過程中反應劇烈，容易爆炸，造成器皿損壞，人員傷亡。同時還有一些實驗藥品有劇毒，容易造成環境污染，人員中毒，如：H S的性質與制取實驗，CO、SO 、Cl 等的毒性實驗。這些實驗采用CAI模擬，或用視頻播放一些實驗(主要是學校實驗條件不能完成的實驗，或不適宜學生實驗和教師演示的危險實驗)，既考慮了實驗安全因素，又增強了學生的感性認識，還可以節約教學成本。如氯氣的化學性質的教學中采用Flash播放氯氣與金屬、非金屬反應的模擬實驗。

2.演示難度較大、操作技術要求高的實驗。

有一些化學實驗，在實驗室演示時由于受到各種因素的影響，往往不易成功，或現象不明顯，影響教學效果，如銀鏡反應，氯化氫、氨氣的噴泉實驗，溶液配制實驗，中和滴定實驗等。如果用動畫去演示，直接將實驗過程用彩色圖像顯示出來，并將操作及要點加以分解，真實感極強，可以極大地減輕教師的負擔，提高教學效果。

3.模擬反應速度過慢或過快的實驗。

受時間因素及課堂節奏的制約，一些反應過慢的實驗如Zn和稀H SO 的反應實驗、鐵的生銹實驗、膠體的電泳實驗、次氯酸的見光分解實驗等無法在課堂上演示，同時有些化學反應瞬間完成，對其過程很難分步觀察與判斷。通過多媒體技術，教師可以模擬控制反應變化的速度，調整教與學的進度，從而便于學習者觀察和思維。

4.模擬現象模糊，需反復觀察的實驗。

在初中化學中有許多化學實驗現象并不明顯，或實驗現象雖然明顯，但由于需觀察的現象比較復雜，學生在實際觀察時不能一下子較全面地觀察清楚，如壓強對N O 與NO 平衡混合氣影響的實驗。利用CAI在演示過實驗后再反復模擬，并在學生易疏忽的細節處采用放大、定格、重復等手段，動態地、對比地模擬化學實驗。不但可以提供鮮明的視覺信息，還能使學生學會從不同視點，不同層次觀察事物，有助于其養成良好的觀察習慣。

三、多媒體CAI在初中化學教學中的應用案例

我們以人民教育出版社2006年的新教材第二單元《我們周圍的空氣》為例來討論多媒體CAI課件在初中化學教學中的應用。

1.對本課題學習內容的分析

對于本課題的學習內容有以下幾方面：

（1）了解空氣的主要成分。

（2）了解氧氣、氮氣、稀有氣體等氣體的主要用途。

（3）了解空氣污染的危害性，培養學生關注環境、熱愛大自然的情感。

（4）初步學習科學實驗的方法，進行觀察、記錄，并初步學習分析實驗現象。

2.創作軟件的選擇

由于在本課題中要求學生能夠在一個具體的情境中進行學習，并且能夠與課件本身進行很好的交互，所以課件軟件選擇Macromedia公司生產的Authorware這個軟件進行創作。

3.課件的總體設計

四、多媒體CAI在初中化學教學中應用的前景展望

1.繼續發揮其輔助作用

多媒體CAI雖然是在對傳統實驗課堂教學存在的弊端加以解決的基礎上產生并得到廣泛應用的，但不論是從它的定義還是適應范圍來看，它都只是處在輔助地位的一種教學手段。因為，傳統課堂教學雖然存在著不少的弊端，但是也不能全盤否定它，畢竟它還有自我完善的能力，而且在實驗課堂教學中教師起的作用是不可忽視的。

2.向智能化CAI發展

隨著計算機人工智能技術的高度發展，專家系統和人工智能技術將廣泛應用于CAI中。它能模擬教師，允許學生與計算機進行雙向問答式的交互活動，為學生提供新型的學習環境；鼓勵學生提出問題并能理解學生用自然語言表達的提問；能夠深入地了解學生的學習情況，檢測和判斷學生犯錯誤的原因并予以糾正；根據學生的學習特點和學習風格自動調整教學策略，進行自我修改和完善，動態地控制整個教學過程。但是，目前真正能夠應用于實際的成熟的智能化CAI系統還很少，這將有賴于人工智能技術的進一步發展，是下一代CAI的研究熱點。

3.向網絡化學習發展

隨著網絡技術的發展和普及，校園局域網已走進了基礎教育，這為網絡化學習提供了必要的物質基礎。在網絡化學習中學生是知識的建構者，他們完全根據自己的興趣或需要選擇學習內容，可以在線咨詢教師，也可以通過因特網獲得大量的學習資料，自主地進行探索，或者與遠距離的同伴進行合作學習。

參考文獻：

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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”