多媒體技術在化學實驗教學中的運用

摘要： 在化學教學中實驗極為重要，但通過化學實驗所觀察到的往往只是一些宏觀的、表面的現象，其中的微觀變化情況卻無法看到，學生難以理解。隨著現代教育技術的發展，計算機應用于教育領域，給化學課堂教學注入了新的活力。將多媒體技術應用在化學教學中，能解決化學實驗中的許多問題。

關鍵詞： 化學教學 教師演示實驗 多媒體教學 注意點

化學是一門基礎自然科學，它研究物質的組成、結構、性質及變化規律?；瘜W有三個世界：宏觀世界、微觀世界和符號世界。宏觀世界所包含的物質種類繁多，知識零碎，記憶的成分較多；微觀世界和符號世界比較抽象，難以理解，無論是教師還是學生都會產生枯燥乏味的感覺。當然化學又是一門以實驗為基礎的自然科學，化學課堂離不開化學實驗。在基礎化學教學中，化學實驗的重要性是顯而易見的。實驗教學對于幫助學生形成化學基本概念，理解和掌握化學基礎知識，以及培養基本技能具有獨特的不可替代的功用。此外，它還是化學學科實施素質教育和STS教育的最有效的途徑。因此，加強實驗教學是全面提高化學教學質量的重要途徑。高中化學課本中有187個演示實驗，50個學生實驗，各層次不同能力要求的自創實驗、設計實驗、實驗評價與改進、綜合實驗等。

一、教師演示實驗的重要性

在課堂教學中，教師演示實驗占有重要位置，它具有兩方面的作用：其一，通過觀察實驗現象、分析實驗過程和對實驗數據的處理，得出自然科學的概念和規律。其二，教師的演示實驗對學生學習實驗操作方法還具有示范作用，演示實驗的這一功能是其他形式的實驗所無法體現的?？梢?，演示實驗是化學教學中最生動、最有效的直觀手段，有非常重要的作用。

二、利用多媒體技術輔助教學優勢

但課堂上的演示實驗必須考慮時間性、安全性、可操作性，所以很多實驗的開設受到一些限制。而且，通過化學實驗所觀察到的往往只是一些宏觀的、表面的現象，其中的微觀變化情況卻無法看到，學生難以理解。隨著現代教育技術的發展，計算機應用于教育領域，給化學課堂教學注入了新的活力。將多媒體技術應用在化學教學中，能解決化學實驗中的許多問題，如：時間緊、危險大等。多媒體教學主要有以下幾個方面的優勢：

一是轉換反應的速度。有的實驗反應瞬間即成，如Cl₂與H₂混合光照反應剎那間就完成了，觀察者很難捕捉到過程現象，像這種實驗可通過課件模擬實驗，減緩反應速度，幫助理解反應原理的分析。又如，觀察Fe(OH)₂沉淀的顏色，由于Fe(OH)₂白色沉淀很容易被空氣中的氧所氧化為Fe(OH)₃，學生難以觀察到稍縱即逝的Fe(OH)₂白色沉淀現象。教學時，如用多媒體課件，把一瞬即逝的生成Fe(OH)₂白色沉淀的現象定格在屏幕上，學生就能消晰地看到白色的Fe(OH)₂；或用慢鏡頭放映，學生還觀察到Fe(OH)₂被氧化的白色→灰綠色→紅褐色的顏色變化過程，且記憶牢固。再如，銅和稀硝酸反應生成無色NO氣體，白色AgOH常溫下迅速分解生成暗棕色Ag₂O沉淀等，也可用多媒體進行教學，以突出這類實驗的主要現象。還有的反應需要一定的時間，如乙烯的制取、多糖的水解等，這些實驗利用多媒體又可化慢為快，給學生以更多的自主空間去探討。

二是化危為安。許多化學實驗會產生有毒物質，或具有一定的危險性，如果操作不當，就有可能發生意外事故?；瘜W實驗中的一些錯誤操作，只能靠教師講其錯誤的原因，以及錯誤操作可能帶來的危害，不能為了加深學生印象而用實驗證明，否則會造成危險。用計算機動畫模擬這些錯誤操作，將錯誤分解，放慢動作，不僅可以把錯誤的原因演示清楚，而且可以渲染氣氛，學生看后印象深刻。如下列錯誤操縱都可用動畫來模擬：稀釋濃硫酸時將水倒入濃硫酸中，液體沸騰飛濺；點燃沒有檢驗純度的氫氣，導致氫氣發生裝置爆炸；用排水法收集氧氣時先停止加熱，后將導管移出水面，水倒吸入試管，試管炸裂；加熱裝有液體超過容積三分之一的試管時，液體沖出管外，等等。學生看到錯誤操縱的危險性，會加深對錯誤原因的理解，印象深刻。又如氯氣制取、除雜、干燥、性質、尾氣處理等綜合實驗危險性極大，極易引起中毒；石蠟裂化所需時間長，裂化的產物檢驗現象不明顯，如果違反操作，使高錳酸鉀溶液倒吸入反應容器里，褪色現象雖然很明顯，但易發生事故，像這類實驗都可以用課件模擬實驗來闡明。

三是化微型為宏觀，微量夸大化。在有的實驗中微觀粒子的流動是不可視的，為了促使形象思維上升到抽象思維，需要構建一個使學生的認知發生過渡的思維平臺，如原電池中微觀的電子流流向，陰、陽離子流向，電子互換；弱電解質的電離平衡過程展示都需要通過多媒體模擬實驗課件用上述觀點來完成。還有的實驗反應速度慢，濃度極低，生成量太少，而影響定性實驗分析的實驗，也需通過課件實驗將微量聚合造形夸大，如在碳酸氫鈉中加入氯水；分析反應速度變化，如鹽酸與鋅反應中加入大量醋酸鈉觀看反應中氣泡產生，實體很難觀察到，通過課件實驗會歷歷在目。

四是化無形為有形。此法適用于氣體制取、除雜、性質、尾氣處理綜合實驗；氣體流向及變化分析；演示倒吸可能產生的危害；分析實驗中的化學原理，如苯酚與濃溴水反應，舊健斷裂，新健產生，無形變化化為有形，能幫助學生加強理解。

五是化難為易。此法適用于討論實驗裝置的系列衍變；不同氣體用不同裝置制取的辨析；綜合裝置的設計與變遷；討論某氣體收集由排氣法轉移到排水法，拓展轉移到防倒吸原理分析，運用于噴泉實驗中。像這樣富含知識、能力、創造性的實驗用課件能化難為易；也適用于各階段的實驗復習中；還適用于難以實現的實驗（如甲烷的取代反應）；并適用于儀器的剖面分析（如制蒸餾水、乙烯溫度計的水銀球位置確定的區別）。

六是化微聲為有聲。有些化學實驗是伴有聲音，為增強效果需放大音量。如鎂條燃燒、鈉與水反應、檢驗乙醇與鈉反應產生的氫氣。在這些實驗中聲音都很微弱，不易察覺。有的實驗在模擬錯誤操作中，為增強危險感也必須配制聲音，以渲染效果，充分調動學生的各種感官，而產生興趣。

當然這六個要領不是獨立使用的，根據實情，它們彼此相輔相成。教師應綜合使用，利用多媒體技術對化學實驗開發、加工、再創造、再設計，以求實驗課件的最優融合。

三、利用多媒體技術輔助教學的注意點。

發展為第一要務，研究也要在發展中日臻完善。實驗偶而會出現始料未及的現象，事實勝于雄辯的親身感受，會激起學生思維的一種親近感。利用多媒體技術形成的模擬實驗課件，雖有聲、形、圖、動畫，畢竟在銀屏上只是一幅流動的平面畫，表現不出實體實驗的多重困難、多向復雜。因此在用多媒體設計模擬實驗時，我們應有清醒的認識：優秀作品課件實驗代替不了實體實驗，它只是一個補充。所以在多媒體教學中還有很多值得我們深思的問題：一是恰當設置容量，防止信息負荷過大，導致學生根本沒有足夠的交互活動與思維空間，自創能力被壓抑，導致消化不良而削弱多媒體的優勢。二是多媒體課怎樣充分體現主導、主體作用，有效地促進課堂的最佳效益。三是怎樣克服流于形式，濫用多媒體教學。四是怎樣處理好教學與輔助教學的關系。五是在課件設計設置中怎樣體現更合理，更充分展示出現代技術的優勢，使師生共享優勢資源。多媒體的作用是對教學有所幫助和解放，而不是耗用大量的精力盲目制做課件。六是怎樣使設計的課件具有鮮活的個性和靈性，以便于推廣增強實用性。如果能解決這六個問題，將多媒體技術恰當地應用在化學實驗教學上，將使我們的課上得更加生動、更加精彩。