多媒體軟件在化學實驗教學中的應用

[內容摘要]計算機的飛速發展和教師計算機技能的提高，使得多媒體軟件在教學發面應用越來越廣泛，本文從多媒體軟件在化學實驗教學方面和實驗數據處理方面的應用作了一系列的介紹。提出一些改善實驗教學的方法。

[關鍵詞]多媒體;化學實驗教學;Origin、Excel

在化學實驗中，以計算機為中心的多媒體技術以其良好的交互優勢和視聽優勢，將許多不能或不易做的實驗通過計算機模擬得以完成。同時，也使許多演示效果差、可見度小的實驗通過視頻放大方法得以實現[1]。

一、多媒體軟件在實驗教學中的運用

PPT、Flash等多媒體軟件在課堂教學中已經得到廣泛應用，近些年來，仿真實驗軟件的完善使多媒體軟件在實驗教學中的應用成為可能，大學計算機基礎教育的普及也給大學生應用各種軟件提供了良好的基礎。

1.演示抽象實驗機理。在化學實驗教學中，往往有很多圖景難以被學生理解，特別是在反應機理方面，而反應機理又是實驗學習的重點。通過傳統教學模具也很難將反應機理解釋清楚，并且模具的制作也麻煩費時，實驗的重現性也較差。然而用計算機制作出逼真的模擬動畫和復雜的結構模型，能幫助學生擺脫認識障礙，學生理解透徹、掌握準確、印象深刻、記憶牢固。

2.展示清晰實驗過程。實驗操作的演示是實驗教學的關鍵，是學生學習實驗技能和培養觀察能力的重要環節。但在通常的演示過程中，只有教師周圍的學生可以清楚地看到操作過程，而后面的學生不能清楚地看到教師的操作，在實驗中還需要老師反復地進行教授。利用數碼攝像機可以預先將操作過程拍攝下來，并通過音頻編輯軟件剪輯，在重要的操作步驟處加上文字注釋和說明[2]。學生可以通過大屏幕投影儀觀看，在播放過程中調節播放速度或暫停，進一步觀察細節，對于沒有看清的地方也可以反復播放。至于重點老師也可以再做補充、再演示。

3.擴充相關實驗知識。學生接觸到的實驗知識過于狹窄，但是化學實驗的講述時間有限，在現有的教學模式下不能過多擴充相關知識。但是通過PPT等演示軟件就可以大大地擴充內容，同時保證正常的實驗時間。例如:維生素c含量的測定有碘量法、分光光度法、電化學法、色譜法，熒光法等[3]，現行的實驗書常應用碘量法、分光光度法，但是，熒光法在近些年來有飛速的發展，在國家標準中的比例逐漸增大，也是國外分析維生素c的現行方法。

4.克服不利實驗條件限制。化學實驗屬于消耗性實驗，而且在許多實驗中應用到許多有毒的化學品，反應過程中易產生有毒、有害物質。這類實驗大部分在實驗教學安排中都被刪除，但其在化學學習中又顯得很重要，利用計算機仿真實驗室等模擬軟件，可以讓學生在無毒、無害、無污染的環境中進行學習和實驗。同時，又可以減少藥品的損耗，節約資金且安全可靠，還可防止環境污染。利用計算機來模擬實驗，學生只要坐在計算機前點擊鍵盤、移動鼠標，就可以操作燒杯、試管等儀器，添加各種各樣的試劑，完成分解、合成等各類反應。特別適合于易燃、易爆以及使用強酸、強堿、劇毒藥品等實驗的模擬[4]。利用計算機也可以模擬許多錯誤的操作，例如模擬稀釋濃硫酸時將水加人濃硫酸的錯誤操作，既加深學生的印象，又使學生準確地掌握知識，同時還可避免意外事故的發生。

二、多媒體軟件在實驗數據處理中的應用

在大學實驗教學階段計算機軟件在各種化學試驗中廣泛應用，特別是在物理化學試驗中。物理化學實驗中常見的數據處理方法有:運用基本公式進行計算;根據實驗數據作圖，對圖中各點進行線性擬合，從而求截距或斜率;非線性曲線擬合等。目前學生多用坐標紙手工作圖。這種手工作圖法不僅費時費力而且誤差較大，并且有些實驗數據過多，很容易導致學生產生畏懼心理，從而在某種程度上會對學生的實驗積極性造成影響[5-6]。對于計算機初學者可以利用EXCEL完成，而對于計算機軟件運用較好的用戶可以利用Origin精確作圖。

1.EXCEL軟件在實驗數據處理中的應用，Excel廣泛應用于物理化學實驗教學，主要應用在曲線擬合、繪圖處理及數據計算處理等方面得以很好的應用。而且對于初學者是一個很好的實驗數據處理軟件。其優點在于易于掌握、方便操作，Excel能應用于大多數物理化學實驗。

2.Origin在實驗數據處理中的應用。Origin適用于需要進行精確計算的實驗工作者，其強大的繪圖、數據分析功能使其普遍應用于物理化學實驗教學過程。用其進行試驗數據處理，具有誤差較小、方便快捷等優點，并且通過進行實驗數據處理的實驗報告更合理、更具科學性。隨著科技日新月異的發展，軟件更新換代速度也隨之加快，其主要功能不斷完善，相關操作更為人性化。到目前為止較高的版本為8.0，Origin能應用于大多數物理化學實驗。

3.展望與思考。多媒體技術在化學教學中的應用越來越廣泛。在這種教育信息化的背景下，各種計算機模擬化學實驗軟件不斷涌現。它的使用增強了實驗教學內容生動性、趣味性和吸引力。對學生而言， 增強了學習的主動性，降低了學習的難度。

我們認為，就目前來看，對多媒體實驗教學應該辯證地看待，化學模擬實驗教學軟件的使用給傳統化學實驗帶來什么樣的沖擊?化學模擬實驗教學真的能代替實驗室的操作嗎?這是需要我們深思的問題。

參考文獻:

[1]袁麗環.多媒體技術應用于生物化學實驗教學中的研究，實驗室科學[J]，2010，13(1):176-177.

[2]李賡，肖厚榮.多媒體技術應用于生物化學實驗教學的探索，理化生教學與研究[J]，2010，(18):190-191.

[3]田興彩，橙汁飲料中維生素C的測定，青海大學學報[J]，2005，23(5):70-71

[4]曹鐵平.李躍軍，多媒體模擬教學軟件在化學實驗教學中的作用[J]，白城師范學院學報，2005，19(5):92-93.

[5]鄒光龍、付維軍等.數值軟件在物理化學實驗教學的應用，教育教學研究[J]，2006，(6):212-213.

[6]陳勁松、王虹.計算機在物理化學實驗教學中的應用，高校實驗室工作研究[J]，2006，(1):16-17.

(責任編輯 付淑霞)