信息技術與化學學科有效整

　　信息時代科學技術革命的飛速發展，既為教育帶來新的機遇，又帶來了新的挑戰。多媒體教學是現代教育普遍采用的一種先進的教學手段，對于傳統教學中教師難以表達、學生難以理解的抽象內容、復雜的變化過程等，多媒體可以通過動畫模擬、過程演示等手段予以解決。這不但在教學中起到事半功倍的效果，而且有利于提高學生的學習興趣和分析問題解決問題的能力，大大提高了教學效率和質量。信息技術與傳統教學手段互相取長補短，做好信息技術與傳統教學手段的整合，是提高教育教學質量的重要途徑。
　　一、可以幫助學生理解化學概念、原理、物質結構等方面的內容
　　化學概念與原理抽象度很高，物質的微觀結構既看不見，又摸不著，單靠語言和文字的描述很難在學生的大腦中留下深刻的印象。在教學過程中，往往有這樣的經驗，涉及實驗的內容，配合精心的演示或學生實驗，學生興趣很高；涉及到化學概念及原理微觀粒子的運動，由于大多較為抽象，單靠語言和文字描述，學生較難理解。而化學教材中有許多用其他方法或手段效果不理想或難于實現的教學內容（如有機化學反應歷程的模擬，膠體概念及膠粒的布朗運動，晶體結構、電子云等），現代信息技術、網絡技術可大顯身手。教師通過計算機軟件進行動畫模擬，能形象生動地表現分子、原子等微觀粒子的運動特征，變抽象為形象，讓學生直觀形象地認識微觀世界，更容易了解化學變化的實質。如在氨分子結構的教學中，我利用計算機模擬氨分子結構模型，讓學生直觀地看到氨分子的組成、空間結構，是三角錐形而不是平面型分子。
　　二、可以增強化學實驗課的效果
　　實驗是化學學科的基礎，也是實驗探究法實施的前提，其重要意義毋庸置疑。然而，傳統的課堂演示實驗存在著一些不易克服的問題：①反應裝置規模小而課室范圍大，多數學生觀察現象模糊；②許多化學變化瞬間即逝，學生注意力難以集中在應當著重觀察的重點上，因而感官刺激強度不足；③一些化學實驗需要較長些的時間才能完成，而課堂教學時間有限，無法直接觀察結果；④演示實驗時教師既要自己動手或指導學生操作，又要調控整個教室的學生注意力，因而無法組織他們同步思考討論，所以，邊實驗邊探究的氣氛不濃；⑤一些實驗危險性較高，不易于在課堂上演示；⑥工業生產裝置規模大，根本無法在課堂內演示。那么，怎樣解決這個在化學教學中帶有普遍性的難題呢？配以放映實驗錄像不失為解決問題的辦法。但是，現階段各地發行的實驗錄像帶只能線性播放，難以根據教學的需要，隨心選擇某一片段、某一鏡頭，更不便在畫面中穿插對實驗的探索性思考，所以效果不佳。我們可借助計算機穿插實驗錄像的技術，采用ＭＰＥＧ壓縮卡，將視頻信號轉換成電腦可處理的視頻文件（ＭＰＧ格式），并結合ＶＣＤ編碼系統制作ＶＣＤ視盤的方法。使用時可以通過按鼠標或鍵來選擇任何一個實驗的畫面，邊觀察、邊思考，這樣明顯地提高了實驗引導探究的效果。但對那些反應速率過慢的實驗（如氯水分解反應速度非常慢，課堂上難以演示）、變化太快的實驗（如Na與H2O反應實驗，通過投影實驗能使全體學生基本看清。但反應太快，學生完整描述實驗現象有困難），借助計算機穿插實驗錄像的技術，效果也不佳。這時可將該實驗的視頻文件反復播放，并通過幀數控制定格在幾個特殊階段。這樣學生就能將實驗的整個過程看得十分清楚。對污染性大的實驗（如氧化汞分解等）、容易出現錯誤操作，而錯誤操作又可引致高危險的實驗（再如濃H2SO4的稀釋時錯誤地將水倒入濃H2SO4），不宜用實驗來演示給學生看。但都可通過動畫模擬及伴音得到解決。對那些發生比較困難，甚至不能實現的實驗、在課堂的空間和時間上不可能觀察到的生產和生活中的種種化學變化，以及不能看到的自然界中豐富多彩的那些化學現象，工業生產中的實際過程，等等，就只能用計算機一一模擬出來，通過不同顏色的塊、線條、逼真的爆炸等，把實驗過程中氣體的流動、引致實驗失敗的原因、后果很直觀地展示出來。
　　三、能夠化不可見為可見，化靜態為動態
　　信息技術的應用可以較好地解決教學中的微觀問題，對化學中微觀概念可以進行直觀演示，一個知識點可多次演示，對培養學生的觀察能力及發現問題的能力都有一定的幫助。例如氯化鈉溶解于水的實驗，從宏觀看現象不明顯。但是通過多次演示課件，學生就能真切感受到水分子作用下，鈉離子與氯離子能迅速擴散，均勻地分散到水中，進一步認識到食鹽溶液實際上是離子和分子組成的均勻混合物。并能感受到離子在水溶液中跟水分子一起不停地運動，最終得出結論溶液是均一、穩定的。問題的深化，是在學生不斷地去思考和進一步探究中得到解決。再如在講解“電解水實驗”這一知識時，我先從宏觀角度演示導電性實驗后，觀察到正極產生的氣體（能使帶火星的木條復燃）是氧氣，負極產生的氣體（能夠燃燒，淡藍色火焰）是氫氣，那么微觀上是如何實現這種轉變的呢？接著用計算機模擬，微觀角度解釋α粒子的運動情況，很清楚地看到水分子分解成氫氧原子，氫氧原子重新組合，變成了氫氣與氧氣。通過這種網絡展示，可以將抽象的內容形象化，從而降低了教學難度，使得教學難點順利突破。同樣α粒子轟擊金箔實驗，不論是現象還是結論，如果單憑教師講解來解決問題，既枯燥又乏力。但是模擬實驗的播放能夠將抽象問題具體化，從而使學生感受到原子中心的確存在著，體積小質量大帶正電的原子核，進一步認識到任何科學原理的建立，都要經過對大量客觀事物的觀察分析，以及對相關資料、數據的歸納整理，實驗論證后方能得出結論。
　　四、教和學在時間和空間上的突破
　　使用電腦多媒體來輔助化學教學，在時間和空間上突破了傳統教學的模式，使化學教學不再局限于課堂、書本、教室和實驗室，教和學在時間和空間上得到延伸和擴展。例如：在網絡環境下，教師可將自己的教案和課件發布在校園網或Internet的中學教學網站上，供學生在課余時間上機查尋和使用，給學生的預習、復習提供了良好的課外學習環境，另外還可讓有條件的學生與教師聯網，鼓勵學生在家中通過上網來進行學習和作業，并即時地向教師提問和請教，使教師的教學活動得到延展。學生還可通過Internet訪問相應的中學化學教學網站，如聯想網校、101網校等，在網上接受其他化學教師的遠程教學，其學習不再受限于傳統教學的時間和空間。這樣可以使學生學到更多更新的知識。例如，寒假期間我針對所學水的有關知識讓學生展開調查，生活中有哪些水源污染現象？應采取哪些措施？針對目前的情況，作為社會的一員，你應怎樣做？學生利用網絡技術從不同資源中查找、評價、收集信息，再分析實驗數據、繪制圖表來匯報研究成果。這樣增強了學生節約水、愛惜水的意識。