多媒體技術(shù)的“化學(xué)反應(yīng)”

黃一敏

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷普及與優(yōu)化，多媒體教學(xué)由于具有直觀性強(qiáng)、知識(shí)容量大、形式生動(dòng)、視野開闊等諸多優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為一種被普遍采用的教學(xué)手段。多媒體技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，就一般意義而言，可以用“五個(gè)有利于”來概括：有利于突出教材重難點(diǎn)，提高教學(xué)效率；有利于開闊學(xué)生視野，增加知識(shí)信息量；有利于培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲；有利于創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，了解知識(shí)脈絡(luò)；有利于促進(jìn)教學(xué)方式的變革，提高教師的綜合素質(zhì)。作為一名化學(xué)教師，興奮點(diǎn)在“如何結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，發(fā)揮多媒體技術(shù)優(yōu)勢(shì)”的研究上。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，它在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、訓(xùn)練學(xué)生的思維方法、提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ确矫妫哂歇?dú)特的作用。多媒體技術(shù)集文字、聲音、圖像于一體，具有化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，化快（慢）為慢（快），化抽象為具體的多元功能。因而，多媒體技術(shù)在化學(xué)學(xué)科的教學(xué)中有著一般意義之外的特殊價(jià)值。下面筆者就化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)談幾點(diǎn)看法。

直觀反映物質(zhì)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型

化學(xué)研究的對(duì)象是微觀粒子，看不見、摸不著。原子、分子等新概念的建立對(duì)于思維還不完善的學(xué)生來說很困難，在課堂上，教師費(fèi)了九牛二虎之力，反復(fù)地口說比劃還是無濟(jì)于事。如今，利用圖形、動(dòng)畫、音效等各種媒體制作的課件，可以將知識(shí)直觀地展示給學(xué)生。例如，在介紹電子云的概念時(shí)，就可以用課件模擬氫電子云的形成過程進(jìn)行講解。如此將該微觀概念生動(dòng)、形象地展示給學(xué)生，既縮短了教學(xué)時(shí)間，又加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，避免了學(xué)生由于對(duì)知識(shí)難以理解而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。

建立物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型對(duì)于有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)意義更大。比如，乙醇和二甲醚屬于官能團(tuán)異構(gòu)，因?yàn)槠錁?gòu)造的不同，所以有不同的化學(xué)性質(zhì)。在傳統(tǒng)教學(xué)中對(duì)結(jié)構(gòu)的講解主要利用平面圖形或者立體模型來表達(dá)。用平面圖形不能完整、直觀地展示化合物的立體結(jié)構(gòu)，立體模型雖然直觀，但它是靜態(tài)的，不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)描述。利用多媒體教學(xué)，教師可以使用二維、三維動(dòng)畫手段，對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行生動(dòng)、直觀、形象的模擬，使其一目了然，有效地幫助學(xué)生建立起立體化學(xué)的概念。

宏觀展示反應(yīng)機(jī)理，優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)歷程

化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成過程。有些反應(yīng)是很復(fù)雜的，反應(yīng)原理的解釋要用到化學(xué)鍵的知識(shí)，化學(xué)鍵是非常微觀抽象的概念。例如，鹵代烴的親核取代反應(yīng)，對(duì)于不同種類的鹵代烴，它們發(fā)生取代反應(yīng)的途徑和方式就有所不同。叔鹵代烴主要按照單分子親核取代反應(yīng)歷程進(jìn)行，而伯鹵代烴主要按照雙分子親核取代反應(yīng)歷程進(jìn)行……講述這些知識(shí)時(shí)，如果單是憑黑板和粉筆，除了不能直觀表達(dá)空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變外，學(xué)生也不能從平面的書寫和教師的口頭描述中準(zhǔn)確把握問題，即便是當(dāng)時(shí)有所悟，也難以留下深刻記憶，最終還是因?yàn)椴荒苷_理解和把握而將其遺忘。在多媒體教學(xué)中，教師可以發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢(shì)，用動(dòng)態(tài)手段模擬復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理，放大原子、放慢速度，使學(xué)生從中間接地獲得準(zhǔn)確的感性知識(shí)，學(xué)生的抽象思維能力也進(jìn)一步得到了加強(qiáng)。

真實(shí)模擬演示實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程

化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)的好壞，直接影響著課堂教學(xué)的效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們主張教師盡量親自做實(shí)驗(yàn)演示，畢竟模擬的形象直觀不等于真實(shí)的形象直觀。讓學(xué)生觀察真實(shí)的實(shí)驗(yàn)演示、親自感受獲得第一手材料，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)無疑有很大幫助。但是，現(xiàn)實(shí)教學(xué)中并不是所有的實(shí)驗(yàn)都可由教師在課堂上進(jìn)行演示。對(duì)于那些受多種因素制約而無法進(jìn)行課堂演示的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用多媒體課件進(jìn)行演示，對(duì)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是很有意義的。

1.提高可視度，強(qiáng)化演示效果

因課堂教學(xué)環(huán)境的制約，有些演示實(shí)驗(yàn)，僅是前排學(xué)生仔細(xì)觀察的專利，對(duì)于后排的學(xué)生，則較難收到同樣的效果。例如，“金屬鈉與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，置于講臺(tái)上的燒杯中的液面，往往與學(xué)生的視線處在同一水平面甚至高于學(xué)生的視線，即使前排的學(xué)生，也很難清楚地觀察到“鈉熔成小球、在液面四處游動(dòng)”等現(xiàn)象。此外，由于后排學(xué)生離講臺(tái)較遠(yuǎn)，也很難聽到鈉在水中反應(yīng)時(shí)發(fā)出的“嘶嘶”響聲，這自然影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的全面觀察。如果將這一實(shí)驗(yàn)從俯視的角度拍成視頻， 上課時(shí)在實(shí)際演示后及時(shí)播放，全班學(xué)生就能清晰地觀察到“浮、熔、游、響、紅”五大現(xiàn)象。

2.縮短反應(yīng)時(shí)間，提高課堂教學(xué)效率

中學(xué)教材中有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)因反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)無法進(jìn)行課堂演示。過去的教學(xué)中，教師僅是描述一下，讓學(xué)生自己去體會(huì)。現(xiàn)在，在計(jì)算機(jī)的控制下，可以“調(diào)快”此類反應(yīng)的速度，將整個(gè)反應(yīng)過程及現(xiàn)象在極短的時(shí)間內(nèi)展示給學(xué)生。如“鐵在空氣中氧化生成鐵銹”的實(shí)驗(yàn)，真實(shí)實(shí)驗(yàn)需要幾天的時(shí)間才能觀察到現(xiàn)象，借助視頻素材和計(jì)算機(jī)的剪輯功能，就可以“縮短反應(yīng)時(shí)間”，實(shí)現(xiàn)演示效果，加強(qiáng)學(xué)生理解，提高課堂教學(xué)效率。

3.模擬錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作，加深學(xué)習(xí)印象

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一些錯(cuò)誤操作，有時(shí)僅靠教師講解其可能帶來的危害，學(xué)生可能不以為然，將信將疑，并不能引起高度重視。俗話說，百聞不如一見，但若用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，可能會(huì)造成危險(xiǎn)。因此，可在嚴(yán)密的安全防護(hù)措施下，將此類錯(cuò)誤操作造成的極大危險(xiǎn)拍成視頻后播放，給學(xué)生親眼目睹的機(jī)會(huì)。還可以通過對(duì)畫面的剪輯，將操作步驟分解或播放慢動(dòng)作，把錯(cuò)誤原因演示清楚，加強(qiáng)警示效果。

4.模擬有毒實(shí)驗(yàn)， 保證教學(xué)安全性，減少環(huán)境污染

對(duì)于一些有毒物質(zhì)（如H2S、Cl2、NO等）的實(shí)驗(yàn)，其毒性是無法讓學(xué)生感知的。由于這些物質(zhì)有毒，在課堂上做演示實(shí)驗(yàn)一定要慎重，若防護(hù)不嚴(yán)，使其進(jìn)入空氣，污染了周圍的環(huán)境，將會(huì)危害教師和學(xué)生的身體健康。例如，氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)，其氧化物為NO，有劇毒，且在空氣中容易被氧化成NO2，污染空氣。如果借助計(jì)算機(jī)，將此實(shí)驗(yàn)以視頻的形式制作成多媒體課件，完整地演示給學(xué)生看，可使學(xué)生親眼目睹，從視覺上感知這些物質(zhì)的毒性，從而引起學(xué)生對(duì)這類物質(zhì)的警惕。

建立開放性課程，優(yōu)化STS教學(xué)

STS即關(guān)于科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、社會(huì)（Society）的研究的簡(jiǎn)稱，其宗旨是培養(yǎng)具有良好科學(xué)素質(zhì)的公民。STS的思想主導(dǎo)了化學(xué)新課程的設(shè)計(jì)及實(shí)施，但在教材中如何構(gòu)建并進(jìn)行STS內(nèi)容的教學(xué)，在課堂中如何實(shí)施STS教學(xué)，多媒體技術(shù)無疑是一種有效的輔助手段。隨著教學(xué)手段的網(wǎng)絡(luò)化，學(xué)生獲取信息的渠道大為拓寬，交互型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)增加了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和主動(dòng)參與的機(jī)會(huì)。從教學(xué)資源的來源來說，無限的網(wǎng)絡(luò)資源使學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生之間超越了時(shí)間和空間的限制，擺脫了教材資源的短缺。例如，《化學(xué)與能源的開發(fā)》、《化學(xué)與環(huán)境保護(hù)》、《化學(xué)與食品添加劑》等教學(xué)專題，可以在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行查詢、整理，既可調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，又可培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力。從教學(xué)形式來說，動(dòng)態(tài)、即時(shí)的多媒體展示，可以讓書本知識(shí)與社會(huì)現(xiàn)實(shí)接軌，讓教學(xué)理論與生活實(shí)際聯(lián)系。比如，《神舟九號(hào)生命保障系統(tǒng)》，通過多媒體演示思考：航天員所需要的氧氣不可能全部由地面帶入，那么太空艙中氧氣如何解決？航天員呼吸過程中產(chǎn)生的二氧化碳越來越多怎么辦？航天員需要的水、食物如何解決？產(chǎn)生的排泄物如何處理？神秘的航天員生活使學(xué)生不僅獲得高科技的常識(shí)，也培養(yǎng)了科學(xué)探索的精神。可以肯定地說，多媒體技術(shù)為化學(xué)課堂實(shí)施STS教學(xué)提供了極大的教學(xué)空間。

（作者單位：江蘇無錫市濱湖區(qū)教研中心）