淺談多媒體技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造意識(shí)訓(xùn)練和科學(xué)方法訓(xùn)練的傳統(tǒng)的極其有效的途徑。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，它可以為學(xué)生提供豐富的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生通過(guò)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察和研究，可以得出化學(xué)反應(yīng)的結(jié)論，加深對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的理解和掌握。新教材的編寫(xiě)中也加大了實(shí)驗(yàn)的力度，突出了實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性和探索性，增設(shè)了探究性實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)等。然而，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法存在著一些不易克服的矛盾：反應(yīng)裝置規(guī)模小而課室范圍大，多數(shù)學(xué)生觀察到的現(xiàn)象模糊；許多化學(xué)變化轉(zhuǎn)瞬即逝，學(xué)生注意力難以集中在應(yīng)當(dāng)著重觀察的重點(diǎn)上，因而感官刺激強(qiáng)度不足；一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成，而課堂教學(xué)時(shí)間有限，無(wú)法直接觀察結(jié)果；有些實(shí)驗(yàn)直接獲得的感官信息少，而背后的實(shí)驗(yàn)原理卻相當(dāng)難理解，甚至有些反應(yīng)根本無(wú)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；演示實(shí)驗(yàn)時(shí)教師既要自己動(dòng)手或指導(dǎo)學(xué)生操作，又要調(diào)控全體學(xué)生的注意力，因而無(wú)法組織他們同步思考討論，所以，邊實(shí)驗(yàn)邊探索的氣氛不濃；一些實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性較強(qiáng)，不宜在課堂上演示；工業(yè)生產(chǎn)裝置規(guī)模大，根本無(wú)法在課堂內(nèi)演示；實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)機(jī)會(huì)少，學(xué)生無(wú)法重復(fù)使用實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行知識(shí)鞏固；等等。那么，怎樣解決這些化學(xué)教學(xué)中帶有普遍性的難題呢？利用多媒體技術(shù)輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不失為解決問(wèn)題的好辦法。

目前，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用較多的多媒體技術(shù)主要有在電腦總控下的動(dòng)畫(huà)、攝像、投影和網(wǎng)絡(luò)模擬，個(gè)別條件好的還有傳感技術(shù)等。不同的技術(shù)適用于不同的實(shí)驗(yàn)，不同的實(shí)驗(yàn)需要不同的技術(shù)來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)。筆者粗略統(tǒng)計(jì)了一下，現(xiàn)行人教版全日制普通高級(jí)中學(xué)化學(xué)教科書(shū)（必修加選修）三冊(cè)書(shū)中有將近300多處已有實(shí)驗(yàn)或可加設(shè)成實(shí)驗(yàn)的地方。這些實(shí)驗(yàn)有的很簡(jiǎn)單，也有一些比較復(fù)雜，難操作。不是所有的實(shí)驗(yàn)都需要用多媒體技術(shù)來(lái)輔助的，那些簡(jiǎn)單易行、現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)還是盡可能讓學(xué)生自己動(dòng)手去做。下面筆者從多媒體技術(shù)角度談一談如何運(yùn)用多媒體技術(shù)輔助高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、多媒體動(dòng)畫(huà)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用

總的來(lái)說(shuō)，由靜到動(dòng)、由微觀到宏觀、由平面到空間、由抽象到直觀表達(dá)需要的實(shí)驗(yàn)可考慮使用動(dòng)畫(huà)。如氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移、物質(zhì)轉(zhuǎn)化，反應(yīng)中的能量變化，化學(xué)反應(yīng)平衡的建立、移動(dòng)，原電池原理，電化學(xué)腐蝕、電鍍?cè)恚娮釉频男纬桑鞣N分子的空間構(gòu)型及化學(xué)鍵的形成，肥皂的去污原理，各種工業(yè)模型的工作原理等，若能加以動(dòng)畫(huà)來(lái)實(shí)現(xiàn)，則能取得較好的效果。而那些將本已簡(jiǎn)單直觀、現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)弄成所謂的動(dòng)畫(huà)，純屬畫(huà)蛇添足。

二、投影在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用

投影最大的兩個(gè)功能是放大和可多角度觀察。大部分演示實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)裝置規(guī)模都比較小，而教室范圍又很大，教室后排的學(xué)生幾乎都看不到講臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，巡回演示又需要時(shí)間和更多的試劑，這時(shí)候就需要用投影放大了。投影可以使全班同學(xué)能夠同時(shí)清楚地觀察到同樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師可以有意識(shí)地控制投影，放大一些實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)和重要細(xì)節(jié)，還有一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯的地方。實(shí)驗(yàn)前后教師還可以投影一些臨時(shí)性的書(shū)面稿件，如學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)記錄報(bào)告等，便于講評(píng)總結(jié)。在教室里由于講臺(tái)和學(xué)生之間的位置關(guān)系，學(xué)生觀察實(shí)物實(shí)驗(yàn)時(shí)都只能從儀器的側(cè)面觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而有些實(shí)驗(yàn)（如鈉在水中的反應(yīng)）需要從實(shí)驗(yàn)上方觀察才能更好地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用投影儀，轉(zhuǎn)動(dòng)攝像頭的位置，就可以根據(jù)需要從不同角度在屏幕上看到所需的圖像了。

三、攝影技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用

幾乎所有實(shí)驗(yàn)如果可能的話把它們拍下來(lái)都是有用的，可以隨時(shí)拿出來(lái)作為教學(xué)、交流和學(xué)習(xí)的素材和資料。每個(gè)能夠使用多媒體教學(xué)的化學(xué)教師都應(yīng)準(zhǔn)備有一套比較完整的規(guī)范的實(shí)驗(yàn)錄像資料，可以是自己制作的或者下載轉(zhuǎn)用別人的都行，另外還可以多準(zhǔn)備一些有錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作的錄像案例，以備分析對(duì)比之用。有了錄像資料，才談得上攝影技術(shù)在教學(xué)過(guò)程上的應(yīng)用。

1.課堂實(shí)驗(yàn)上如何使用攝影技術(shù)

首先，不能完全以錄像代替實(shí)驗(yàn)。有些教師為了貪圖省事，課堂上所有實(shí)驗(yàn)都以放錄像代替實(shí)際操作，這是不對(duì)的，是違背新課程改革的理念和精神的，也是一種不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。教師在課堂上應(yīng)該有選擇地使用攝影資料，應(yīng)選用那些在課堂上無(wú)法進(jìn)行或不宜進(jìn)行實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)的攝影資料來(lái)輔助完成課堂教學(xué)。如一些不具備實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)危害性較大和實(shí)驗(yàn)需要時(shí)間太長(zhǎng)或太短等的實(shí)驗(yàn)，像氯水的見(jiàn)光分解、甲烷與氯氣的取代反應(yīng)、石油的分餾、鋼鐵的腐蝕等這樣的實(shí)驗(yàn)，可以考慮以實(shí)驗(yàn)錄像來(lái)代替現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作。其次，以必要的實(shí)驗(yàn)錄像代替實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，也不能一放了之。不能簡(jiǎn)單地以放錄像的過(guò)程代替實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，要根據(jù)自己上課過(guò)程的需要，對(duì)錄像視頻進(jìn)行必要的處理，如視頻剪切、增加旁白、配音解說(shuō)等，播放過(guò)程中注意控制播放速度，該加快的加快，該放慢的放慢，重要節(jié)點(diǎn)時(shí)還可以暫停進(jìn)行講解等，以達(dá)到最好的輔助教學(xué)效果。課堂實(shí)驗(yàn)上使用攝影技術(shù)，如果是學(xué)生實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)，有條件的教師還可以把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)場(chǎng)拍攝下來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)播放和進(jìn)行評(píng)比，從而更好地提高實(shí)驗(yàn)效果。復(fù)習(xí)課時(shí)教師可以用實(shí)驗(yàn)錄像來(lái)重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這比紙上談兵和再做一次實(shí)驗(yàn)容易且有效得多。

2.在課外，攝影技術(shù)也是實(shí)驗(yàn)的好幫手

新教材上增加了許多課外的探究性課題實(shí)驗(yàn)和家庭小實(shí)驗(yàn)，據(jù)調(diào)查各地學(xué)生能真正做到的是少之又少。原因是多方面的，缺乏興趣動(dòng)力是關(guān)鍵。如果學(xué)校和教師能夠鼓勵(lì)學(xué)生把他們的實(shí)踐過(guò)程拍錄下來(lái)當(dāng)做一個(gè)研究成果進(jìn)行表彰和交流，也許情況就會(huì)改觀。還有一種現(xiàn)象值得充分利用，就是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，學(xué)生手上的視頻工具越來(lái)越多，學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也越來(lái)越好，但目前他們主要還是用在娛樂(lè)方面的較多，用在學(xué)習(xí)方面的較少，這就需要教師平時(shí)多引導(dǎo)和提供更多方便易得的教學(xué)視頻，教師可以把大量的優(yōu)秀的教學(xué)視頻放在教室的公共電腦里或?qū)W校的網(wǎng)站里，隨時(shí)方便學(xué)生下載使用。學(xué)生有疑問(wèn)時(shí)還可以隨時(shí)通過(guò)電話或網(wǎng)絡(luò)與教師取得聯(lián)系。那么，我們的課堂就走進(jìn)了學(xué)生的視頻工具里，實(shí)驗(yàn)也隨時(shí)握在他們的手中，這也是符合新課程改革要求提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的理念的。

3.攝影技術(shù)拉近了實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)生活之間的距離

筆者曾遇到過(guò)這樣一個(gè)案例：有個(gè)學(xué)生的家長(zhǎng)想投資辦一個(gè)生產(chǎn)碳酸氫鈣的工廠，曾帶他在讀高三的孩子到另一個(gè)正在生產(chǎn)的工廠去參觀，本意是想讓他去偷師學(xué)藝的，結(jié)果回來(lái)后他的孩子說(shuō)不出個(gè)所以然來(lái)。特別是面對(duì)一條大大的管道，從附近的石灰廠直通到碳酸氫鈣工廠的一排大石灰池中，中間經(jīng)過(guò)了兩個(gè)圓錐形和一個(gè)水池樣的設(shè)備，他們都不知道那是做什么用的。后來(lái)家長(zhǎng)帶筆者去看了一下，筆者當(dāng)場(chǎng)就驚呆了：這么簡(jiǎn)單的一套生產(chǎn)工藝，我們高三的學(xué)生為什么就不認(rèn)得呢？這真是我們教育的失敗啊！其實(shí)這是初中就已學(xué)過(guò)的過(guò)量CO2通入石灰水中的的實(shí)驗(yàn)。原理是：

應(yīng)用在工業(yè)上制取碳酸氫鈣的過(guò)程就是：在石灰廠的石灰窯中，把石灰石煅燒成生石灰，再把生石灰溶在石灰池的水中反應(yīng)生成Ca（OH）2，然后把石灰廠中燒制生石灰時(shí)所產(chǎn)生的CO2氣體經(jīng)凈化后通入石灰池中，CO2過(guò)量后Ca（OH）2就轉(zhuǎn)化成了Ca（HCO3）2，再經(jīng)脫水、干燥、包裝就成了產(chǎn)品了。前面提到的那條大管道就是通CO2氣體用的，中間的那些圓錐形、水池樣的設(shè)備是凈化設(shè)備。我們的學(xué)生平時(shí)書(shū)面考試考得很好，做實(shí)驗(yàn)也沒(méi)問(wèn)題，可為什么一到工廠見(jiàn)到那些龐大的生產(chǎn)設(shè)備就懵了呢？這和學(xué)生平時(shí)的見(jiàn)識(shí)有關(guān)系，也和我們的學(xué)校教育與社會(huì)脫節(jié)太大有很大關(guān)系。從那以后，筆者就加大了課本知識(shí)與社會(huì)生活相結(jié)合方面的教學(xué)，做實(shí)驗(yàn)時(shí)只要是和生產(chǎn)實(shí)際有關(guān)的都會(huì)讓學(xué)生思考一下如何應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)上，并盡量提供相關(guān)的參考資料和視頻。多媒體技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用使這方面的工作變得更方便。在不能把學(xué)生帶到工廠的現(xiàn)實(shí)條件下，可以通過(guò)圖片和視頻，把事件和工廠帶進(jìn)課堂，帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。如講到資源利用問(wèn)題、材料問(wèn)題，講到環(huán)境保護(hù)問(wèn)題、食品添加劑問(wèn)題和工業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題的時(shí)候，把最近發(fā)生的相關(guān)的熱點(diǎn)事件的視頻通過(guò)網(wǎng)絡(luò)截錄或下載下來(lái)，穿插到相應(yīng)的課堂上，就是最好的現(xiàn)實(shí)版實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)參觀。

影像是最真實(shí)的載體，可以隨時(shí)調(diào)用和重復(fù)使用，是不能、不宜或不需現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)最好的輔助實(shí)驗(yàn)方法，還可以用在其他方面，如課堂交流、評(píng)比等。

四、網(wǎng)絡(luò)模擬最具誘惑力

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)模擬技術(shù)也隨之風(fēng)生水起，大到各種大型網(wǎng)絡(luò)游戲、軍事演習(xí)、核爆，甚至是宇宙天體的形成，小到一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作，都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬來(lái)進(jìn)行。模擬實(shí)驗(yàn)具有很多優(yōu)點(diǎn)：可以無(wú)數(shù)次的重復(fù)進(jìn)行而不必顧慮儀器試劑的消耗問(wèn)題，也不必?fù)?dān)心實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生什么不良的后果；學(xué)生做起實(shí)驗(yàn)來(lái)興致高，也有利于提高他們的自主學(xué)習(xí)能力。目前，化學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)還處于起步階段，主要模擬的是一些比較簡(jiǎn)單的正常實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，實(shí)用意義不是很大。因此，筆者覺(jué)得模擬實(shí)驗(yàn)未來(lái)應(yīng)該向大型化、復(fù)雜化、未知化方向發(fā)展，以及把一些不適宜現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的東西通過(guò)模擬形式表現(xiàn)出來(lái)。如各種綜合性實(shí)驗(yàn)、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)想錯(cuò)誤操作實(shí)驗(yàn)，還有各種具有較大危害性的實(shí)驗(yàn)等。但這類(lèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M設(shè)計(jì)起來(lái)往往比較復(fù)雜，系統(tǒng)性比較強(qiáng)，需要用到的計(jì)算機(jī)技術(shù)也比較高，不是個(gè)體能力容易做到的，筆者希望一些有實(shí)力的機(jī)構(gòu)能夠加入進(jìn)來(lái)。但模擬畢竟是模擬，不管做得多么完美逼真，都不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)可用于真實(shí)實(shí)驗(yàn)前的演練和復(fù)習(xí)時(shí)的練習(xí)，以及在不宜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)合使用。

五、傳感技術(shù)在中學(xué)階段可以作為一種嘗試

在化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中常用的傳感器有溫度傳感器、壓力傳感器、pH傳感器和色度計(jì)傳感器等。由于這些儀器的精密度高，使用起來(lái)要求也較高，不是很適用于中學(xué)階段的實(shí)驗(yàn)操作，所以可以作為一種嘗試，讓學(xué)生了解更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。如用pH傳感器測(cè)定在酸堿中和滴定中溶液pH的變化過(guò)程，直觀準(zhǔn)確。

總之，多媒體技術(shù)是神通廣大的，而實(shí)驗(yàn)是要真實(shí)科學(xué)的，做實(shí)驗(yàn)不光是為了實(shí)驗(yàn)本身，為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更是一種能力的培養(yǎng)。所以，多媒體技術(shù)不能完全代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，但可以對(duì)實(shí)驗(yàn)起到強(qiáng)大的輔助作用。

（責(zé)任編輯 羅 艷）