多媒體在化學實驗中的應用及思考

蔣亞平

摘 要： 本文介紹了計算機多媒體在化學實驗教學中的具體應用，以及在使用過程中需要注意的問題。合理適量使用多媒體，可達到提高教學效率、強化教學效果的目的。

關鍵詞： 多媒體 化學實驗教學 教學應用

一

化學是一門實驗性很強的基礎學科，掌握化學知識離不開實驗。戴安邦教授說：“化學實驗教學是實施全面化學教育的一種最有效的形式。”通過實驗可以培養學生的觀察能力、動手操作能力和嚴謹的科學態度。俗話說“眼過十遍，不如手過一遍”，學生通過動手操作，手腦并用，可加深對所學知識的理解和記憶。一些常規的基本操作實驗，要力爭由學生親自完成或配以教師適當的演示。但是，傳統實驗教學中也存在一些不足，如工業生產、工藝流程不可能“搬”進課堂；有的實驗過快，不易觀察實驗現象；有的實驗過慢，不可能在課堂內完成；有的實驗易燃易爆或有劇毒物質參加反應……這些實驗都不可能演示。但是我們可以利用計算機來模擬演示，從而達到優勢互補，為化學實驗教學注入新的活力，增強實驗教學效果的目的。

1.模擬實驗原理

用計算機模擬化學實驗原理，主要向學生展示宏觀現象中看不到的微觀過程。如物質的結構，化學反應的機理，學生理解起來很困難，而多媒體能很好地解決這個問題。多媒體輔助教學以其豐富的表現力把化學現象、化學過程形象生動地呈現出來，特別是對于學生平時無法觀察的、難以理解的現象、過程更顯示其巨大的作用，為化學知識的理解和掌握提供了最充分的認知。在學習“酯化反應”時，學生對酯的形成過程很難想象出來，通過多媒體技術，運用三維動畫，生動、形象地模擬演示乙酸分子斷裂羧基中的羥基和乙醇分子斷裂羥基中的氫原子（兩分子中碳原子用黑色球體表示，氫原子用綠色球體表示，乙酸分子中氧原子用紅色球體表示，乙醇分子中氧原子用黃色球體表示），隨后斷裂的基團進行重新組合，即CH■CO-與CH■CH■O-結合成CH■COOCH■CH■，-OH與-H結合成H■O。學生通過觀察舊鍵斷裂、新鍵形成及生成物氧原子的顏色，很容易掌握酯化反應的過程。通過動畫演示，可以把抽象的內容具體化，把微觀世界宏觀化，達到寓教于樂的目的。多媒體使許多通常看不見的反應過程變成生動有趣的動畫過程，它使學生看到放大了的原子世界和在化學變化中分子分解、原子重新組合的過程，同樣甲烷的取代、乙烯的加成聚合、酯的水解、鹽的水解、電解、電鍍原理、電化學的電極反應等都可以利用多媒體進行很好的說明。

2.模擬有污染、不安全的實驗

化學實驗中，一些實驗由于有有毒物質參與反應，一方面污染環境，另一方面可能會影響實驗的效果。若在通風櫥中進行，則影響學生對實驗現象的觀察，例如，氯氣、硫化氫、二氧化硫等氣體的制備，氫氣與氧氣、氫氣與氯氣的爆炸反應等。這些實驗都可以用計算機模擬演示，既彌補了傳統實驗教學中的不利因素，使學生易于觀察實驗現象，又保護了環境，增強了學生的環保意識。

3.模擬實驗室中難以成功的實驗

由于實驗條件限制，某些實驗在實驗室中成功率較低、現象不明顯，如金屬的焰色反應、極性分子與非極性分子的比較、鹽的pH值測定，膠體電泳等。通過借助計算機技術制造模擬實驗，并賦予一定的色彩顯示出來，具有極強的真實感。

4.模擬實際生產

學習知識是為了應用，指導生產、服務于社會。對于類似工廠中的生產流程、生產設備等方面的教學內容，學生受知識水平、生活環境等因素的限制學起來比較吃力，學生既要理解課本中的文字內容，又要發揮想象力。我們可借助計算機形象、直觀地演示，如硫酸、硝酸的工業制法，糠醛的制備，合成氨、石油的重整、裂化、分餾，水泥的生產、鋼鐵冶煉等，將這些抽象復雜不易弄懂的內容制成軟件，在屏幕上進行宏觀縮小，局部放大，動靜結合，圖文并茂，在短時間內多角度多層面地展示反應流程，使學生獲取多維信息。使知識由抽象變為形象，降低學生對知識理解的難度，讓學生在一種輕松愉快的氣氛中掌握知識，體會所學知識在實際生產中的應用，由此實現理論和實踐的統一。

5.模擬錯誤實驗操作

許多化學實驗有毒，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。在傳統的教學中，對化學實驗中的一些錯誤操作，只能靠教師口述其錯誤的原因及錯誤操作可能帶來的危害，不能為了加深學生印象用實驗證明，否則會造成危險。用計算機動畫模擬這些錯誤操作創設教學情境，將步驟分解，放慢動作，不僅把錯誤的原因演示清楚，而且可以喧染氣氛，學生看后印象深刻。下列錯誤操作都可用動畫模擬：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發生裝置的爆炸；碳酸氫鈉的加熱分解，試管口向上，生成的水倒流，引起試管的炸裂，用排水法收集氧氣時先停止加熱，后將導管移出水面，水倒吸試管炸裂；加熱裝有液體超過容積1/3的試管時，液體沖出管外；制備氯氣時沒有尾氣吸收裝置造成人員中毒等。學生看了錯誤操作的動畫演示，對錯誤操作的原因及危害有了更深刻的理解，效果頗佳。

二

多媒體在化學實驗中的作用是不容置疑的，它使實驗形象直觀化，可局部放大某些一般實驗中不易觀察但又很重要的現象，同時規范學生的基本實驗操作，為學生獲取知識、發展智力、提高能力開辟了更加寬廣的道路。但必須明確：多媒體是為教學服務的，它在教學中處于從屬地位。在教學中我們應該認識到：

1.實驗的模擬具有選擇性

計算機多媒體技術模擬化學實驗，一般只用來模擬少數藥品昂貴，裝置復雜，反應中產生有毒有害物質，不易控制的實驗和少數反應速度太快或太慢的實驗，以及在實驗復習課上重復已做過的實驗。它可以提高學生的實驗興趣，對實驗中的基本操作起指導作用，但不能代替學生親自操作，親自觀察，更不能使學生獲得化學實驗基本技能，計算機模擬實驗只是提供一種手段，起輔助作用。

2.實驗結果不是唯一的

計算機模擬的實驗無論是儀器裝置，還是實驗結果大都比較理想化，它不需要考慮實驗過程。而實際操作，是一個比較復雜的過程，受儀器設備，外界環境因素的影響，它是隨機的、可變的、不確定的、什么狀況都有可能發生，實驗的結果也不是固定的，如計算機模擬銅鋅原電池實驗中，就不需要考慮兩金屬片的純度，組成原電池，銅片有氣體產生，鋅片無氣泡，但在實際操作中，兩個金屬片上都有氣泡。這又該怎么解釋呢？我們可以當成新的問題引導學生去探討，從而了解原電池的本質。

總之，多媒體在化學實驗中的應用，能變抽象為具體，變復雜為簡單，豐富實驗內容，優化課堂教學結構，增強課堂教學效果，調動學生學習的積極性，開闊視野，活躍思維，培養能力。但是，我們在實際應用中要結合課堂教學的需要，合理適量地使用多媒體，使其真正起到輔助作用，以保證化學教學過程的最優化。

參考文獻：

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