現代意義上的“多媒體教學”,主要是指運用計算機并借助預先制作的教學課件來開展的教學活動,又稱之為“計算機輔助教學”(Computer Assisted Instruction,即CAI)。多媒體教學對于突破化學實驗中的難點,意義重大。
● 中學化學實驗中存在的難點
實驗在化學教學中具有重要的地位。但是有些實驗在課堂上操作存在一定困難,針對這種狀況,使用多媒體技術,是避免實驗危險、呈現大難度實驗、強化實驗效果的一條有效途徑。
1.有些實驗危險系數太大
有些實驗物品具有毒性,在實驗中極有可能造成危險。例如,氨、氯、二氧化硫等,屬于可導致刺激性中毒的物品;而一氧化碳、硫化氫等,則屬于可導致窒息性中毒的物品。
有些實驗物品雖然自身沒有危險,但是在化學反應的過程中則會產生危險,如“加熱氯酸鉀或高錳酸鉀制氧氣”的實驗,如果沒有把試管擦拭干凈的話,則有可能發生爆炸。
2.有些實驗無法在課堂操作
某些具有工業生產性質的實驗流程,由于反應周期長,反應發生的環境復雜等因素,根本不可能搬到課堂上操作。而要在日常生活中觀察這類反應現象,由于反應過程長、變化細微等原因,也不具有可行性。
3.有些實驗無法達到理想的教學效果
化學反應的根本原因是物質微觀粒子的結構發生了改變。但是微觀粒子的結構及其變化,在化學實驗中是肉眼無法觀察到的。一般的實驗操作只能訓練學生的動手能力,掌握正確的操作步驟,觀察能見的化學現象等,卻無法觀察到物質分子結構的變化。所以就存在學生對這些化學反應的認知不夠深刻和全面等問題。
● 多媒體的應用及其對實驗難點的攻克
多媒體教學具有直觀性、動態性、交互性、可重復性和針對性等特點,這些特點尤其適合模擬化學實驗,可以將整個實驗過程生動、形象、直觀地呈現出來。對于回避危險、再現不可操作流程和呈現微觀粒子結構變化等,都是有效的教學手段。
1.多媒體可以通過模擬實驗過程,避免危險
使用多媒體技術模擬實驗,能夠避免不必要的危險。例如,在做“高錳酸鉀制氧”的實驗中,實驗結束后應該先將導管移出水面,然后再撤去酒精燈,如果操作失誤的話,會存在一定的危險。所以我利用多媒體技術,制作了模擬高錳酸鉀制氧的計算機流程,這個流程是針對學生動手操作而設計的,其中附加了一些特殊處理。如果學生操作正確的話,會給予獎勵提示;如果操作失誤的話,計算機就會模擬水倒流到試管底部導致試管破裂的危險場面。通過計算機模擬實驗,不但讓學生掌握了實驗流程,提高了成功率,而且在沒有遭遇危險的情況下,認識到了正確操作的重要性。
2.多媒體可以展現課堂無法操作的實驗過程
使用多媒體技術,可以使課堂上無法操作的實驗,得到生動形象的展示。例如,有些爆炸性試驗,具有危險性和反應快的特點,可以使用多媒體技術,將反應過程通過慢鏡頭的方式播放。相反反應時間長的實驗,則可以用快鏡頭呈現,如鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕實驗,就可以設計計算機模擬實驗:將兩根鐵釘放到有水的水槽里,鐵釘罩上試管,通過計算機模擬兩者的腐蝕過程,觀察現象的不同,如水面的變化,有無氣體產生等,啟發學生思考。