計算機在高中化學教學中的應用

林樹城

摘要：隨著現代教育技術的發展、學校辦學條件的不斷改善，計算機已步入高中課堂。如何在高中化學課上運用計算機提高教學效益已成為一個新鮮的課題。特別是計算機的作圖模擬功能和速度快、容量大的特點，可以很好地解決化學教學中的難點，從而讓學生對化學學習產生興趣，提高學習成績。

關鍵詞：計算機；高中化學；應用

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）02-0094

隨著現代教育技術的發展、學校辦學條件的不斷改善，計算機已步入高中課堂。如何在高中化學課上運用計算機提高教學效益已成為一個新鮮的課題。在教學實踐中，高中化學課中許多難以操作或有毒的實驗和一些較繁雜的化學式、結構式以及一些抽象的概念和理論，用傳統的教學方法和手段常常難以突破，易使學生感到枯燥乏味，影響教學效果，如果能恰當地利用計算機的作圖模擬功能和速度快、容量大的特點，就能夠很好地化解這些難點，大幅度提高教學效率。

一、利用計算機的作圖功能可以模擬微觀世界

在教學中，我們可以利用計算機模擬把靜態圖示轉變為動態圖示，把微觀問題宏觀化，把抽象問題形象化，有利于幫助學生理解概念、掌握理論，其效果是利用圖片或其他傳統手段所不及的。例如，在高一“原子核外電子運動的特征”部分，內容抽象，教材中僅提供了氫原子電子云示意圖，其他內容要靠教師講述，教師不易教，學生難理解。若利用計算機把這節課的內容制作成課件，在原子核外電子運動特征中設這樣兩個小標題：“原子核外電子的運動特點”和“電子云”。然后，先指出原子核外電子的質量小、運動速度很快、運動范圍小。人類是無法觀察也不可能觀察的，之后借助計算機模擬在顯示屏左邊畫出一個氫原子核，核外一個電子，由于電子運動速度很快，我們看到的是一個亮環在原子核外空間“無規律”出現，并將左框運動情況在右框中累積，從而引導學生分析并找出核外電子的運動規律。再借助計算機模擬，給氫原子拍照，在顯示屏左邊顯示出氫原子某瞬時的照片，右邊顯示出瞬時照片的疊印，當其照片疊印到一定數量時，就能清晰地看到核外電子在氫原子核外空間出現機會的統計結果的形象表現——電子云的圖形，從而使只能通過口頭語言描述的抽象概念變成了動態的直觀圖示，能有效的加深學生的理解和記憶。

又如銅鋅原電池原理，它既是教學中的重點又是難點，在教材中僅設一個演示實驗，演示時只能觀察到宏觀結果，不能觀察到微觀過程。如果利用計算機動畫模擬，把銅片和鋅片浸入稀硫酸中，先是鋅片上有氣泡，再用連有電流計的導線把鋅片和銅片連接起來，氣泡改在銅片上放出，電流計指針有偏轉，并觀察到電子移動的路徑，這樣，就可以啟發學生思考電流的方向、構成原電池的條件、原電池的正負極的確定等問題，整個過程清楚、直觀，學生很容易接受。

二、利用計算機的作圖功能可以模擬化學實驗

許多化學實驗有毒，具有一定的危險性，如果操作不當，就有可能發生意外事故。化學實驗中的一些錯誤操作，過去只能靠教師講其錯誤的原因以及錯誤操作可能帶來的危害，不能為了加深學生印象而用實驗證明，否則會造成危險。如果用計算機動畫模擬這些錯誤操作，則可將步驟分解，放慢動作，不僅把錯誤的原因演示清楚，而且可以渲染氣氛，學生看后印象深刻。這種做法特別適合于易燃、易爆、產物是有毒氣體以及使用強酸、強堿、劇毒藥品等實驗的模擬。例如，稀釋濃硫酸時將水加入濃硫酸中，液體就會沸騰并飛濺出來；點燃未經驗純的氫氣，導致整個裝置的爆炸；用排水法收集氧氣時，先停止加熱，后將導氣管撤出水面，水倒吸使試管炸裂。對這些錯誤操作、危險操作的模擬，既能加深學生的印象，又能使學生準確地掌握知識、加深對錯誤操作原因的理解，還能在以后的實際操作中避免意外事故的發生。

三、利用計算機的作圖功能可以模擬化學反應歷程

化學實驗本身往往是宏觀的，而反應原理則往往是微觀的，教師在講解時描述起來比較困難，需要學生具有較強的空間想象能力和抽象思維能力。大多數學生理解起來感到吃力，這也許就是某些學生學習化學的難點。但是如果能在講解實驗原理時，用計算機模擬反應原理，就可以起到事半功倍的效果。例如，在有機化學中羧酸和醇的反應中，羧酸是提供氫還是羥基？學生根據已有的經驗，很容易把中和反應跟酯化反應類比，錯誤地認為在酯化反應中，羧酸提供氫而醇提供羥基。要突破這一教學難點，可利用計算機模擬含有帶標記的氧原子的醇跟羧酸起酯化反應，形成含有帶標記的氧原子的酯這一反應歷程，從而證明羧酸提供羥基而醇提供的是氫。再如，高三的“電解質溶液”一章，是高中階段的重點和難點，有的教師采用的是以大量習題和小測試強化學生記憶的方法，這樣不僅容易加重學生的負擔，而且也不一定能達到教學目的。我們在講述這一章的第四節“鹽類的水解”時，為了讓學生深入理解鹽類水解的實質，可借助計算機，利用3Dmax軟件制作水的電離、醋酸鈉、氯化銨及氯化鈉溶于水后電離成離子，醋酸根離子和銨根離子水解的情況來增強直觀性，使學生們仿佛身臨其境，自然歸納出鹽類水解的實質，取得良好效果。

四、利用計算機可以模擬化工生產過程

在高中化學教材中有關于化工生產的內容，如接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸等，學生大多數未見過，缺乏感性認識。在傳統的教學中，教師大都是通過掛圖或模擬教學，直觀性差。利用計算機的模擬功能，可以繪制化工生產的流程圖，模擬化工生產的全過程。若再利用三位動態圖形“真實”展示沸騰爐、氨合成塔、氧化爐和吸收塔及其內部反應發生的過程，對各個環節進行反復演示或局部放大，則更能有助于加深學生對知識的理解。

我們還可以利用計算機速度快、容量大的特點，結合教材具體內容，將課堂教學中的部分板書、掛圖、例題、練習題等教學內容進行恰當地包裝組合，設計制作成課件，在教學中應用，就能增大課堂教學容量，激發學生學習興趣，有效提高教學效率。

總之，計算機在課堂教學中的應用要以解決教學中難以解決的問題為出發點，以培養學生能力為目的。所以，我們應該從實際需要出發來合理地使用計算機。

（作者單位：內蒙古多倫縣職業教育中心 027300）