微觀動畫對中職有機(jī)化學(xué)教學(xué)的輔助作用

錢秀蘭 彭建亦

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)，教學(xué)，微觀動畫

化學(xué)作為一門公共基礎(chǔ)學(xué)科，是中職生的一門必修科目，而有機(jī)化學(xué)作為中職化學(xué)的重要組成部分，更是能為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)藥品、食品、能源與材料、生物學(xué)等其它各門學(xué)科奠定重要基礎(chǔ)。但由于有機(jī)物質(zhì)種類繁多，結(jié)構(gòu)及反應(yīng)原理復(fù)雜，概念抽象等原因，導(dǎo)致在實際教學(xué)中，僅僅利用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難在有限的教學(xué)時間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。

隨著科技的進(jìn)步和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用，多媒體在教育領(lǐng)域發(fā)揮的作用日益顯著，并由此引發(fā)了教育信息化的浪潮，教育信息化促進(jìn)了“三教改革”，促使教師形成與時俱進(jìn)的教育理念、現(xiàn)代化的教學(xué)方式以及多樣化的教學(xué)方法等。計算機(jī)輔助教學(xué)以一種勢不可擋的姿態(tài)迅速闖入了有機(jī)化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中，能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì)的微觀動畫應(yīng)運(yùn)而生，并在化學(xué)教學(xué)尤其是有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域里逐漸展示了其旺盛的生命力及無可比擬的優(yōu)勢。

首先，微觀動畫有助于學(xué)生理解化學(xué)基本概念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。與無機(jī)化學(xué)相比，有機(jī)化學(xué)知識更是一個由“形象”到“抽象”、由“現(xiàn)象”到“本質(zhì)”、由“淺顯”到“深入”的過程，即逐步向系統(tǒng)化、理論化靠近，既重視微觀世界的探索，又重視與宏觀世界的聯(lián)系和有機(jī)統(tǒng)一，更為重要的是要求學(xué)生建立一定的微粒觀、元素觀、結(jié)構(gòu)觀、守恒觀，以上這些要求不僅需要教師口頭表達(dá)清楚，更加需要教師設(shè)法把微觀的變化過程放大、抽象的事情具體化。微觀動畫能夠?qū)⒉豢梢姷脑印⒎肿拥刃蜗笄逦卣宫F(xiàn)在學(xué)生的眼前，其變化運(yùn)動等情況也以動態(tài)的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的視野中，使枯燥的抽象的有機(jī)化學(xué)變得有聲有色。如在對取代反應(yīng)概念的理解教學(xué)時，我們可以通過演示實驗激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力等。如指導(dǎo)學(xué)生觀察到氯氣顏色變淺，有油狀物生成且液面上升等宏觀現(xiàn)象，但即便是這樣，我們還是無法解釋何為取代反應(yīng)？如何取代的？因為我們無法通過實驗觀察到微觀層面的原子之間變化的實際情況，學(xué)生也無法通過宏觀的現(xiàn)象去理解取代反應(yīng)的實質(zhì)。但是通過微觀動畫我們就可以將甲烷分子中氫原子被氯原子逐步代替的這個過程放慢，并且可以將內(nèi)部變化過程清晰明了的展示在學(xué)生眼前，視聽結(jié)合的方式生動形象地揭示了反應(yīng)的實質(zhì)。這種新穎的教學(xué)方式不僅大大激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，而且增加了學(xué)生的感知深度，提高了學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，樹立學(xué)習(xí)信心。

其次，微觀動畫有助于解決學(xué)生難以理解物質(zhì)的微觀空間結(jié)構(gòu)的難題。有機(jī)化學(xué)之所以讓學(xué)生覺得很難理解和接受，一個很重要的原因就是有機(jī)物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使構(gòu)成物質(zhì)的原子各類和數(shù)目都相同，但連接方式不同就能形成不同的物質(zhì)，性質(zhì)也會產(chǎn)生差異。所以學(xué)生會產(chǎn)生有機(jī)化學(xué)很難的感覺。而利用三維微觀動畫將分子內(nèi)部微觀原子連接方式形象地展示在學(xué)生面前則可以大大降低學(xué)習(xí)難度，幫助學(xué)生克服恐懼心理，并且可以以其多彩的形式，豐富的表現(xiàn)等獨特的魅力引導(dǎo)學(xué)生愛上有機(jī)化學(xué)。如在進(jìn)行同分異構(gòu)現(xiàn)象教學(xué)時，以分子式為C7H8O的含苯環(huán)的同分異構(gòu)體為例，請學(xué)生嘗試書寫的過程中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生感覺很困難。即便是給學(xué)生模型教具以小組為單位自行搭建也很不順暢。但是在采用微觀動畫輔助教學(xué)之后再引導(dǎo)他們搭建卻發(fā)現(xiàn)效果很好，多數(shù)同學(xué)都可以順利完成。之后再進(jìn)行書寫也就無障礙了，難點迎刃而解。

最后，微觀三維動畫可以促進(jìn)學(xué)生更加有效地進(jìn)行有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)。我們的中職生是在新技術(shù)下成長起來的，他們從小就接觸了各種生動活潑有趣的影像資料，如智能手機(jī)和動畫游戲等，所以僅僅依靠具體的模型和教科書表述等教學(xué)工具對新一代中職學(xué)生的幫助非常有限。所以我們需要使用更多的方法技巧來吸引這些學(xué)生的注意力。將微觀動畫等新技術(shù)引導(dǎo)到有機(jī)化學(xué)教學(xué)中來，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行微觀層次的深入觀察，方便學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)，從而進(jìn)行有效的高效的學(xué)習(xí)。。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，雖然我們在教學(xué)過程中讓學(xué)生動手實驗，觀察其變化過程，但是我們只能看到顏色的變化，氣體或沉淀的生成等宏觀現(xiàn)象，對分子內(nèi)或分子間尤其是原子間的變化無法觀察和理解。傳統(tǒng)的利用幾張掛圖、幾個模型的上課模式，對于我們中職學(xué)生來說已經(jīng)不能吸引他們的注意力了，同時由于中職學(xué)生各方面的基礎(chǔ)比較薄弱，而且記憶也不長久。所以導(dǎo)致學(xué)生在書寫方程式時經(jīng)常出錯，從而使學(xué)生怕寫方程式、不喜歡化學(xué)課等。而利用微觀動畫則可以很好地向?qū)W生展現(xiàn)有機(jī)化合物分子的空間構(gòu)型，形象動態(tài)地表示有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中原子與原子之間舊鍵斷裂和新鍵形成的過程，有助于學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理，從而認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。例如在乙醇的脫水反應(yīng)中，學(xué)生在寫產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式的時候，不知道怎么去寫，主要原因是不知道反應(yīng)時到底斷裂哪些鍵，新化學(xué)鍵又是如何形成的。如圖所示：乙醇分子內(nèi)共有五種不同的化學(xué)鍵，有時單一斷某一種鍵，有時會同時斷不同的幾種鍵，斷鍵位置情況復(fù)雜，相應(yīng)的新鍵形成也不單一。用傳統(tǒng)的教學(xué)方式對于中職學(xué)生來說很是枯燥無味，幾乎不能吸引他們的注意力，更不用說集中注意力去理解、記憶。我們迫切需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，把學(xué)生的拉回到課堂中來。而對于從小就接觸各種影像、影視的這一代中職生來說，三維微觀動畫無疑是極佳的選擇。微觀動畫有利于幫助他們在腦海中建立分子結(jié)構(gòu)模型，這種展示分子結(jié)構(gòu)的動態(tài)方式能夠引導(dǎo)他們加深對化合物及化學(xué)反應(yīng)過程的理解，有效避免了機(jī)械記憶，有利于歸納總結(jié)，并有利于他們在學(xué)習(xí)過程中獲得自信心，更能引導(dǎo)他們樹立學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

綜上所述，微觀動畫在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中可以將化學(xué)實驗中的各種變化過程以運(yùn)動的形式表達(dá)出來，有助于學(xué)生建立化學(xué)學(xué)科的運(yùn)動觀。同時可以將有機(jī)化學(xué)中抽象的事物變成可活動、變化的物體，體現(xiàn)“三教改革”中的教材改革，有利于學(xué)生接受新知識。由于微觀動畫形象逼真，能以不同的色彩表現(xiàn)不同的原子及其變化過程，極大地提高了學(xué)生的課堂參與度，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境，給學(xué)生一種“畫面感”，進(jìn)而加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的直觀性，能極大地提高有機(jī)化學(xué)教學(xué)效果。

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