去多媒体电脑教室上化学课

2025年07月13日星期天农历：乙巳（蛇）年六月十九

用户登陆

用户注册

设为首页

加入收藏

网站导航

站长简介网站帮助网站留言

教师首页新闻中心教师研修学校管理备课中心智慧搜题专辑排行课程基地休闲娱乐家长专区学生专区虚拟仿真数字课程

去多媒体电脑教室上化学课

作者: 邓立新

阅读: 3001 时间: 2004-10-25 13:29:00 1次

　　去多媒体电脑教室上化学课！这在前几年还是闻所未闻，几乎不可能的事情，而在电脑技术突飞猛进的今天已经成为现实。传统的化学课，常用实物模型和图表来展示分子或原子的结构及元素之间的一些关系，通过实验使学生掌握物质的性质。这一方法常常使学生感到枯燥乏味，学生难以深刻理解化学基本原理与结构之间的内在联系。而在化学教学中采用计算机辅助教学，可以使很多的化学现象变静为动、变小为大、变抽象为形象，引导学生充分运用创造性思维或想象力去理解事物的本来面貌，促进其发散性思维的发展，特别在认识微观世界方面，它能发挥非常巨大的作用。此外，计算机辅助教学还可以使化学教学变得生动活泼，有效地利用时间，使学生在最短的时间获得大量的知识，从而使我们教师具备扩展课程的深度和广度的机会，推动课程内容及体系的改革。多媒体计算机进入课堂，由于它能够实现文字、图像、声音、动画的结合，从而给学生大脑皮层以大信息量的"刺激－反应－强化"，达到常规教学难以达到的效果，这在推行素质教育的今天将显示出它的巨大魅力。
　　运用多媒体电脑辅助化学教学，具有以下一些优势：计算机可以模拟原子、原子团、分子等的结构和变化机理，使化学反应过程生动形象，帮助学生理解和掌握基本原理；计算机可以对有毒害物质出现的实验进行模拟，可以避免毒害物质对师生身体的损害，减少实验消耗；计算机还可以对实验仪器仿真和剖视实验过程的仿真，使学生了解实验机理和仪器操作原理，提高实验作用，尤其对大型精密仪器的仿真，将学生由不可视的机械操作，带入主动介入，灵活动用所学基本知识的新天地中；由学生自己通过CAI软件学习实验知识，可以让学生自行设计实验，使开放实验室成为可能。
　　一、微现结构展示
　　电子云、化学键(离子键、金属键、大π键)，晶体结构等，是初学化学的学生最难以接受的知识点，仅仅依靠教师的口头叙述，学生普遍感到难以理解。电子云这一难点我们曾用Qbasic语言编写过一个程序，通过控制电子在核外旋转的转速和几率，在核外会出现一个平面的电子云团。现在我们采用了电脑动画的手段，逼真地模仿出核外电子绕核旋转的全过程，电子运动的立体动画生动地展示在学生面前，加深了学生对微观结构的认识和理解。
　　再如分子晶体、原子晶体、离子晶体在计算机中可以分别用可动的不同质点表示，说明不同类型的晶体其组成微粒及其作用力的不同。我们制作了外力作用于石墨晶体的动画过程，在外力作用下层间结构被破坏，而内层结构完好。使学生对石墨具有润滑作用及铅笔为什么能写字有了一定的认识。有机化学中的苯环及环烷烃结构也可以采用电脑动画模拟出来，对于学生理解苯环的大π键和环烷烃结构与稳定性具有重要意义。
　　二、实验现象的描述
　　在课堂教学中有很多实验，学生只能通过对其进行宏观现象的观察，在教师的引导下去推测、想象微观的运动和变化。这些微观变化完全是靠教师言语描述的，很多情况下学生理解这些抽象的理论和概念有一定的困难。例如，在讲电化学理论时，抽象概念比较多，反应过程比较复杂，难于理解。在讲原电池概念时，强电解质在溶液中完全电离，此时离子处于自由运动状态，用肉眼观察不到这一过程。但我们采用牛津－剑桥公司开发的"钻石教案"系列软件中的《原电池的原理》，通过动画演示和语音解说配合分九个步骤演示了原电池的工作原理，教师可以根据教学要求任意安排九个步骤的前后顺序。通过计算机的演示，表现出活泼的金属失去电子并经导线传递到另一导体，同时溶液中的阳离子运动到不活泼的导体去接受电子。由于溶液中的离子定向移动，而使导线中产生电流。在演示过程中还可以随时暂停、重播或跳转，十分适合电化学教学的需要。
　　化学课上教师的演示实验总是不能让所有学生都能看清，而在电脑教室上课，通过摄像机可以把演示实验的全过程送到学生的电脑屏幕，使每个学生都能清楚地看到教师做实验时的一举一动及实验过程中的各种现象。另外，通过扫描仪我们把一些和化学教学密切联系的资料图片，装入计算机，供上课时随时调用。如学生错误的实验操作造成严重后果的图片；酸雨所造成的环境污染的图片；各种玻璃仪器的图片等。这些图片我们也可以通过投影仪放大展现在学生面前，这比我们平时单纯地反复向学生强调、描述、介绍更加直观。
　　三、反应原理的模拟
　　化学反应是化学研究的主要内容之一，有新物质生成是化学反应的特征，宏观物质发生的化学反应是看不见摸不着的微观粒子重新组合的结果，是旧键破裂与新键形成的结果。有些反应原理抽象，学生不易理解和掌握，用传统的教学手段效果也不甚理想。若用多媒体计算机来模拟反应过程，就能降低学生的学习难度，正确引导学生认识事物的本质，避免误入歧途。例如，中专《有机化学》教材中，双分子反应历程实验证明，溴乙烷在碱性溶液中的水解反应是按下列历程进行的：反应由过渡状态转化为生成产物时，甲基上的三个氢原子也完全偏到原由溴原子占据的一边，整个过程好象"雨伞在大风中被吹得向外翻转一样"。我们采用电脑动画把这一反应过程模拟出来，变静为动，可以大大降低这一知识点的难度。电脑模拟使反应过程非常形象生动，学生易于接受，产生了如同"看"到了这一反应过程的感觉。
　　H-O ●-Br → H-O---●---Br → HO-●
　　四、交互式人机对话，解答学生问题
　　人机对话的方式有效地实现了程序化、启发式教学。可无距离地实现个别化教育，因人施教。"教师"与学生间可用文字、声音、图像、动画等进行相互交流，这是"一块黑板、一张嘴，一支粉笔讲到底"的传统教学方法根本无法实现的。交互式的教学方式使教学效果得到了显著地提高。
　　教师讲课前，首先发一道命令，封锁所有学生的键盘，强制性地中断学生操作，然后教师通过网络软件将自己屏幕上的信息实时地传递到各个学生机，随着讲课内容的不断变化，教师可以适时改变屏幕上的内容。如学生在学习中遇到了问题，自己无法解决，学生只要按一下控制键，教师那边就知道了，老师立即把学生的屏幕截取过去，通过耳机、麦克风及自己的键盘和这位学生做一个双向式的交流，共同地解决问题。这一切只是在"默默无声"不影响其它同学的情况下完成的。如果老师发现学生的问题解答得很有创意，或者是觉得这个答案有相当的典型意义的时候，他还可以将这个学生的答案示范给在座的每位学生，让所有学生分享他的成功和教训。这种新的教学模式比传统课堂教学更能促进师生之间的交流与合作，教师在这种教学环境下，会感到自己更多地是一个管理者和引导者，而不是一个说教者。我认为这完全符合目前教育教学改革的需要，通过这一方式可以使学生在各自的基础得到更加全面地发展。
　　五、一些看法
　　化学课件是运用计算机辅助化学教学的关键，正如同"鱼和水"的关系一样。目前，由于我国化学CAI 教学软件的开发工作明显滞后于教育教学发展的需要，市场上化学类的多媒体光盘非常少见，我曾在几个大中城市寻找这些软件，但除了寥寥的几张中学化学光盘软件外，实在找不到更多更新的了。近年来，很多学校已自己组织开发了一些多媒体化学教学课件，但由于受自身条件的限制，优秀的化学课件不多，质量还有待提高。另一方面，通过和兄弟学校课件的交流，我们发现重复开发的课件还比较多，浪费了很多的人力物力。江苏省在1994年就已成立了OEH多媒体教学网络组织，目前参加的学校越来越多，很多化学教学课件在网上可以进行交流，通过有组织的实施已制作了一些大型课件。我们急切地盼望我国的CAI 化学教学软件能跟上我国教育教学改革发展的需要！
　　另外，很多学校重视在硬件上的投入，而在软件及教师培训上舍不得花钱，这是导致多媒体教室利用率非常低的重要原因( 这已是一个非常普遍的现象)。我认为学校在硬件投入的同时，也要花些力量和经费，积极鼓励教师进行培训，掌握计算机操作的基本技能，因为开发多媒体化学课件的主力军是化学教师。由于计算机技术的进步，制作多媒体课件已不是一件非常困难的事情，利用一些开发工具，如国内具有代表性的"洪图多媒体编著系统"，国外的如 3DS 、Photoshop、Authorware等，都是简单易学的多媒体创作工具，都可以用来制作多媒体教学课件。化学教师只要通过简单的培训，无需编程知识很快就可以自行制作一些简单的化学教学课件。
　　计算机辅助教学对教育现代化的推动作用已为人们所共识，它必将会改变人们传统的教育思想、教育方式、教育手段。化学这一古老的学科在科学技术飞速发展的今天，将依靠现代化的教学手段继续焕发出强大的生命力，作为传授这一知识的化学教师只有迅速掌握先进的教学方法和手段，才能紧紧跟上我国教育现代化的发展步伐，为提高全民族的科学文化素质作出更大的贡献。
　　一九九八年三月七日