信息技术对初中化学实验教学的应用

信息技术对初中化学实验教学的应用   

 

  孙长青  


      摘要:在信息化社会中,随着信息技术的不断完善和网络资源的不断丰富,将信息技术与学科课程进行整合,是新课程改革的内容,也是素质教育发展的需要和必然趋势,更是教学发展的时代要求。化学学科是建立在实验基础上的一门自然科学,比其他学科更具复杂性、微观性和抽象性,多媒体技术的发展为化学实验教学中提供了丰富多彩的演示手段和方式,使得化学学科可以更多地借助信息技术来更好的向学生诠释其中的奥妙,以帮助学生对其进行理解和掌握。

本文主要介绍了本人在信息技术与化学实验教学的整合方面进行的一些实践和心得

关键字     信息技术     化学实验      整合

  一、信息技术在化学实验教学中的重要作用

1. 用信息技术的“放大”作用,提高化学教学的演示效果

演示实验是化学课堂教学中配合知识的讲授,由教师或教师指导个别学生所做的示范性实验。在化学教学中,演示实验占有极其重要的地位,它可以及时地给学生提供必要的化学事实,使学生获得正确、系统的化学知识和化学实验技能。为了做好演示实验,确保课堂教学的顺利进行,广大教育工作者做了大量的研究工作。在化学教学中有许多演示实验的可见度低,坐的稍后一些学生都难观察清楚,这就较大程度上降低了演示实验的作用,影响了化学教学效果。 如:在观察药品的颜色、状态、在试管里进行的化学反应的现象等教学中,教师的演示实验是在讲台上进行的,要让学生在座位上看清楚是不可能的,教师也不可能拿着实验让学生看或让学生到前边讲台上去观看等方法。如果适时地利用多媒体技术进行放大,那样既方便又节省时间,效果又好,增加了课堂的知识密度和容量。总之,利用多媒体技术的放大作用来提高可见度小的演示实验,方便、省时,可以收到很好的演示实验效果。

2.信息技术的“模拟”实验,优化化学教学的效果

信息技术在化学课堂教学中可以对高难度无法完成的实验或有危险性、易爆炸的、有毒实验进行“模拟”探究,将反应原理、、操作步骤、错误操作后果一一展现,并可定位实验的某一瞬间,化抽象为具体,也可变枯燥为生动。让学生能较好地突破教学重点、化解教学难点的辅助教学,达到理想效果。

模拟污染严重或危险性大的实验:中学化学中有些实验虽然实验室能做,但污染严重、危险性大,借助多媒体课件展示,可以让学生形象安全地感知实验内容。当然也可实现将自己做的某些危险性较大的实验录下来放映给学生看。如:在《金属资源的利用和保护》一节的教学中,一氧化碳还原氧化铁的实验是教学重难点,而且一氧化碳有毒,反应需要高温,在实验室里要完成还存在一定的难度和危险性。用多媒体辅助教学,对一氧化碳还原氧化铁的实验进行“模拟”实验,使学生对实验原理、步骤、过程、现象一目了然。对一些错误操作导致的后果展现,提高学生对化学实验安全性的认识。

模拟实验时间长的实验:有些实验由于实验时间过长,无法在课堂上完成,这时可以借助多媒体虚拟实验。如钢铁生锈实验等。

学生通过对“模拟”实验的分析、总结、归纳,很快地突破实验教学的重难点,真实地“模拟”了实验步骤、现象,避免了实际实验中的不可操作性和危险性。同时也将抽象的知识变成具体形象的知识信息,取得较好的实验教学效果,形成了牢固的知识。

3利用信息技术,实现实验向“无污染化”方向发展

今天,随着社会文明的发展,人们在研究演示实验时,更为注意演示实验的“污染性”问题。因为演示实验一般是在教室中进行,教室并无良好的实验通风设备,实验所扩散的有害物质,势必污染教学环境,影响师生的健康。例如:在红磷与白磷的燃烧实验时,燃烧生成的五氧化二磷,均扩散在教室的空气中,危害了师生的身心健康,同时,也不利于培养学生环保意识。为此,可以利用多媒体的模拟实验来解决这类问题。学生通过观察放大的、直观的、生动的、可再现的实验,能较好的得出结论。利用多媒体课件技术,既达到了教学目的,又杜绝了有害气体的扩散,保护了教学环境,实现实验向“无污染化”方向发展。

4.将化学实验反应的微观本质放大

化学是一门从原子、分子水平研究物质的组成、结构、性质、变化规律及合成的学科。尤其在讲第四单元《物质的构成》时,利用传统的教学手段很难使学生清楚地理解掌握。那么,教学时可借助计算机多媒体课件变小为大,变静为动,把微观粒子扩大为宏观的示意图像,用动画的形式给学生以生动的启示。在增强学生对物质微观结构的直观、形象认识的同时,也增加了学生对事物的理性认识,使教与学更易于开展 例如,利用三维动画可将水通电分解的过程即水分子分裂成氢、氧原子,原子重新组合成氢分子和氧分子的过程展示出来,计算机能使许多肉眼看不见的反应过程变成生动有趣的化学过程。一般化学反应都进行得较快,无法控制,学生难以看清,难以理解,利用多媒体技术二维或三维动画软件,可模拟化学反应的过程随教学过程同步控制。多媒体信息量大而快,增大了知识的密度,加快了教学的速度,提高了课堂效益。

    现代信息技术有其独特的优势,但也存在明显的不足,它在一定程度上固化了知识间的联系,模式化了人的思维过程,机械化了教学过程,不能适应课堂教学中随时可能出现的种种变化。作为现代教学手段,信息技术是对传统教学手段的补充,但不可能完全取代传统的教学手段

   二.信息技术在化学实验中的不足

在趣味性上,信息技术无法替代科学实验。科学实验往往伴随着物体的运动、发光、发热、颜色及形态的变化,有时甚至是爆炸等极端现象,在完成教学的同时,也增强了课堂的趣味性,提高了学生的学习兴趣和课堂效率。许多学生喜爱上化学课的原因,就是因为在化学课堂上经常会有各种各样的实验,如果简单地用影片似的课件演示替代实验,其趣味性必将荡然无存。

在科学性上,信息技术无法替代科学实验。尽管多媒体技术几乎可以将任何化学变化的过程逼真地模拟出来,但这毕竟只是模拟,科学是需要用事实来说话的,模拟的与事实是否相同呢?这必将导致学生心存疑惑。许多科学实验,其现象尽管没有课件演示那么清晰,但实验是真实存在的,其可信性、真实性、科学性和严密性是可以为学生所感知的。用计算机模拟微观世界有助于学生认识和理解学生物质及变化的微观本质,但微观图景跟宏观现象有本质的区别,不能进行简单的类比,例如化学药品和化学反应产生的气味也是多媒体无法表现出来的。

三、信息技术与化学实验教学有机整合的策略

在初中总复习时,运用计算机将课堂教学中的板书、例题、练习制成一个CAI课件,即可增大课堂信息量、减少板书时间,又能达到较好的教学效果。再如进行O2H2CO2实验装置及相关练习部分的复习中,用传统的方法若把装置图画在黑板上很浪费时间,用一些挂图,又没有动态效果,如果制成CAI课件,只需一按键即呈现出来,运行极为方便。也可制作化学实验常见的仪器素材库,根据每节教学内容的需要进行组合实验,可以大大提高教学效率。这样在总复习时,教师就可以在课堂上充分一以导为主,启发学生思维,增加课堂练习容量,提高教学效果。

在实验操作中,我们教师经常强调一些操作规范,如H2还原氧化铜开始和结束的操作顺序等,教师仅仅进行讲解,应该这样、而不应该那样,学生往往印象不深,常常“屡教不改”。将网络信息技术与化学实验教学合理整合,可利用课件,将这些错误的操作及其破坏性的后果一起通过模拟实验展示给学生,这样,学生的印象就深刻了。

信息技术引入实验教学,用好了能提高教学质量,用不好,效果会适得其反。对待信息技术,我们的态度应该是:一不排斥,二不迷信,三在研究、印证的基础上吸纳。在化学教学中,绝不能放弃化学的学科特点,将最直观最有说服力的化学实验放下不管而简单地去搞信息技术教学,只有将先进的教学手段同化学实验、教学工作实际结合起来,才能取得最佳的教学效果。

参考文献

1、高荣林《现代教育技术》苏州大学出版社2000年版

    2、何克抗《计算机辅助教学》高等教育出版1997

    3、许乃英、黄慧《课堂电化教学研究》教学科学出版社1996

    4、李凤华《运用电教媒体优化课堂教学过程》、《中国电化教育》2001年第12

张宝辉等:《计算机能帮助化学教师做什么?》,北京师范大学化学系。

王祖浩,吴星.化学新课程中的科学研究。 高等教育出版社, 2003

李美强。用信息技术打造学生主体性课堂。陕西师范大学杂志出版社,2003