实现信息技术与化学实验教学整合的几点研究与实践

 

 

实现信息技术与化学实验教学整合的几点研究与实践

 

作者：wxy 　来源于：中学化学 　发布时间：2006-9-26 22:53:31

 

内容提要：

    文章引入：在新课程和新课标大力推行的大背景下，进行现代信息技术与化学实验教学整合是十分重要和必要的。笔者进行了以下几点的尝试与实践：应用现代信息技术，凸现化学课堂演示实验亮点；建构探究型化学实验课堂；设计交互式网络实验模式；培养学生创新与实验能力。结束语：教师要在教学过程中大胆创新和及时总结，不断调整改进，使现代信息技术和化学实验教学有机整合，互相渗透，互相补充和完善，必将大大优化实验课堂教学，提高化学实验教学质量。

 

正文：

    教育部《基础教育课程改革纲要（试行）》的颁布实施，标志着新一轮基础教育课程改革拉开了帷幕。新课改要求每个教师应具有新的课程观和教学策略。在此背景下，化学实验教学如何借助现代教育技术手段，开发网络环境，突破传统文本知识的局限性，实现现代信息技术与化学实验教学的有机整合，从而构建个性化学科的新模式，显得十分重要和必要。笔者从以下几个方面作了一些研究与尝试。

一、应用现代信息技术，凸现化学课堂演示实验亮点。

    近年来，利用现代信息技术进行教学成为一种时尚。但我认为，现代信息技术在教学中只能发挥辅助作用，尤其是在实验教学中。因为化学是一门以实验为基础，研究物质组成、结构、性质、变化及合成的科学，所以化学教学必须十分重视引导学生观察化学实验，透过实验现象掌握物质的性质、变化，进而揭示物质组成和结构的奥秘，辅助化学教学的现代信息技术应当围绕上述化学学科特点，尤其是其中那些常规教学难以突破的难点来开发。从而凸现化学课堂演示实验亮点。

    实验是化学学科的基础，也是实验引探法实施的前提，其重要意义勿庸置疑。然而，传统的课堂演示实验存在着一些不易克服的矛盾：

（1）反应规模小而课室大，多数学生观察比较模糊。

（2）许多化学变化瞬间即逝，学生的注意力难以集中在应当着重观察的重点上，感官刺激不强。

（3）一些化学实验要较长的时间才能完成，而课堂教学时间有限，无法直接观察结果。

（4）演示实验既要自己动手（或指导学生）操作，又要调控整个教室的学生注意力，因而无法组织他们同步思考和讨论。所以，边实验边讨论的气氛不浓。

（5）一些实验的危险性较强，不适于在课堂上演示。

（6）工业生产规模大，根本无法在课堂内演示。

    那么，怎样解决这些化学教学中带有普遍性的难题呢？借助实验录像演示来配合教学不失为解决问题的好方法。但是，现阶段各地发行的实验录像只能线性播放，在实验教学中无法根据教学的需要，随意选择某一片段、某一镜头，更不能在画面中穿插对实验的探索性的思考。鉴于以上问题，在教学实践中我的做法是：

（1）    对传统实验中实验现象明显、易于观察的要保留下来，亲手做演示实验。

（2）    利用课件模拟实验，如工业生产流程、爆炸实验、反应时间快的慢镜头、反应时间慢的实验的压缩过程等等。

    如：将浓硫酸稀释时错误地把水倒入浓硫酸，会带来什么后果呢？这是不能用实验来演示的，但都可通过动画模拟及伴音得到解决。又如：工业上的合成氨、制硫酸、电解食盐水等实验在课堂上都无法演示，可通过多媒体课件，教师结合画面把知识点讲授的既形象直观又清晰透彻。

二、运用现代信息技术，建构探究型化学实验课堂。

    多媒体辅助教学模式是备受广大教师青睐的一种教学手段。这种教学模式主要是利用媒体的优势将课堂教学中难以完成的内容进行虚拟化和形象化，同时实现学生和计算机之间的人机交互，达到辅助教学内容，完成教学任务的一种模式。在化学教学中的探究型的实验课中，建构多媒体辅助教学的教学模式对培养学生开放性的探索问题的能力以及培养学生的发散性思维都是很有帮助的。

    下面以高中化学教学中氯气的实验室制法的探究为例。

（表格：氯气的实验室制发的探究过程。）

 

 

三、运用现代信息技术，设计交互式网络实验模式。

    在学科知识上教师与学生相比必然存在着一定的优势，但如果教师能放下“知识领袖”的架子，与学生进行平等的师生合作和共同探究式的学习，这本身就是学生主体性课堂的体现，在这种环境下学习，学生会感到学习的气氛十分轻松，合作与探究的方式可让他们自己参与到知识的获得中去，感觉知识是和老师共同合作而推理出来的，他们自己成为主宰知识的一部分。探究又可以使他们自己不断的发现问题、分析问题、解决问题。例如，在探究电解一些电解质溶液的电解产物及溶液的PH值变化时，我利用flash软件设计了一个课件，用一些小球来模拟溶液中看不见的阴阳离子，然后让学生分别对电解氯化钠溶液，氢氧化钠溶液，硫酸铜溶液和硫酸溶液进行模拟分析过程，探究出电源的阴极和阳极产物的规律和溶液的PH值变化规律。在讨论氯酸钾制取氧气的催化剂时，我先让学生在网上搜索关于这方面的资料得到结果，然后在课堂上和学生一起来实验验证，让学生做对比实验。几个同学分别同时加热氯酸钾、混有二氧化锰的氯酸钾、混有氧化铜的氯酸钾、混有氧化铁的氯酸钾，并不断用带有火星的木条进行检验，通过设计最后确证了三种氧化物都可以作为氯酸钾制氧气的催化剂，只不过二氧化锰的催化效果较好一些。

    利用信息技术尤其是网络技术的交互性的特点，促进师生之间的双向交流。化学课堂也可以在计算机教室里进行，教师可设计课件，通过网络把教学内容与要求传递给学生面前的每一台计算机上，在通过智能化的评估体系迅速了解学生掌握的情况，并进一步根据存在问题提出新的问题；学生也可以根据自身的需要，从中选择更加适合自己的学习内容，并把学习中遇到的问题、产生的感受及时反馈给教师。师生间还可以通过“网上论坛”的形式展开讨论。“教”与“学”在这种网络联系和双向沟通的互动中得以不断调整和发展。例如在讲“实验装置的设计与仪器与连接时，我通过flash软件设计课件，将各种仪器设计成可以用鼠标拖动的仪器图，这样在计算机教室里，学生可在电脑上选取所需要的仪器，根据自己的设计对其进行组装再把组装好的图片发送给教师的电脑上，由教师做出评价，指出不足之处，然后反馈给学生，由学生进行改进。

四、运用现代信息技术，培养学生创新与实验能力。

    现代信息技术中，互联网提供了十分丰富的化学学科知识相关联的课外知识，各种教育教学软件给教师提供了创造学生主动学习的热情和灵感，各种电教设备和电教教材给学生提供了图、文、音、像等种种信息，教师完全可利用这些信息技术来营造我们生机勃勃的活力课堂，让学生投入到积极创新的学习中去，

从而不断提高他们的实验创新能力。

    如在“氢气的实验室制法”一节教学中，教师在引导学生分析实验时，对如何选择制取氢气装置的问题时，可以设计下列四组动画装置供学生选择：（1）与制取氧气的装置相同。（2）仅用试管而无导管的装置。（3）用试管又有导管还用酒精灯加热的装置。（4）用试管又有导管但没有酒精灯加热的装置。当学生选择了装置（1）时，就会看到硫酸从试管口流出而无法发生反应。当学生选择了装置（2）时，稀硫酸和锌粒反应时，产生的气体就会从试管口直接溢出而不能收集。当选择装置（3）和装置（4）时，稀硫酸和锌粒均能相互反应，产生的气体都能从导管口排出，此时学生必定会对装置（3）和装置（4）进行比较。由于锌和稀硫酸的反应是不需要加热的，从而得出装置（4）是正确的答案。随着反应的进行，电脑画面上出现“稀硫酸不足，金属锌粒有剩余”的字样而使反应停止（动画显示为无气泡产生，但试管内仍有金属锌粒）。此时画面又给出“如何将试管中的锌粒充分反应重新产生气泡？以及“如何在反应进行的过程中向试管内添加稀硫酸？”这样两个问题。此时三个答案供学生选择：（1）打开橡皮塞添加稀硫酸，但会使产生的氢气不纯。（2）重新换一个新装置。（3）在装置上另配一个长颈漏斗。学生对所提供的信息经过思考加工和相互讨论后选择了正确答案（3）。此时画面发生了如下变化：装置A   装置B，学生再对上述两种装置进行比较分析、讨论和综合，学生对装置中长颈漏斗的下端是否应该插入液面以下以及插入液面以下这一操作的原因就有了深刻的了解和掌握。学生对以上所获取的信息进行加工处理的基础的同时，课件又给出“烧杯、烧瓶、锥形瓶、试管、底部有破孔的试管、有孔塑料片、长颈漏斗、橡皮塞、铁架台、U形管”等仪器，让学生自己动手组合实验室制取氢气的装置，甚至让学生自己动手画他认为还可以使用的仪器进行装置的组合，使学生的创新意识得到最佳发挥，让学生更好地施展其创造才能。

    综上所述：我们在化学实验教学中运用现代信息技术，不是简单的动画设计，不是运用现代化教育媒体进行实验操作，更不是为了动画而动画。否则，一堂电教实验课将会变成运用现代教育媒体所进行的新的“填鸭式”教学，虽然这种教学比传统的“填鸭式”教学效率高，但同样会不利于学生智力的开发，影响到学生自学能力的培养，更不利于学生创新思维习惯的形成。这就要求教师要不断学习新知识，在教学过程中大胆创新探索，及时总结反思，使现代信息技术和化学实验教学有机整合。通过不断调整改进，使之互相渗透，互相补充和完善，必将大大优化课堂教学，提高教学质量。与此同时，也有利于学生科学素质的发展和教师教学水平的提高。

 

                    参考文献

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