信息技术在化学实验教学中的应用.doc

信息技术在中学化学实验教学中的应用常德市西湖区第一中学摘要化学实验是中学化学教学中最重要的组成部分由于实验条件的限制部分化学实验的科学性直观性探索性和操作性等特点在教学中未能真正体现使现有部分实验不能完全地发挥其教学作用而现代信息技术应用于化学实验教学中可克服实验条件的限制提高化学实验的可见度增加化学实验的时效性保障化学实验的安全性加强学生实验操作的规范性创造学生进行实验设计的条件丰富学生的实验知识等以期最大限度地发挥实验的作用提高学生学习化学实验的兴趣关键词化学实验化学网络实验多媒体课件本文根据笔者及同行从年月开始承担省级课题利用网络环境提高高中学生化学实验的兴趣进行高中化学网络实验教学的探索近几年来在化学网络实验教学实践中的一些经验和体会以化学课程和信息技术的整合的理论为基础总结了信息技术在化学实验教学应用的一点体会我们进行化学信息技术在化学实验教学一般包括录像视频技术计算机多媒体课件和网络技术在化学实验教学等几方面现就以下几方面在实验教学中的应用进行探索和研究一录像视频技术在化学实验教学中的应用一加强演示实验的时效性有些演示实验的全过程需要较长的时间且伴随着一些无关紧要的实验现象干扰学生正常观察实验现象影响实验的效果由于学生课堂学习时间是有限的要让学生在有限的时间内尽可能多地获得信息给予学生的信息要有选择使学生观察到的现象对所需习得知识有价值因此采用摄像剪辑技术对实验的全过程进行加工既为学生提供实验的全过程又突出重要的实验现象同时也不失实验的真实性例如高中化学中石油的分馏等实验可采用此技术在课堂上播放大大增强演示实验的时效性当学生在很短的时间内看到分馏的全过程不仅对分馏要领理解而且对蒸馏与分馏概念的理解更深刻二保障演示实验的安全性中学化学实验教学中有些实验具有一定的危害性和危险性在课堂上无法实地演示借助于录像教学既保证了学生的安全和保护环境又达到良好的教学效果同时通过录像技术还可以对实验中的错误操作引起的危害进行真实再现以引起学生的重视帮助学生掌握正确的实验操作步骤和操作技能例如浓硫酸的稀释实验课堂上一般演示正确的操作对不正确的操作进行讲解通过录像对浓硫酸滴入水中放出大量热量使酸液飞溅现象进行演示使学生加深对这一知识点的理解加热胆矾晶体实验把试管口没有向下倾斜水流入试管底部白色的无水硫酸铜又变成蓝色使实验失败然后把这一过程拍成录像这样教学不仅使学生掌握了硫酸铜晶体与无水硫酸铜之间的相互转换更让学生体会到正确的实验装置对实验成功的作用三加强学生实验操作的规范性学生实验是学生学会实验基本技能的最有效途径对一些操作较复杂的实验通过录像对学生进行正确规范的指导避免了因教师演示需较长时间的缺陷例如对高三学生实验基本操作的复习中取量热装洗的教学可采用录像技术进行演示同时对操作注意点进行局部放大停顿旁白介绍使学生不仅能理解为什么这样操作更能体验正确的操作对学生最终学会这些操作提供保证高速或缓慢的摄像技术和放像的快慢倒等功能不仅可以使学生缓慢地看到快速的变化还能使学生快速地观察到缓慢的变化让学生迅速感知不易观察到的实验细节提高学生观察的敏捷性同时缩短了教学时间增加了演示实验的时效性提高了教学效益摄像放像技术还可以显示较复杂的化工生产过程使抽象的教学内容直观化便于学生对这类知识的理解和掌握对一些价格昂贵的实验危险性大的实验要求较高的操作技术或装置复杂的实验也可以借助教学录像来完成保证演示实验的安全性加强了学生实验操作的规范性二计算机多媒体课件在化学实验教学中的应用多媒体课件在化学实验教学中的运用的研究我们通过反复探索实践对比确定出以下几种情况确定选择多媒体课件的几种类型一是演示实验二是实验操作中分解组合模拟三是实验中化学原理分析四是对习题中的综合实验设计创造五是实验批判与评价等确定选择实验课件来源是高中化学课本中的个演示实验个学生实验各层次不同能力要求的自创实验设计实验实验评价与改进综合实验等确定选择多媒体课件课件使用方式一是与实物实验并用很好地为实体实验加深印象二是对实物实验的补充主要适用于微观变化的动态难以在宏观中展示有的实验现象微弱综合组装实验等三是独立使用多媒体模拟演示实验它适用于分析实验原理内容多战线长涉及面广的实验微观变化宏观反应逻辑抽象想象太强理论与实际实验中有很大跨度等等类别实验在模拟实验中要求要以新的视觉作用于学生感官显新奇神异但不失科学性扣住教学原则认知理论心理学能有效调动学生积极思维拓展视野兴奋神经引起学生极强的专注极大的兴趣看后久久回味确定选择多媒体课件课件的来源一是重点放在充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件中根据不同教学情境的需要有的直接使用有的根据该实验的特点加以增删改后使用二是自己设计制作课件通过集体共谋论证出可行性在实验中那些问题该发展那个地方该改进选择什么样的内容做出什么风格的课件都在教研会上大家积极献策献力以求模拟实验具有客观性在现真实性包容性引起深层思考由此架起抽象顿悟的桥梁实物实验展示的是立体化实验现象偶而会出现始料未及的复杂多变以事实胜于雄辩的亲身感会激起学生思维的一种亲近感但它要受空间距离不同导致对实验观察有影响由反应快慢又多受时间制约多媒体技术形成的模拟实验课件虽有声形图动画毕竟在银屏上是流动的一副平面画对实体有所矫正导致颜色偏差体现了设计者主观性表现不出实体实验的多重困难多向复杂但它有利于控制时间指向性强便于大家观看和操作因此在用多媒体设计模拟实验中我们有清醒的认识任何课件实验代替不了实体实验它不是实验教学的万能只是一个补充释译通过对实验模拟虚拟促进对实验的发明创造确定选择多媒体课件的原则是必有实效性遵循教学规律及教改的发展方向要体现学生认知规律唤起学生的内在学习动力需要兴趣信心提升主动探求的欲望和动力在学习中获得体验注重潜在能力的挖掘关注全方位学生发展注重知识结构使学生自主学习空间增大能提供师与生生与生积极有效互动实现沟通共享形成智慧的流动场相互促进能有效组织控制创造本学科结构知识学习的课堂动态的生成关注学生探究发现创造性占有的过程使其在掌握分析化学实验的成败知识结构运用能力中增强参与性反思性开方性执着与责任感在置疑中体现严谨成熟富有批判性创造性科学素养确定选择多媒体课件要领是一是转换反应的速度根据有的实验反应瞬间即成如与混和光照反应刹那间就完成观察者很难捕捉到过程现象像这种实验可通过课件模拟实验减缓反应速度帮助理解反应原理的分析有的反应需要一定的时间如乙烯的制取多糖的水解等等这些需要课件中化慢为快给学生以更多的自主空间去探讨二是化危为安有的实验毒性很大产生气体污染也严重气体制取实验性质实验战线拉得过长很容易出现不安全隐患如氯气制取除杂干燥性质尾气处理等综合实验如石蜡裂化所需时间长裂化的产物检验现象不明显如果用违反操作引起高锰酸钾溶液倒吸在反应容器里褪色现象很明显但又怕实验事故发像这类实验都可以用课件模拟实验来阐明三是化微观为宏观微量夸大化在有的实验中微观粒子流动不可视的为了促使形象思维上升到抽象思维需要建构一个使学生认知过度的思维平台如原电池中微观的电子流流向阴阳离子流向电子互换弱电解质的电离平衡过程展示都需要通过多媒体模拟实验课件用上述观点来完成还有反应速度慢浓度极低生成量太少而影响定性实验分析也需通过课件实验将微量聚合造形夸大如碳酸氢钠加入氯水分析反应速度变化如盐酸与锌反应中加入大量醋酸钠观看反应中汽泡产生实体很难观察到通过课件实验会历历在目四是化无形为有形此法适用于气体制取除杂性质尾气处理综合实验气体流向及变化分析演示倒吸可能产生的危害分析实验中的化学原理如苯酚与农溴水反应在分析旧健裂新健产生无形变化化为有形促使学生理解能力增强五是化难为易此法适用于讨论实验装置的系列衍变不同气体用不同装置制取的辨析综合装置的设计与变迁讨论某气体收集由排气法转移到排水法拓展转移到防倒吸原理分析运用于喷泉实验中像这样富含知识能力创造性的实验用课件就能达到化难为易也适用于各阶段的实验复习中还适用于难以实现的实验如甲烷的取代反应还能适用于仪器的剖面分析如制蒸馏水乙烯温度计的水银球位置确定的区别六是化微声为有声有些化学实验是伴有声音为增强效果需放大音量如镁条燃烧钠与水反应检验乙醇与钠反应中产生的氢气实验在这些实验中声音都很微弱不易察觉也有的实验在模拟错误操作中为增强危险感也必须要配制声音以极佳的渲染效果充分调动学生的各种感官引起兴奋而产生兴趣当然这六个要领不是独立的使用根据实情彼此相辅相成融会贯通达到利用多媒体技术对化学实验开发加工再创造再设计以求实验课件的最优整合三网络技术在化学实验教学中的应用在当今知识迅猛增长和信息膨胀的环境中教师不再是学生知识和信息的惟一来源为了加强网络化学实验教学我们开设了ftp172162200校园网在化学实验教学资源中我们开设化学动态习题化学实验视频化学课件三维及晶体图化学网址化学比武课件化学图片化学实验创新大赛高中化学课件全集网络虚拟实验等项目通过网络技术教师和学生可从中获得大量的有关化学实验的信息通过网络的问题组还可与世界各国的学生和教师在网络上对某一实验问题进行讨论这不仅可以扩大学生的知识面丰富学生的课余知识更培养了学生主动获得知识的能力例如在网络虚拟实验我们在石油的分馏演示实验过程中采用了多媒体网络课件来进行仪器的识别仪器安装顺序的教学利用多媒体形式建立实验基本操作素材库让学生学习实验操作的形式采用动画模拟来强化学生对错误实验操作的危害和后果的认识又如我们采用一些设计较好的虚拟实验室软件系统例如用中的虚拟气体实验室等来进行关于气体摩尔体积演示实验的教学使学生对气体摩尔体积理解留下深刻印象网络技术将为学生的自主学习提供最丰富的信息资源使学生的知识来源更广泛更丰富使学生可以不受时间空间的限制对有关实验问题进行探讨同时培养了学生获取信息分析归纳整理信息应用信息解决问题的能力化学实验是中学化学教学最常用和最重要的教学手段对帮助学生理解和掌握化学知识培养学生的动手操作能力有着举足轻重的作用随着科学技术的发展把现代信息技术与实验相结合必将丰富实验的内涵增强实验的功能提高学生学习化学实验的兴趣将最大限度地发挥化学实验在化学教学中的作用