多媒体技术在高中化学实验教学中的应用探讨
作者：陈明晶
来源：《发明与创新·教育信息化》 2016年第10期
陈明晶
（桑植县第四中学 湖南张家界 427100）
【摘要】高中化学是一门以实验为基础的学科，但不可否认的是有些化学实验依靠传统的教学手段难以得到完美展示，还有一些危险的实验不可能在课堂上进行实践操作。合理地运用多媒体教学手段，不仅能有效提高化学实验教学效率，还能帮助学生加深对化学知识的理解和掌握，促使学生积极主动地探索化学的奥秘。
【关键词】多媒体技术；高中化学；实验教学
新课程标准强调学生主体性，强调课堂教学不是知识内容的简单传递，而是学生主动获取知识的过程。高中化学实验教学要“突出化学的学科特征，更好地发挥实验的教育功能”。但在高中化学实验中有很多内容是抽象的，如有机物结构、微观粒子的运动状态等知识，传统教具难以直观展示；还有一些实验相当危险，依靠传统的教学手段难以在课堂上进行实践操作。针对这些化学实验教学中的难点，教师可以利用计算机和多媒体技术，将微观的、抽象的、危险的化学反应过程模拟出来，使抽象问题直观化、复杂问题简单化。同时还可以利用计算机的交互性，让学生自主设计模拟实验，品尝学习乐趣。多媒体技术应用于化学实验教学，不仅能激发学生学习化学的兴趣，提高化学实验教学的效率，还能培养学生自主探究化学知识奥秘的意识和能力。
一、利用多媒体增强实验演示的直观性
许多化学演示实验因受到仪器、设备、场地等限制，给学生的观察带来不便，导致部分学生难以清楚地观察到实验的全过程。以多媒体模拟演示实验，不仅可将实验有效放大，还可随时控制实验过程中的反应速度，按要求掌控反应变化的快慢，这样全体学生都能清楚地观察到实验过程，不仅满足了学生的好奇心，增强学生参与的积极性，还能培养和提高学生的观察能力。
如演示钠与水的反应实验，传统的做法是在放置于讲台上的大烧杯中进行。实验现象和反应结果需要近距离观察才能看清楚，但由于场地和仪器大小的限制，导致部分学生无法直观、仔细地观察到实验的全过程和结果。借助多媒体演示，教师只要向盛有滴加酚酞的水中加入金属钠，学生就可在投影仪上清晰地观察到钠在水中燃烧的“浮、熔、响、游、红”整个过程，演示效果成倍提高。再如稀释浓H2SO4演示实验，其关键在于观察温度计读数的变化，将烧杯和温度计用投影仪放大，全体学生就可清晰地观察到水银柱的升降。同类的演示实验如对氢氧化钠固体表面潮解现象等等，都能借助多媒体进行。
利用多媒体还能引导学生自主解释一些谚语，比如《氮的循环》一节中的谚语“雷雨发庄稼”，就可指导学生利用动画进行演示：雷电交加，空气中就会有一部分O2和N2产生化合反应生成NO，而NO遇O2氧化为NO2，NO2遇水就成了HNO3，HNO3遇土壤又转化成能被庄稼吸收的NO3-，夏天的雷雨就等于给庄稼施了一次氮肥。学生从自主探究中体会学习的乐趣，探究化学知识的欲望就会更浓厚。
二、利用多媒体增强演示实验的时效性
不少化学反应速度很快，眨眼之间就可完成，因为过程太快，学生不易观察，传统的演示实验很难取得理想效果；有些化学反应需要长达几年、几十年甚至更久，传统的课堂根本不可能对其进行演示，仅仅靠教师用枯燥的文字讲解，其效果必然不是很理想。而利用多媒体教学手段，不仅能呈现实验全过程，还能突出重要现象，又不失真实性，能较好地帮助学生理解这些知识。
例如，氯水见光分解的过程历时较长，氯水要经过几小时的光照后才开始慢慢地冒小气泡，24小时之后才有明显气体产生。以多媒体演示这一过程，则可以压缩时长，让学生在课堂上便能观察到整个分解过程，同时联系一些生活中见到的现象，使学生不仅信服实验结论，还会更进一步认识到有些化学反应速度很缓慢，进而掌握相关知识。多媒体增强了演示实验的时效性。再如教学接触法制硫酸、催化氧化法制硝酸、海水提镁、高炉炼铁、炼钢和电解食盐水等化工生产过程的内容，学生缺乏相应的感性认知，教师可以用计算机模拟那些化工产品的生产过程，播放给学生观察，将各个环节重复演示或局部慢放，以便观察得更清楚，学生就能对其工作原理和生产流程理解得更透彻。
三、利用多媒体提高实验操作的安全性
有些化学实验存在很大的危险性，有的则对环境有较大污染，传统课堂无法演示。运用计算机将那些不便在课堂上进行的实验以动画来演示，不仅为学生创设一个形象逼真、色彩斑斓的化学奥秘情境，还保证了学生安全，保护了环境，帮助学生理解掌握知识，引发学生探究化学知识的欲望。如氯气的制取和性质这一实验，我们知道氯气是有毒的，课堂上演示，就有可能对师生的身体产生危害，而如果在通风橱中实验，又不便于学生的观察。利用多媒体以动画的形式进行演示，对操作的关键环节慢放或放大，就避免了氯气毒性的侵害，学生还能从中明白“为什么这样操作”，从而加深了对氯气的理解。还有诸如卤素间的置换反应、硫化氢、氯化氢的制取和性质实验等等，都可以用这种方式来处理。
另外，为了加深学生对氯气、一氧化碳毒性的认知，教师还可用计算机设计三维动画片——小白鼠中毒死亡全过程，以此告知学生在日常生活中怎样预防煤气中毒，以生动的动画教育学生，就会事半功倍。
四、利用多媒体提高实验操作的规范性
高中化学实验对操作步骤和规范要求相当严格，有些实验一旦出现操作失误，导致的后果可能不仅仅是实验的失败，还很可能造成安全事故，给师生带来身心伤害，严重影响学生学习化学的兴趣。对这样的实验，传统课堂上一般只依靠教师讲述可能造成错误的原因，以及不按步骤和规范程序操作可能带来的严重后果，学生也只能凭空想象，并不能铭记于心，印象不会很深刻。利用多媒体手段同样能很好地解决这一问题，我们可以对错误的实验操作后果进行模拟，让学生生动形象地了解这样操作的后果，从而加深对实验操作步骤的理解，掌握正确操作。如氧气的制取这一实验结束之后，必须是“先撤导管后撤灯”，以避免倒吸，尽管这是学生在初中时已经学过的，但部分学生还是容易忘记。教师可以利用计算机，要求学生模拟实验，演示实验步骤，如果操作正确，给予及时表扬，如果操作错误，则模拟视频中的水倒吸入试管底部，屏幕上就会出现试管炸裂的危险场面，这就给了学生生动的教训。
又如将水直接倒入盛有浓硫酸的烧杯、用启普发生器制取乙炔气体、点燃未提纯的氢气等危险的实验，都可以利用多媒体手段模拟错误实验操作，以此加深学生对错误操作危害的认知，这样学生在直观视觉的刺激下，对正确操作的重要性印象就会更深刻。 五、利用多媒体清晰模拟微观物质
高中化学课程中很多内容都是微观物质的复杂运动，传统的教学策略只能依靠教师口头讲述，学生很难理解掌握这些抽象的知识。借助计算机的模拟，就可将那些肉眼无法看见的微观物质清晰地呈现出来，将静止内容动感化，大量模拟微观物质之间的化学反应过程，课堂教学就会更加形象、直观，为学生创造生动、活泼、有趣的学习情境，就能突破教学难点，同时激发学生探究欲望。
有时候，看似简单的问题，学生还是难以仅凭实验和教师的讲解就能完全理解。如教学《化学键与化学反应》这一课，教学难点是微观原子、离子之间的相互作用，这是很抽象的，学生看不见也摸不着。只有那些具有较强的空间想象能力和抽象思维能力的极少数学生能勉强理解，而绝大多数学生还是处于“花非花，雾非雾”的朦胧境界。其中演示Na和Cl2的反应实验，学生只能看到Cl2颜色的消失、反应剧烈并生成了白烟等这些表面现象，而它们究竟是如何反应并生成新物质的过程，和新物质结构是怎样的，学生无法弄清楚。为了突破这一难点，教师可以借助多媒体手段，模拟钠原子最外层电子如何转移到氯原子最外层上的动态反应过程，以慢放模式就能清楚地展示出实验过程中所发生的变化和物质结构模式，突破了传统课堂所受时间和空间的限制，直观形象，便于学生理解掌握。
再如教学《晶体结构》内容，人的肉眼看到的只是晶体的外部形态，至于晶体的内部结构是无法看清的。借助多媒体的3D-Max技术则能将NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨等晶体内部结构展示出来，还有球棒模型、比例模型等等。教学时，要求学生先对晶体结构进行想象，然后利用多媒体动画形式，将晶体结构从不同角度真实、形象地展示给学生，引导学生探究这些晶体形成的原因，展示“切割法”确定晶胞含粒子个数，教学效果十分明显。多媒体技术能将抽象的微观物质直观化，将肉眼无法看清的物质清晰化，不仅能帮助学生较好地掌握所学晶体类型的内部结构，引导学生掌握研究物质的科学方法，还能拓展学生的视野，扩大知识面。
总之，化学实验教学与多媒体技术的有效融合，不仅仅是教学策略方面的更新，更重要的是将网络课程资源引入到化学教学活动之中，灵活机动地运用多媒体手段，有效缩短课堂教学时间，为学生的自主学习腾出时间；同时，多媒体技术给学生提供大量的视觉和听觉认知，激活学生的想象，这对于培养学生自主探究、主动发展的意识和能力，培养学生的创造力十分有效。多媒体技术与化学课程的融合，能在每节化学课教学的起始阶段有效激活学生已有的知识体验，激活学生的记忆，引导学生用已有的知识经验去吸收和同化新知识，运用已有学习策略将新的化学知识与已有的知识建立起实质性的联系。在此过程中，多媒体技术对学生的多样化刺激，焕发学生的内在学习欲望，是传统教学所无法达成的。化学教师必须不断更新自己的教育教学理念，不断提高业务能力，不断探索符合学生认知规律的教学策略，为培养创新型人才做出应有的贡献。
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多媒体技术在高中化学实验教学中的应用探讨
