化學實驗是中學化學教學最常用和最重要的教學手段,對幫助學生理解和掌握化學知識有著舉足輕重的作用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,把現(xiàn)代教學技術(shù)與化學實驗相結(jié)合必將豐富實驗的內(nèi)涵,增強實驗功能。
化學實驗是中學化學教學中最普遍采用的媒體。由于實驗條件的限制,實驗的科學性、直觀性、探索性和操作性的特點在教學中未能真正體現(xiàn),現(xiàn)有的實驗不能完全地發(fā)揮其教學作用。因此,把現(xiàn)代信息教學技術(shù)應用于化學實驗教學中,能克服實驗條件的限制,提高演示實驗的可見度性,增加演示實驗的時效性,保障演示實驗的安全性,加強學生實驗操作的規(guī)范性,創(chuàng)造學生進行實驗設(shè)計的條件,豐富學生實驗知識等,從而最大限度地發(fā)揮實驗的作用。多媒體教學技術(shù)一般包括攝像、放像、投影、攝影、實物計算機多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面。
一、攝像、放像技術(shù)在化學實驗教學中的應用
演示實驗的全過程需要較長的時間,且伴隨著一些無關(guān)緊要的現(xiàn)象,干擾學生正確觀察實驗現(xiàn)象,影響實驗的效果。學生課堂學習時間是有限的,要讓學生在有限的時間內(nèi)盡可能多地獲得信息,我們給予學生的信息要有選擇,使學生觀察到的現(xiàn)象對所學得的知識有價值。因此,采用攝像、剪輯技術(shù),對實驗全過程進行加工,既能為學生提供實驗全過程,又能突出重要的實驗現(xiàn)象,而且不失實驗的真實性。
演示實驗教學中,有些實驗具有一定的危害性和危險性,在課堂上無法實施演示,借助于錄像教學,既可保證學生的安全,又可保護環(huán)境,能收到良好的教學效果。我們通過錄像技術(shù)還可以對實驗中的錯誤操作引起的危害進行真實再現(xiàn),引起學生的重視,幫助學生掌握正確的實驗操作步驟和操作技能。例如:在濃H2SO4實驗中,我們課堂上一般演示正確的操作,對不正確的操作進行講解,通過錄像對濃H2SO4滴入水中放出大量熱量使H2SO4液飛濺現(xiàn)象進行演示,學生能夠加深對這一知識點的理解。這樣的教學可以使學生正確掌握實驗操作規(guī)則和正確認識實驗裝置,對實驗的成功起到一定的作用。
演示實驗是幫助學生學會實驗基本技能的最有效途徑。對一些操作較復雜的實驗,通過錄像對學生進行正確、規(guī)范的指導,可避免因教師實時演示需較長時間的缺陷。例如:高中化學實驗氯氣的制取的教學,可采用錄像技術(shù)進行演示,同時對操作注意點進行局部放大,加上旁白介紹,學生不僅能理解“為什么這樣操作”,而且能體驗正確的操作,并避免氯氣中毒性的可能,從而最終掌握氯氣的性質(zhì)和正確的實驗操作。
利用錄像技術(shù)中的功能效應,促使演示實驗的真實性,如:高速或緩慢的攝像技術(shù)和放像的快、慢、倒等功能不僅能使學生緩慢地看到高速成反應的變化,還能使學生快速地觀察到緩慢的反應變化,讓學生迅速感知易觀察到的細節(jié),提高學生觀察的敏捷性,同時縮短教學時間,增加演示實驗的時效性,提高教學效益。
攝像、錄像技術(shù)還可以顯示較復雜的化工生產(chǎn)過程,使抽象的教學內(nèi)容直觀化,便于學生對這類知識的理解和掌握。對一些價格昂貴的實驗、危險性大的實驗、定性的實驗,要求較多的操作技術(shù),或裝置復雜的實驗也可以借助教學錄像來完成,保障演示實驗的安全性、正確性、有效性、規(guī)范性。
二、投影技術(shù)對化學實驗教學中的應用
化學課的演示實驗,其目的是通過實驗讓全體學生觀察到物質(zhì)變化的全過程,在理性上有一定的認識,從而提出疑問,獲得結(jié)論。演示實驗可提高學生對化學的學習積極性和參與程度,體現(xiàn)實驗過程的真實性、科學性,讓學生信服,是培養(yǎng)學生觀察能力的重要途徑,并可為引出課題、問題,進行討論、探索、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造條件。因此,演示實驗要真正起到演示作用,不能演而不示,使演示實驗變成講實驗,觀察實驗現(xiàn)象變成講實驗現(xiàn)象。為了提高演示實驗的可見度,傳統(tǒng)的方法一般是放大實驗儀器,抬高實驗裝置,增加實驗藥品的用量,巡回展示實驗結(jié)果,然而實驗儀器的放置是有限的,巡回展示實驗結(jié)果浪費時間,且有些現(xiàn)象是在實驗中瞬間產(chǎn)生的而無法觀察到,以致影響教學效果。采用投影技術(shù),可克服上述缺陷,大大提高演示實驗的效果。
投影技術(shù)主要是對實驗現(xiàn)象進行放大,克服演示實驗可見度小的缺陷,使學生能清楚地觀察到實驗現(xiàn)象,特別是一些細小的、不易觀察到的實驗現(xiàn)象。投影技術(shù)使實驗的科學性得到了提高,能增強學生學習的積極性和參與程度,為培養(yǎng)學生的觀察能力提供條件。
三、多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在化學實驗教學中的應用
化學實驗的操作步驟和操作規(guī)范都有一定的要求,一旦學生操作失誤,不僅會引起實驗失敗,而且可能引起實驗事故,更會引起學生的恐懼心理,影響學生學習化學的興趣。采用多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù),應用典型的軟件資料,對操作易出錯的后果進行模擬,讓學生在計算機前先進行模擬操作,掌握正確的操作和對不正確的操作的理解,再進行實驗,將大大提高學生實驗的有效性。例如:氯氣的實驗室制法中,實驗結(jié)束后我們應先將導管移出水面再移去酒精燈,操作一旦失誤,就有一定的危險性。為了解決這一難題,我們通過多媒體技術(shù),設(shè)計、制作了氯氣的實驗室制的軟件,對這一操作做了一些特別的處理,在課堂上,讓學生進行反復模擬實驗,操作正確,計算機給予獎勵提示,鼓勵學生,而一旦學生操作錯誤,計算機則對水倒流試管底部,試管破裂的危險場面進行模擬。我們還通過多媒體技術(shù)對一些裝置和操作較復雜的實驗進行了演示,為學生提供了一個模塊式實驗環(huán)境,讓學生先進行模擬操作,訓練實驗技能,然后進行真正的實驗。
多媒體技術(shù)在化學實驗中,能起到實驗設(shè)計教學的輔助作用,對學生進行化學知識和實驗操作技能的演示教學,有利于培養(yǎng)學生的遷移能力、解決問題的能力,相互協(xié)作能力和創(chuàng)造能力,在多媒體“實驗室”中讓學生在實驗室中暢游,發(fā)揮自各自的才能,去探索化學世界的實驗。
我們可以通過聲音、畫面、文字展示微觀世界、微縮的客觀世界,模擬化學反應,打破學生認識中的時空限制,用各種感官來感知信息,有利于學生主動參與,激發(fā)學習興趣,更符合現(xiàn)代學生的思維學習習慣。
當今是網(wǎng)絡(luò)化時代,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將為學生的自主學習提供最豐富的信息資源,使學生的知識來源更廣泛、更豐富,使學生可以不受時間、空間的限制,對有關(guān)實驗問題進行探討、推理,同時培養(yǎng)學生獲取信息,分析、歸納、整理信息,運用信息解決問題的能力。