中学化学优秀获奖论文计算机多媒体在中学化学中的应用

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中学化学优秀获奖论文计算机多媒体在中学化学中的应用
摘要：计算机多媒体能够以视频，课件，动画，实验模拟等对化学教学手段进行丰富和补充，能最大限度地综合处理文字、图形、图像、声音、动画及视频信息，对化学实验过程能逼真模拟，加深学生对知识记忆的保持，有利于学生对知识的理解和掌握，也有利于对实验的掌握，加强学生的动手能力。将计算机辅助教学与传统教学手段有机结合起来，找到一个合适的切入点，就能够最大程度发挥其作用，增大课堂容量，激发学生学习兴趣，从而达到提高化学教学效果的目的。
关键字：化学教学；计算机多媒体；整合应用
一． 引言
随着信息技术的日益发展，教学改革的逐步深入，教学手段日趋现代化，知识量迅速增大，学生掌握更多的知识才能跟上时代的发展，只用传统教学方式较难有效提高课堂效率。应用新的教学手段，使用多媒体可以突破传统化学教学方式的局限性，能够较好地完成教学任务。多媒体辅助教学已成为一种重要的教学方法，它在提高教学效率、便于创设情境等方面发挥了重要作用。同时化学是一门实验性很强的基础学科，加强实验能更好掌握知识。培养学生的观察能力，动手操作能力和严谨的科学态度都离不开实验，学生通过观看演示或是亲手操作、手脑并用，可以促进思维，对所学知识理解深刻，记忆牢固。但是在传统的实验化学也存在着不足，如实验现象不明显，学生对实验危险的恐惧，常规化学实验常伴随着大量的废水、废气、废渣未经处理对环境造成的污染等等，都需要计算机多媒体来弥补这些缺陷。多媒体计算机利用储存的图、文、声、像、视频等多种教学信息，做到图文并茂，活跃课常气氛，还可以用化学软件形象逼真第进行化学实验过程的全真模拟，多方位刺激学生感官，把学生带入全新的教学环境中，从而激发学生学习的热情与兴趣，利于学生对知识的理解和掌握。
二． 计算机多媒体在中学化学的应用
（一）计算机多媒体在课堂教学中的应用
1.多媒体课件
多媒体课件是根据教学大纲的要求和教学的需要，经过严格的教学设计，并以多种媒体的表现方式和超文本结构制作而成的课程软件。制作工具常用的有PowerPoint，Authorware和FLASH，其中由于PowerPoint制作简单，加之现在功能越来越强大，是目前中学老师最常用的手段。
在化学知识教学中，如果运用多媒体课件投影，可使化学知识直观、形象地表现出来，多媒体课件可以集文字、图形、声音、动画与一体，全方位多角度对学生进行刺激，具有很强的表现力和感染力，既能增强教学过程的直观性，让学生充分运用感觉器官直接获取知识，同时又能节省教师板书时间，适当增加教学内容的容量，调动学生的积极性，培养学生的观察能力和知识接受能力。例如，在高中必修二讲解化学键的形成时，采用动画的方式演示分子反应过程，形象模拟化学键的形成，让学生很好地接受并理解；在《离子化合物和共价化合物》的形成时，采用幻灯片由部分到整体，井然有序，能化静为动，形象逼真。学生学的有趣、轻松，掌握牢固，比单纯讲解和粉笔加黑板效果好得多。
如果采用多媒体幻灯片投影进行习题训练，可有效实施一题多变，精讲多练，只须在很短的时间内就能完成教学任务，节约课堂板书的时间，从而增大课堂教学容量。
利用多媒体计算机将大量不同难度的习题、学习纲要制成复习辅导课件，放在一个共用的开放网络中，学生可以利用空余时间上机复习知识，选择习题练习，并根据自身学习的程度和教学的进度自主选择学习内容，消化巩固所学知识，既能部分代替教师辅导，又可以培养学生自主学习能力。

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2.模拟化学有机反应机理
学生在高二开始系统接触有机化合物，有机化合物素以分子结构复杂，反应条件要求严格，反应机理难掌握著称，其中有机反应机理是有机化学教学的重要内容,也是教学中的难点内容。用传统的辅助教学手段如挂图、模型等虽然也能准确地表现分子的立体结构，却很难表现出反应机理连续性、递变性等特点，教学效果往往是事倍功半。例如很多学生对于加聚反应是如何断键如何进行的总是一知半解，如何帮助学生更快、更深刻地理解知识,是许多教育工作者关心和积极探讨的问题。通过计算机中的三维动画软件可以对一些重要的有机化学反应机理进行了动态模拟,生动、直观地表现了有机反应的全过程,直观地表现了有机反应中化学键的断裂和生成,结构的变化以及中间体的生成等全过程。运用于教学中,使学生对于有机反应过程中化学键的断裂和生成过程,反应过程中分子立体结构的变化有了深刻的了解,能取得很好的教学效果。将制作的动画软件插入到多媒体课件中，在课堂教学中就更为方便。
（二）计算机多媒体在化学实验教学中的应用
1.视频演示化学实验
化学课的演示实验，其目的是通过实验让全体学生观察到实验的现象，物质颜色状态的变化过程，通过理论知识从而提出疑问，获得结论。传统的教师演示实验可见度很低，学生人数多而无法都能观看到实验现象，而且有些实验现象在实验过程中瞬间产生而无法观察到，或者由于药品条件的限制无法达到预期现象，所以很多演示实验变成了讲实验，观察实验现象变成了讲实验现象，这样就无法培养学生的观察能力，以至影响教学效果。采用计算机投影实验视频，可以克服上述缺陷，提供演示实验的效果。例如：甲烷与氯气的取代反应，氯气是有毒的气体，而实验过程中产生的油状液体因为是透明的不易观察到，所以只是在课堂演示的话效果不佳，如果用计算机播放视频，可以放大实验现象，学生能观察得很清楚，对取代反应的产物有感官上的认识从而加深对取代反应的理解。而氯气的制备实验是考纲的重点，但因为氯气有毒也不宜在课堂在演示实验，同样可以播放视频让学生加深对实验的影响。

   2.计算机模拟化学实验
计算机模拟化学实验是指利用计算机技术对化学实验过程进行模拟，是对传统实验化学教学模式的补充和辅助。化学实验的操作步骤和操作规范都有一定的要求，化学实验药品多数都有一定的危害性，一旦学生操作失误，不但不能进行正常的实验，严重的可能会出现实验事故，更会引起学生的恐惧心理，影响学习化学的兴趣，采用计算机技术，让学生运用化学模拟软件在计算机上进行模拟实验，分析实验操作要点，重复正确实验操作，体验错误操作的后果模拟演示，能够使学生的实验操作更加准确，规范，提高实验的安全系数。例如：在进行金属钾与水反应的实验时，如果钾块过大或者钾块粘到烧杯壁都会使钾剧烈燃烧甚至溅出来，有一定的危险。在实验前只听老师讲，还是有学生无法注意到安全问题，让学生进行多次计算机模拟之后，掌握了钾块的选取量和投放位置，能使学生在真实的实验操作更具规范性和安全性。
同时，多媒体技术在化学实验中，能提供学生自己进行实验设计的教学方式，在多媒体“实验室”中，学生在虚拟的实验室遨游，去探索化学世界的微妙。例如：高考的重点内容之一是物质的鉴别，利用各个药品的特征反应现象鉴别药品，这要求学生对药品的性质和实验现象非常清楚熟悉。通过多媒体“实验室”提供学生所需试剂，由学生设计各种方案进行实验并加以判断，计算机对各种实验方案产生的现象进行模拟，给予判断方案正确与否。这样，可以让学生不用受学校实验室条件例如药品和仪器的限制，充分发挥各自的才能，除了有利于学生熟记知识，也有利于培养学生的迁移能力，解决问题的能力和创造的能力。

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3.手持技术
手持技术（Hand-held Technology），即数字化手持技术实验，又称为掌上实验室（Lab In Hand），是由计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段，主要包括：数据采集器、传感器、计算机及其配套软件三个部分。手持技术集数据采集、分析于一体，具有便携、直观、实时、定量等特点。该系统能采集的化学数据包括温度、气压、pH、溶解氧、电导率、CO2 浓度、色度、浊度等，将手持技术应用于中学化学实验教学与研究性学习，能转变学生的学习方式，培养学生的科学探究能力和创新精神，体现了新一轮基础教育改革的思想和理念。手持技术具有传统实验所缺少的几个优点：首先，手持技术的数据采集器和传感器都小，使用灵活度高，不用局限于教室和实验室，可以扩展到做户外随时随地进行实验，一些在传统实验室无法实施的实验也可顺利进行；其次，手持技术支持摄像头的使用，将教师的演示操作透过摄像头投影到屏幕上，可以清晰地展示操作过程和实验现象，学生都能观看到；再次，手持技术支持化学实验的动态性和连续性，比如以前我们做中和滴定的实验，必须讨论指示剂的选择，通过颜色的变化来判断滴定终点，现在有了pH传感器，学生可以在计算机上看到pH在不断的变化，让学生更好地理解变化过程，同时可以边滴定边可以在电脑上画出pH滴定曲线，很容易说明了滴定pH突跃范围。
三．结语       
计算机多媒体辅助教学是时代发展的必然趋势，它体现着很多传统教学所缺失的优势，但同时也因为人员和条件的限制表现出不足与缺陷。第一、多媒体的设计是为了更好地解决传统教学中不能或难以解决的问题，但是过多地使用甚至是依赖多媒体而忽略与具有自身学科特点的中学化学教学相结合的话，其教学效果也只能让学生穿云钻雾，无所适从；第二、计算机辅助教学应用使实验教学更加系统与完善，但是计算机模拟并不能代替学生亲手做实验，更不能是学生获得化学实验基本技能；第三、因为学校条件的限制，可能很多学校能为教学服务所提供的经费与教学设备实际所需的经费相距甚远，很多一般性常规实验都无法正常开设，那么就更谈不上使用计算机甚至手持技术去完成实验。
所以，要采用理论教学、多媒体教学与多媒体实践教学相结合的方式，运用大屏幕、多媒体、联机显示、课件制作相结合的教学手段，根据现有条件和实际情况，开展多种教学模式，将计算机辅助教学与传统教学手段有机结合起来，找到一个合适的切入点，就能够最大程度发挥其作用，增大课堂容量，激发学生学习兴趣，学生由被动接受变为主动获取，从而达到提高化学教学效果的目的。