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摘要:实验是化学学科的基础,实验教学也是高中阶段化学学科教学的基础和重点。然而在实验教学中,传统的直观展示手段存在着种种限制,不但无法展示出过于微观或宏观的现象和概念,对于可展示实验本身的安全性、时间跨度、难易程度等条件也都有较高的要求。将计算机信息技术应用进高中化学的实验教学,可以打破传统教学手段的限制,使学生籍此加深对于化学学科的理解和记忆。
化学是以实验为基础的一门研究物质的性质、组成、结构和变化规律的学科。是以实验教学作为化学学科教学的基础和重要组成部分,在目前的高中阶段化学教学中广为使用。而近些年来兴起并飞速发展的计算机信息技术,有着资料存储量大、交互性强、网络资源非常丰富等优点,将其应用进高中化学的实验教学当中,可以进一步完善实验教学方法,充实丰富教学的内容,从而提升教师的教学水平,并协助学生对化学学科更好地理解和记忆。
1将计算机信息技术应用于高中化学实验教学的意义
1.1有助于对微观事物的理解
高中化学的实验教学中会涉及到一些微观的实物,例如离子的概念和结合过程,是学生难以依靠概念和自身思考就能进行直观想象的。而在实验教学中引入信息技术,就可以通过多媒体教学设备向学生进行图片和运动模型等相关资料的直观展示,让学生可以更好地理解和记忆相关的知识点。
1.2有利于对化学实验的操作
化学实验是化学实验教学的基础和重点,也是激发学生对化学学习兴趣的上佳手段。然而许多化学实验并不适合在课堂上进行实际操作,例如会生成毒物或污染物的实验、成功率较低的实验、反应现象不够明显的实验、所需时间过短或过长的实验等等。此外尚有部分实验操作不当的后果较为严重,教师通常会选择只由自己进行演示而不带领学生亲手进行试验,此种情况下学生对于实验本身和操作不当后果的认识也会相对不足,从而无法彻底发挥出实验教学的优势。而在实验教学中引入信息技术,就可以使用数字化技术对相关实验进行模拟,以打破传统实验教学的相关现实限制,让学生对实验包括操作不当的后果进行直观体验的同时避免其危险性,以加深其对于实验及实验安全要求的理解和记忆,激发学生对于化学学科的学习兴趣,同时更好地培养学生的动手能力。
1.3有利于对相关学科的了解
现如今信息技术已在飞速发展,网络上的相关资源也越来越丰富。教师可以通过了解其他教师的教学心得,为自己的教学方法与内容的更新带来启发,同时利用网络资源充实自己的教学内容,使学生了解化学学科的发展轨迹等书本以外的相关知识,以此激发其对于化学学科的兴趣,加深对化学学科的整体了解。同时,信息技术也已经成为社会生活生产中不可或缺的技术。将信息技术应用于高中化学的实验教学,也可以推动学生对于计算机信息技术的了解和收集、处理和运用网络信息的能力,使其能够利用信息技术的便利性更好地进行自主学习。
2将计算机信息技术应用于高中化学实验教学的方法
实验是化学学科的基础,也是高中化学的实验教学的基础教学内容。是以将计算机信息技术应用在高中化学的实验教学的方法,绝大多数都与化学实验直接相关。高中化学的实验教学可以根据其特点主要分为两类,其一为演示实验,其二则为探究实验,顾名思义前者由教师向学生进行演示,而后者则由学生自己在教师的指导下进行实验的操作和探究。于此相对应的信息技术应用手段主要也有两种,其一为实验投影,其二为虚拟实验。
2.1实验投影
实验投影就是使用投影仪将准备好的实验相关媒体资料投影到大荧幕上进行展示,也可以用同样的手段向学生展示其他化学学科相关的影音资料。老式的投影仪只能播放配套的幻灯片,而随着信息技术的不断发展,现在的投影仪已经可以直接播放与其相连的电子计算机中存储的相关影音资料,且播放画面的清晰度和复杂度也都有所提升。投影技术一般适用于进行强光照射型、颜色变化型、气体溢出型、沉淀生成型、晶体析出型等类型的实验的演示。使用投影仪进行演示实验并不需要实际动用化学药品和器材,节省了化学药品也不会产生真正的毒物和污染。例如氯气的实验室制法是高中化学中需要掌握的内容,然而氯气本身是黄绿色的有毒气体,并不很适合在教室中进行实际的实验操作。而使用投影仪进行实验过程的播放,就可以在达成让学生直观观看实验过程的目的同时避免实验结果对环境造成污染。使用投影仪进行演示实验还可以对整个实验过程进行简单方便地控制。教师可以通过对特定片段的重放、慢放、定格等处理手段,让学生加深对于实验过程中的重点和难点的记忆。此外,教师还可以通过对实验过程的快放和慢放,解决部分实验反应过程过快或过慢的问题;通过事前对实验相关影音资料的筛选,解决实验成功率较低和反应不够明显的问题,等等。同时,投影仪的投影过程中自然带有一个对画面进行放大的过程,而现今的科学技术也已经能保证放大投影的画面的清晰度。这就使得学生对于演示实验的观察更为直观方便。例如钠与水的反应是高中化学学科中的一个经典实验,但考虑到安全性实验中使用的钠和水的质量都比较少,若教师在讲台上进行实验的直接演示,坐在教室靠后部分的学生很可能无法看得足够清楚。而投影仪投射的大画面就可以解决这个问题,同时也彻底避免了实验过程中的安全风险。
2.2虚拟实验
虚拟实验是指使用计算机的相关硬件和软件打造一个非现实的化学实验操作平台,从而使操作者可以在此平台上进行实验步骤与结果都和现实中相同或非常相似的非现实实验。主要由于其非现实性,虚拟实验同样具有投影技术的简单方便、清楚直观、安全无污染等优点。除此之外,虚拟实验作为主要用于探究实验中的信息技术辅助手段,还拥有更多的其他优点。虚拟实验的非现实安全性不但存在于实验过程中,也存在于实验不当操作的结果中。在虚拟实验环境中,教师可以放心大胆地指导学生进行操作不当会引发较为严重后果的实验,使其通过实际操作熟悉实验的具体流程和正确操作,同时在其操作不当时软件还会使用影音手段进行相关后果的展示,从而令学生对操作安全和操作中容易发生的失误产生深刻印象。例如,使用试管进行固体药品的加热时,操作不当容易造成试管的炸裂,而在虚拟实验环境中可以彻底避免试管炸裂伤人的风险,并在操作者操作不当后通过动画等手法进行试管炸裂的展示,让学生在避免安全风险的同时对于试管炸裂的后果留下深刻的印象,从而在接下来的实验中产生避免类似操作不当的相关意识。虚拟实验对于实验的时间和地点也没有苛刻要求,只要有相应的硬件和软件,学生即使独自在家也可以安全进行虚拟实验。同时,由于虚拟实验富于视觉和听觉上的刺激,其影音表现可以有效吸引学生的注意力,以身临其境的逼真体验激发学生的学习热情,有利于学生通过更多的实验和练习来提高化学学习的质量。而对于教师及管理人员而言,在虚拟实验环境下的教学过程更好控制,实验过程中的安全风险变小,教学的效率也会相对提高。而学生在实验中的操作过程和实验结果会被保存下来,也方便教师进行查看分析后进行具体的查缺补漏,从而提升整个班级在化学学科上的学习能力。此外,由于虚拟实验不使用现实的化学药品和器材,还可以有效节约实验的相关经费,有效减低了学校的经济压力。
3结束语
将计算机信息技术应用进高中化学的实验教学之中,不仅要求教师在教学活动中积极使用相关的信息资源,还要求教师在教学过程中探索符合学科的特性和学生的学习规律的新的教学方法,以充分利用已有的现代化教学工具和教学手段,提升自身的教学水平和学生对于相关化学实验知识的理解和记忆。
参考文献
[1]张正华.关于多媒体在高中化学实验教学中的应用分析[J].科学与信息化,2017,32(32):129,132.
[2]赵太林.高中化学实验教学中计算机信息技术的应用分析[J].中国教育技术装备,2015,13(13):163-164.
作者:蒋艳萍 单位:三明市第九中学