浅谈CAI在化学课堂教学中的应用.doc

浅谈CAI在化学课堂教学中的应用作者：广东省江门市景贤学校 刘国全摘要化学是一门以实验为基础的自然科学，化学课堂离不开化学实验。然而，通过化学实验所观察到的往往只是一些宏观的、表面的现象，其中的微观变化情况却无法看到，学生难以理解。随着现代教育技术的发展，计算机应用于教育领域，给化学课堂教学注入了新的活力。而CAI课件的制作水平和可用性又是计算机辅助教学成败的关键。本文着重阐述了化学课堂上应用多媒体的必要性以及CAI在化学课堂上的具体应用，并提出化学教师学会自主开发CAI小课件，才能真正体现计算机对化学教学的辅助作用，达到优化化学课堂教学的目的。关键词计算机辅助教学多媒体课件化学课堂随着我国教育事业的飞速发展，以计算机为代表的现代化教育设备走入了中学校园。计算机辅助教学（ComputerAssistedInstruction,简称CAI）是计算机应用于教育的一个重要组成部分。CAI的应用，促进了教学模式、教学思想和教学理论的改革，在推动教学整体改革方面起着重要作用。1 化学课堂上应用多媒体的必要性化学是一门基础自然科学，它研究物质的组成、结构、性质以及变化规律。化学有三个世界：宏观世界、微观世界和符号世界。宏观世界所包含的物质种类繁多，知识零碎，记忆的成份较多；而微观世界和符号世界又比较抽象，难以理解，无论是教还是学都会产生枯燥乏味的感觉。怎样适应新形势下的教学，既完成好教学任务、提高教学质量，又较好地帮助学生从沉重的负担中解放出来，是摆在化学教师面前的一个重要课题。应用多媒体，不仅可以创设多样化的学习情景，更可毫不费力地将传统教学中难于描述、难于突破的难点生动、形象地表现出来。例如，在实验室制取氧气的实验中，试管口向上倾斜以及结束实验时，先熄灭酒精灯再撤导管的错误操作，即使教师刻意去做也未必每次都会得到预期的效果（试管破裂）。另外，本着节约的目的也不能每次都给学生做这样的演示。通过电脑的动画模拟，则可以轻松地达到教学目的。对于化学复习课而言，教学内容牵涉到基本概念和基本原理、元素化合物知识、化学实验以及化学计算等几个知识块，内容繁多，传统课堂的黑板、粉笔明显超负荷运转。但在多媒体技术帮助下，所有这些传统课堂的难题均能轻而易举地解决。实践表明，当一个人长时间接受单一的刺激时，就会变得反应迟钝，心理学上称之为“孤独反应”。传统的教学方式主要是通过黑板、教科书等媒体进行。这些媒体在承载信息的种类和能力，使用的方便程度上都有较大的局限性。另一方面，学生长时间接受单一形式的刺激，容易形成“孤独反应”。多媒体技术的应用，能够把文字、图形、声音、影像、动画等传播媒体集于一体。对于学生而言，可以形成多角度、多层次的信息剌激，强化学生对知识的记忆和理解，缩短学生对知识的掌握时间。总之，多媒体计算机引入课堂，与传统的教学方式有机地结合，相互补充，相得益彰，必定能使化学课堂教学得到最大的优化，取得最佳的教学效果。2CAI在化学课堂上的具体应用2.1展示微观结构，模拟微观粒子的变化过程利用计算机可以形象地展示分子、原子、原子团等微观粒子以及一些晶体的结构；采用电脑动画的手段，可以逼真地模拟出宏观变化中的微观过程。例如，化学变化中构成分子的原子相互分离又重新组合成新的分子的过程，溶解的过程，原电池、电解池中的变化等。这样做的结果，能使学生较直观地认识事物的本质，降低了学生学习的难度。2.2模拟或再现化学实验计算机模拟化学实验主要体现在以下几个方面：其一是模拟错误操作。例如，酒精灯、试管的错误使用方法，稀释浓硫酸的错误操作等，通过电脑动画模拟演示错误操作带来的后果，不但节约实验用品，而且能给学生留下深刻的印象。其二是严重污染环境，易使人中毒的实验。例如，一氧化碳还原氧化铜的实验，由于一氧化碳的毒性较大，很容易造成中毒事件。如果改用计算机进行模拟，既可以直观地观察到实验过程中的各种现象，又可以避免对师生身体的损害。类似的还有氯气、硫化氢的性质实验等。其三是难度较大，成功率较低或反应较慢的实验。有一些实验由于受到各种因素的影响，往往不易成功或现象不明显，影响教学效果。例如，氢气和氯气混合点燃爆炸，焰色反应、氢气燃烧时的火焰颜色等。也有一些实验反应太慢，如铁生锈、胶体的电泳实验等。采用动画模拟，可以直接将实验过程显示出来，真实感极强，既能减轻教师的负担，又能提高教学效果。还有一些实验在前面曾经做过，但又间隔时间过长已经淡忘了。例如，高中化学学习硫的化学性质时，教材中提到，初中已经学过硫跟氧气的反应。但是，学生对这一反应已经没有多少印象了。这时可以用计算机演示初中化学中硫在空气和氧气中燃烧的实验，既巩固了所学知识，又节约了时间。2.3模拟工业生产流程中学化学教材中的氨的催化氧化、接触法制硫酸、硝酸的制法等化工生产课，可以用计算机模拟整个化工生产流程以及某一反应设备内的反应现象，使学生如身临其境一般了解到工业生产的全过程，增强了教学的趣味性和实用性。2.4 复习课中的应用计算机课件的超文本方式以及多级菜单结构设计形式，正好适合复习课内容多、知识跨度大的特点。另外，把各实验的重要现象剪辑起来，插入到复习课件中去，可以起到更好的复习效果。3开发多媒体课件的体会和建议笔者近年来设计制作和使用CAI的实践证明，计算机辅助化学教学能有效地激发学生学习化学的兴趣和求知欲。同时，也发现不少需要注意和改进的问题。3.1大型完整的CAI课件并不能很好地适应化学课堂教学在进行教学时，每一个教师都有各自不同的风格，同一教师在面对不同的学生时，处理教材的思路和方法也会有较大的差异，这就要求CAI课件要与教师相结合，与学生相适应。一个教师在投入大量精力和时间，并根据学生的情况完成一个课件之后，对于另一批学生却未必适用，对于另一个教师来说就更难适用了。即使勉强使用，因为受课件的限制，教师难以很好地驾驭课堂教学，达不到预期的教学效果。调查发现，许多完整的CAI课件仅仅是用在公开课上，之后便弃之不用，造成资源浪费。3.2计算机不能完全替代化学实验化学是一门以实验为基础的学科，观察实验现象需要视觉、听觉、嗅觉和触觉等不同的感官去感知，这是电脑模拟所不能替代的。计算机和传统教学工具相比，它们的地位是平等的，它们之间并不能相互完全替代。因此，在教学中要有选择地使用各种媒体，采用多媒体组合教学。3.3积极开发小课件，灵活调整课堂教学小课件体现在一个“小”字，一套实验装置、一个小实验、实验基本操作或者一个微观变化过程等，都可以做成一个小课件。例如，笔者曾制作出氯化钠的溶解、电离、溶液的导电、一氧化碳还原氧化铜等CAI小课件。这样的小课件制作好之后，分类储存在电脑中，可以作为素材随时调用。在课堂教学过程中，可以根据实际情况，有选择地使用，使教师的主导作用和课件的辅助作用自然地结合在一起，提高课堂教学效果。另外，由于小课件可以灵活地反复调用，避免了重复劳动。3.4 开发多媒体化学课件的主力军是化学教师。化学课件是计算机辅助化学教学的关键，设计制作CAI课件，需要在认真钻研教材的基础上，理解教材中各个知识点的精髓，才能找出科学、合理的表现形式。在制作过程中还要适时调整有关粒子的大小比例、运动方式以及物质的颜色等，力求做到切合实际。而这些要求只有化学教师才能做得完美。因此，开发多媒体化学课件的主力军是化学教师。由于多媒体软件开发平台的使用变得越来越方便，教育教学的现代化又要求教师具有驾驭现代教学手段的能力，应用现代化教学手段也成为教师素质提高的标志之一，再者，近几年参加工作的教师具有一定的计算机基础知识，因此，化学教师自主开发CAI课件成为可能。化学教师经过培训或自学，掌握了较多的软件开发技术，具备了一定的图形、图象处理能力和视频采集、编辑能力，在备课的同时，根据课堂教学的需要，搜集、制作简单的素材，就可以开发出自己所需的教学课件。当然，个人的力量是有限的，我们要注重相互交流，充分利用现有CAI素材库，使用好现有的CAI课件。自主开发CAI小课件是提高课堂效率，适应新时代教学要求的重要一环，是提高教学质量和学生素质的一种重要手段。这一切都要以化学教师对计算机的学习、掌握和应用为前提条件。同时也要求计算机工作者大力开发和完善跨平台操作的软件和插件程序，以