孫建平

摘?要：在化學(xué)教學(xué)中采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，可以使很多的化學(xué)現(xiàn)象變靜為動(dòng)、變小為大、變抽象為形象， 引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用創(chuàng)造性思維或想象力去理解事物的本來面目，促進(jìn)發(fā)散性思維的發(fā)展，特別是在理解微觀世界方面，可以起到非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：多媒體?化學(xué)?實(shí)驗(yàn)

多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)入課堂，由于它能夠?qū)崿F(xiàn)文字、圖像、聲音、動(dòng)畫的結(jié)合，從而給學(xué)生大腦皮層以大信息量的“刺激-反應(yīng)-強(qiáng)化”，達(dá)到常規(guī)教學(xué)難以達(dá)到的效果，這在推行素質(zhì)教育的今天將顯示出它的巨大魅力。

一、微觀結(jié)構(gòu)展示

電子云、化學(xué)鍵（離子鍵、金屬鍵、大π鍵），晶體結(jié)構(gòu)等，是初學(xué)化學(xué)的學(xué)生最難以接受的知識點(diǎn)，僅僅依靠教師的口頭敘述，學(xué)生普遍感到難以理解。電子云這一難點(diǎn)我們曾用Qbasic語言編寫過一個(gè)程序，通過控制電子在核外旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和概率，在核外會出現(xiàn)一個(gè)平面的電子云團(tuán)?，F(xiàn)在我們采用了電腦動(dòng)畫的手段，逼真地模仿出核外電子繞核旋轉(zhuǎn)的全過程，電子運(yùn)動(dòng)的立體動(dòng)畫生動(dòng)地展示在學(xué)生面前，加深了學(xué)生對微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和理解。

再如分子晶體、原子晶體、離子晶體在計(jì)算機(jī)中可以分別用可動(dòng)的不同質(zhì)點(diǎn)表示，說明不同類型的晶體其組成微粒及其作用力的不同。我們制作了外力作用于石墨晶體的動(dòng)畫過程，在外力作用下層間結(jié)構(gòu)被破壞，而內(nèi)層結(jié)構(gòu)完好。使學(xué)生對石墨具有潤滑作用及鉛筆為什么能寫字有了一定的認(rèn)識。有機(jī)化學(xué)中的苯環(huán)及環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)也可以采用電腦動(dòng)畫模擬出來，對于學(xué)生理解苯環(huán)的大π鍵和環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性具有重要意義。

二、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述

在課堂教學(xué)中有很多實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只能通過對其進(jìn)行宏觀現(xiàn)象的觀察，在教師的引導(dǎo)下去推測、想象微觀的運(yùn)動(dòng)和變化。這些微觀變化完全是靠教師言語描述的，很多情況下學(xué)生理解這些抽象的理論和概念有一定的困難。例如，在講電化學(xué)理論時(shí)，抽象概念比較多，反應(yīng)過程比較復(fù)雜，難于理解。在講原電池概念時(shí)，強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中完全電離，此時(shí)離子處于自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，用肉眼觀察不到這一過程。但我們采用牛津-劍橋公司開發(fā)的“鉆石教案”系列軟件中的《原電池的原理》，通過動(dòng)畫演示和語音解說配合分九個(gè)步驟演示了原電池的工作原理，教師可以根據(jù)教學(xué)要求任意安排九個(gè)步驟的前后順序。通過計(jì)算機(jī)的演示，表現(xiàn)出活潑的金屬失去電子并經(jīng)導(dǎo)線傳遞到另一導(dǎo)體，同時(shí)溶液中的陽離子運(yùn)動(dòng)到不活潑的導(dǎo)體去接受電子。由于溶液中的離子定向移動(dòng)，而使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流。在演示過程中還可以隨時(shí)暫停、重播或跳轉(zhuǎn)，十分適合電化學(xué)教學(xué)的需要。

三、反應(yīng)原理的模擬

化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)研究的主要內(nèi)容之一，有新物質(zhì)生成是化學(xué)反應(yīng)的特征，宏觀物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是看不見摸不著的微觀粒子重新組合的結(jié)果，是舊鍵破裂與新鍵形成的結(jié)果。有些反應(yīng)原理抽象，學(xué)生不易理解和掌握，用傳統(tǒng)的教學(xué)手段效果也不甚理想。若用多媒體計(jì)算機(jī)來模擬反應(yīng)過程，就能降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，正確引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識事物的本質(zhì)，避免誤入歧途。例如，中專《有機(jī)化學(xué)》教材中，雙分子反應(yīng)歷程實(shí)驗(yàn)證明，溴乙烷在堿性溶液中的水解反應(yīng)是按下列歷程進(jìn)行的：反應(yīng)由過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)化為生成產(chǎn)物時(shí)，甲基上的三個(gè)氫原子也完全偏到原有溴原子占據(jù)的一邊，整個(gè)過程好象“雨傘在大風(fēng)中被吹得向外翻轉(zhuǎn)一樣”。我們采用電腦動(dòng)畫把這一反應(yīng)過程模擬出來，變靜為動(dòng)，可以大大降低這一知識點(diǎn)的難度。電腦模擬使反應(yīng)過程非常形象生動(dòng)，學(xué)生易于接受，產(chǎn)生了如同“看”到了這一反應(yīng)過程的感覺。

H-O ●-Br → H-O--●--Br → HO-●

四、一些看法

化學(xué)課件是運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助化學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵，正如同“魚和水”的關(guān)系一樣。目前，由于我國化學(xué)CAI 教學(xué)軟件的開發(fā)工作明顯滯后于教育教學(xué)發(fā)展的需要，市場上化學(xué)類的多媒體光盤非常少見，我曾在幾個(gè)大中城市尋找這些軟件，但除了寥寥的幾張中學(xué)化學(xué)光盤軟件外，實(shí)在找不到更多更新的了。近年來，很多學(xué)校已自己組織開發(fā)了一些多媒體化學(xué)教學(xué)課件，但由于受自身?xiàng)l件的限制，優(yōu)秀的化學(xué)課件不多，質(zhì)量還有待提高。另一方面，通過和兄弟學(xué)校課件的交流，我們發(fā)現(xiàn)重復(fù)開發(fā)的課件還比較多，浪費(fèi)了很多的人力物力。江蘇省在1994年就已成立了OEH多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)組織，目前參加的學(xué)校越來越多，很多化學(xué)教學(xué)課件在網(wǎng)上可以進(jìn)行交流，通過有組織的實(shí)施已制作了一些大型課件。我們急切地盼望我國的CAI 化學(xué)教學(xué)軟件能跟上我國教育教學(xué)改革發(fā)展的需要！

另外，很多學(xué)校重視在硬件上的投入，而在軟件及教師培訓(xùn)上舍不得花錢，這是導(dǎo)致多媒體教室利用率非常低的重要原因（ 這已是一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象）。我認(rèn)為學(xué)校在硬件投入的同時(shí)，也要花些力量和經(jīng)費(fèi)，積極鼓勵(lì)教師進(jìn)行培訓(xùn)，掌握計(jì)算機(jī)操作的基本技能，因?yàn)殚_發(fā)多媒體化學(xué)課件的主力軍是化學(xué)教師。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，制作多媒體課件已不是一件非常困難的事情，利用一些開發(fā)工具，如國內(nèi)具有代表性的“洪圖多媒體編著系統(tǒng)”， 國外的如 3DS 、Photoshop、Authorware等，都是簡單易學(xué)的多媒體創(chuàng)作工具， 都可以用來制作多媒體教學(xué)課件。化學(xué)教師只要通過簡單的培訓(xùn)，無需編程知識很快就可以自行制作一些簡單的化學(xué)教學(xué)課件。

結(jié)語

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)對教育現(xiàn)代化的推動(dòng)作用已為人們所共識，它必將會改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的教育思想、教育方式、教育手段。化學(xué)這一古老的學(xué)科在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，將依靠現(xiàn)代化的教學(xué)手段繼續(xù)煥發(fā)出強(qiáng)大的生命力，作為傳授這一知識的化學(xué)教師只有迅速掌握先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，才能緊緊跟上我國教育現(xiàn)代化的發(fā)展步伐，為提高全民族的科學(xué)文化素質(zhì)作出更大的貢獻(xiàn)。