用现代信息技术辅助化学教学
摘 要 现代信息技术发展越来越快,化学教师要与时俱进、因地制宜,充分研究教材,研究学情,考虑到信息技术和化学的学科特点,合理的组织教学资源,研究在化学教学中的应用,并用此辅助化学教学,必将为化学教学开辟更广阔的天地。
关键词 信息技术 化学 教学
查阅百度百科,信息技术(Information Communication Technology,简称ICT),是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称,常被称为信息和通信技术(Information and Communications Technology, ICT),主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。现代信息技术发展越来越快,各个行业都在应用,化学教学也不例外。
1 辅助常规教学——多媒体应用
信息技术的使用,从最初的实物投影,接着是移动多媒体和电子白板,现在是比较先进的AiSchool平台和HiTeach教学系统,逐步帮助教师熟练信息化状态下的化学教学方式,为学生提供全方位、多角度的化学信息。
(1)模拟微观粒子运动
化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及变化规律的一门基础自然科学。学生容易理解宏观现象,比如物质的性质,通过实验就能观察到,而化学变化的本质是用微粒观来解释的,学生不好理解,如果把这些化学变化做成flash课件,学生就容易理解了。如氧化汞受热分解实验、电解水实验,可以微观展现化学反应中原子重新组合的过程;酸、碱、盐之间的反应,可以展现溶液中离子形成难电解物质(水、气体、沉淀)的过程;酒精与钠、 HBr、O2(铜作催化剂)、乙酸(浓硫酸存在)等物质发生反应时,可以用flash动画展示共价键的断裂和形成过程。再比如用3Dmax等制作的多视角动画或三维图像可广泛地展示各种晶体的结构、分子模型等,这些立体结构课件的使用,可有效地帮助学生形成对化学物质的空间想象能力,学会从量的角度来分析物质的微观构成,感知微观世界,形成感性认识。
(2)展映化学工艺流程
利用远程教育和多媒体放映技术,将学生非常陌生的化工流程展映出来,能够开阔学生视野,提高学生认知,激发好奇心。我们可以选择播放实际生产过程的影片,如工业上制硫酸和硝酸、合成氨、高炉炼铁、炼钢、煤加工、石油炼制等工艺流程,普通中学的化学实验室是无法完成的,用多媒体课件展映出来,使学生感受到贴近生活,犹如身临其境,不仅学到了相关的化学知识,还能激发其研究化学的兴趣。
(3)录播危险实验现象
如稀释浓硫酸,教师演示的都是正确操作,而对不正确操作导致的液滴飞溅现象,就可以通过多媒体进行演示,加深学生印象;再如讲“ NO2的性质”时,由NO2引起的光化学烟雾能够损害人的呼吸系统,严重的能危及生命,这样的实验暂时不能放给学生动手做!我们可利用Authorware软件制作一个课件,展示由光化学烟雾所造成的污染的图画以及它给人们的生命造成的威胁,加深学生们对NO2气体危害性的认识。
(4)增大化学教学容量
在中考化学第二轮复习(分知识块复习)阶段,我们就可使用事先制好的课件来辅助复习教学,这些课件不但能增大化学教学容量,加大训练密度,还能减轻教师的负担,开拓学生视野,提高复习效率。
利用“化学虚拟实验”软件,把教材中所有的演示实验,学生实验,通过交互式动画的形式展现出来,让学生亲自参与到实验的过程中去,用所提供的实验仪器和药品,根据实验步骤和操作提示进行实验,从而了解实验的目的、方法及注意事项,并在实验结束之后编写实验报告,使得学生能够对所学知识有一个更加形象的理解和认识。
2 辅助实验教学——数字化手持技术
数字化手持技术,即在掌上就可以操作的技术,它是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统,并能与计算机连接完成各种后期处理的实验技术系统。在化学教学中引入手持技术,不仅使某些在当前条件下无法实现的实验成为可能,还能促使学生了解先进的科学技术,获得科学的学习方法,形成正确的学习态度。
随着我国教学逐步与国际接轨,化学教师的教学理念也在悄然发生改变,一些公司研发的数字化实验系统已被越来越多的化学教师认可,并应用在实际教学中。如美国“威尼尔”公司开发出“虚拟化学实验室”系统,该系统中的《化学实验仿真模块》,不但可以展示逼真的动画,还能提供准确的实验数据,教师只需要花几分钟的时间就可以完成一个化学实验的制作,用它制作出的课件与化学学科结合紧密,同时又具有很好的交互性;该公司还开发出《化学三维分子模型》演示平台,该平台可为学生展示奇妙的化学微观世界,如H2O、NH3等分子结构,石墨、金刚石、NaCl等晶体结构,还能轻松搭建出各种有机分子的微观模型等,利用它们辅助教学,可使课堂更加丰富多彩,提高课堂教学的有效性。
(1)数字化手持技术可将化学反应及其现象转化为可监测的信号,帮助学生实时、准确、综合、直观地理解化学反应的本质、规律和现象。
(2)数字化手持技术可优化部分常规实验,降低教学难度;还可以使一些定性实验转化为定量实验,通过数据分析,让学生感受实验过程中的变化,理解化学变化的本质,得出准确、科学的结论。如二氧化锰作催化剂的双氧水分解实验,传统的实验操作只能了解催化剂可以加快或减慢化学反应的速率,但是应用手持技术可以准确地运用压力传感器测得所分解氧气的压力,通过做线性回归,图形的斜率就是该化学反应的速率。再如NO2与N2O4的平衡体系,压强影响平衡的移动,其他条件不变,增大压强平衡会向减小压强的方向移动,这对中学生来说非常难理解,但通过手持技术测出实际压强变化,仪器会自动显示出清晰的实验结果,学生也没必要进行复杂的数据处理工作了。
(3)数字化手持技术丰富了研究性学习和综合实践活动的实验手段,对课程改革和教学模式的转变具有明显的引导作用,迫使教师从“信息源” 向 “信息平台”转变,实现师生、生生信息的交换和共享,激发了学生的好奇心和探究欲望,提高了学生的科学探究水平,降低了实验和学习的难度。
3 辅助教学资源的整合——化学资源库建设及利用
现代教育的多元化,不仅要求学生适应,教师更要适应。教师方面,可利用网络资源,建立内容丰富的化学资源库,把备课资料、教学成果、心得体会等进行分类整理,实现资源共享;同时还要经常浏览相关专业网站、网络数据库,查看有关化学发展动态,在化学学科教学时作出与时俱进的调整。学生方面,不仅要进行课堂学习,还要自己搜索资料,补充学习。比如通过网络与专家及其他同学合作,利用网络技术从不同资源中查找、评价、收集信息;利用数据处理技术分析实验数据、绘制图表以及汇报研究成果;利用虚拟技术模拟研究现实问题,提出解决策略和方案;利用BBS、电子邮件、微信、微博等平台及时发布信息进行交流,并把自己的观念和信息有效地传播给其他人,积极开展合作学习,还可以建立个人主页或小集体主页,创设个性化的学习平台等。
为了使化学资源库与化学教学能够紧密地结合,化学教师要积极开展“化学网络教学模式”的探索、研究和实践。有些网络系统比较发达且网络资源利用率较高的学校,化学教师就探索出“创设情景一提出课题—自主探索—网上协作—课题小结—网上测试—课题延伸”七环节网络教学流程。在教学中教师创设有利于提高学生兴趣的教学情景,提出可供操作的课题,让学生利用丰富的网络资源,自主完成学习任务。例如学习“温室效应”这一专题,为了让学生了解温室效应产生的原因及其危害,并寻求解决温室效应的方法,教师可指导学生通过互联网获取有关国内外温室效应研究的最新资料,然后通过班级QQ群网上聊天室、BBS论坛、e-mail 邮箱等信息平台,交流学习心得和体会。在这样的学习环境中,学生学习有了动力,发挥了自身的创造精神,也使课堂教学能充分面向全体学生。同时,学生在合作学习中互相关心、增进友爱,既增长了知识,又学会了做人,教师在课堂上也成为学生学习合作的伙伴、讨论的对手和知心的朋友。再如在初中化学中考复习中,可以将与其他学科联系较为紧密的专题内容设计成一个主题,在博客或班级QQ群开设一个公共的讨论区,让学生进行交流、讨论,并与教师交流意见,提出问题并获得解答。这样,可以有效地提高学生分析、解决问题的能力,能有效提高化学中考复习效率。
4 辅助学生课外学习——用微课“翻转课堂”
微课是课堂教学的有效补充形式,它不仅适合信息时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求。其时间短、制作简单,容量小、易搜索、易传播的特点,为当前课改开创了新的教学模式,如 “翻转课堂”,就是用微视频替代面授课,学生做作业的环节则在课堂上由老师辅导进行,进而实现学生的高效和个性化学习。
现阶段,我国化学网络教学的研究和实践刚刚起步,有些经济欠发达地区网络还未开通,更谈不上普及。我们化学教师一定要因地制宜,要在充分研究教材,研究学情的基础上,考虑到信息技术和化学的学科特点,合理地组织教学资源,才能够将信息技术与化学课堂教学有效地整合起来。
在未来教学中,信息技术在化学教学中一定会出现更多的应用模式,用信息技术辅助化学教学是大势所趋,它们的有机融合,必将为化学教学开辟更广阔的天地,为国家培养更多的优秀化学人才。
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