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是生物化學實驗教學的保證和支撐第一,充分發揮開放性的實驗教學,這是構成有效合理的生物化學實驗教學方法的一個重要組成。筆者在平時的生物化學實驗教學中,會將每一次的實驗內容分為不同的子內容來進行,并要求學生們以小組合作的方式來完成。每一次的實驗內容可以大致分為4個子內容,即:資料查閱、實驗方法討論和操作、實驗結果分析、實驗結果討論。例如:在進行“血清葡糖測定”實驗中,首先讓學生們進行實驗前的資料查詢工作,這是保證其在真正實驗階段進行操作的前提,使學生們在實驗之前對于實驗內容有著初步印象和整體認識,并在實驗之前查到需要解決的問題,使得今后的實驗環節更具有針對性。然后,組織學生們就實驗內容進行討論,確定最終使用的方法等事宜,然后按照所討論的方法進行實驗。在此過程中,學生們可以自由發揮自己的見解并進行反復討論,必要時可以請老師提示,完全是一種開放性的學習氛圍。到了具體實驗階段,這個階段也是要求學生們進行獨立操作的過程,實驗材料是病人和正常人但是血清,引導學生們通過實驗試劑(酚試劑或鄰甲苯胺試劑)進行血清分離和檢測等實驗內容,從而得到吸光度值并進行比對。最后就是結果分析階段,這就是充分發揮學生進行開放式思維的關鍵性階段,它可以擴展學生們的思考能力和綜合應用理論知識的能力,對于實驗結果的分析和討論會使得學生們的邏輯推理能力得到培養和提高,并且就其中出現的個性現象進行討論和進一步的獨立研究。可見,以上的教學方法充是分發揮了開放性實驗教學的優勢。第二,增加案例式分析教學方法,這是構成有效合理的生物化學實驗教學方法的又一個重要組成。合理有效的生物化學實驗教學方法需要事實為保證,而案例分析教學可以保證實驗教學的真實性和客觀性。具體操作是將這些具有典型性的案例式的實驗教學內容以實驗項目的內在邏輯相關性為基礎來進行模塊方式組織,以順序性和連續性為原則,通過“發現現象、基本實驗思路、實際操作實驗、解釋現象”的模式進行生物化學實驗的展開,使得學生們可以通過自己所親自設計并實踐的實驗來闡釋其現象的原因,最后組織小組討論發言。以案例為基礎的教學法為學習者提供了一個仿真的臨床環境,在這個環境里,學生們可以充當一個臨床醫師的角色,為病例的治療方案做出正確的決策,并通過實驗階段進行驗證和檢測。實踐證明,通過多次高仿真的案例學習,會使學生們在今后走向臨床工作時能夠更積極地思考,從而做出正確的判斷和決策。案例分析教學方法應用于生物化學實驗的教學中可以結合個人學習和小組合作學習的形式來進行,前者可以鍛煉學生的獨立思考、分析問題和解決問題的能力,后者可以使每位學生在合作中分享和討論,從而形成更具合理性的結論。
2合理有效使用多媒體教學技術和設備也是生物化學實驗教學的重要環節
在生物化學實驗中,經常會遇到一些較為復雜的實驗內容或是比較抽象的生物化學反應過程,這就需要多媒體教學技術或設備來進行輔助。信息技術的發展和微機的廣泛應用極大地推動了生物化學實驗將多媒體教學應用其中的發展。通過多媒體教學技術和設備可以實現抽象知識的形象化,通過多媒體技術和設備可以使得化學生物實驗的原理與實驗方案一種較為直觀化的方式進行展示,并配合儀器操作、技能講解與實際應用的動畫或是視頻等輔助說明的方法給與積極調動,使得整個過程充分調動了學生在眼、耳、腦等多種器官中的感受和體驗,有利于學生對實驗相關內容的整體把握以及在實際過程中的操作規范的順利掌握。可見,這對于傳統教學中學生對操作過程不熟悉的缺陷來說是一種有效的輔助和補充。為此,在實驗開始之時,教師可以通過媒體技術和設備將那些復雜的或是抽象的實驗內容以圖片或是動畫的形式呈現在學生們面前,使他們有了形象化和具體化的認識,到了實踐性環節就會容易操作和理解;到了后期的實驗結果分析階段,也可以利用多媒體技術和設備來進行分析討論的環節,這使得每一個學生或是每一組的實驗結果都可以以較為直觀的形式進行呈現,便于學生們在課堂的談論和交流,具有便捷性和實效性。需要注意的是,在生物化學實驗的多媒體教學中,一方面,教師要提高自身對于基本的多媒體制作與演示技巧的能力,保證多媒體內容可以有效地進行突出和進行,使得問題的解決可以在較為輕松的氛圍中的得以實現;另一方面,教師還要注意生物化學實驗的專業知識和技能的有效結合,對于知識更新和內容改善要不斷給與關注,并以學生們的實際情況為前提,對每堂生物化學課進行合理的設計并輔以多種教學方法的保證,融入和落實教師為主導、學生為主體的教學理念的實施。
3結語
為全面提升化學實驗的開設效果,在信息技術飛速發展的今天,筆者以為完全可以把信息技術引進到化學實驗中來,加強信息技術與化學實驗的整合,可以大幅度的提高化學實驗的教學效果。信息技術在化學實驗中起到了以下4個方面的作用。
1放大實驗效果
化學實驗中有許多是教師的演示實驗,而在這些諸多的演示實驗中又有許多實驗是通過試管來完成的。但凡熟悉化學實驗的人都知道,試管實驗都是比較小的實驗,因為試管本身就不大,教師在講臺上做演示實驗,不利于全體學生仔細地觀察實驗的全過程以及實驗現象,尤其是對于大班額以及那些坐在后面的學生,他們觀察教師演示實驗的效果非常不理想。為了使全體學生都能夠清晰地觀察到化學實驗的來龍去脈,教師經常會在實驗條件允許的情況下,拿著試管走到學生中去,讓每個學生都能清楚地觀察到實驗的每一個細節。
這樣做能夠在一定程度上解決某些小型演示驗的缺陷,但是對于有些化學實驗,無法將實驗裝置拿到學生面前讓他們仔細觀察,這樣實驗教學效果就會大打折扣。
在信息技術越來越普及的今天,化學教師將信息技術引進到化學實驗中,可以很好地解決全體學生無法細致觀察實驗的弊端,在很大程度上可以大大提升化學實驗的教學效果。比如高中化學銀鏡反應的實驗,主要在試管中進行,且試管必須固定在燒杯中水浴加熱,這樣方可保證實驗的成功。這個實驗的弊端是裝置太小,且裝置不能隨意移動,很難使每個學生都清晰地觀察到實驗的過程。如果把信息技術中的實物投影引入到實驗中,將實驗裝置放大,可以讓所有學生觀察到實驗的全過程,提高實驗教學的效果。
2設計實驗方案
在化學實驗教學中,有的化學實驗教材上給出了具體的實驗方案,這樣的實驗,教師、學生操作起來相對容易。但是并不是所有的化學實驗都有完整的實驗方案,有的化學實驗即使有實驗方案,但缺乏可操作性,有的實驗方案不夠具體,操作起來有困難,使得師生難以順利完成實驗。
在化學實驗教學過程中,碰到難以完成的實驗是正常的,此時教師可以在網絡上搜尋并設計科學的實驗方案。
3糾正實驗偏差
化學實驗過程中,自己做實驗得到的實驗現象或結論與書本中呈現的實驗現象、結論不相符,這是一種常見的情況。對于這種實驗偏差教師一般會在課前準備實驗時盡量消除,以保證實驗的科學性與準確性。但是在真正的實驗過程中,受多方面因素的影響,往往會出現實驗的偏差,此時有經驗的化學教師,他們會給出科學的解釋,使得實驗教學獲得理想的教學效果,但是有些實驗現象教師也難以做出科學、合理的解釋。
以二氧化錳作催化劑,用氯酸鉀作原料制取氧氣,這是初中化學中一個非常重要的實驗。有一次筆者在該實驗過程中,用排水法收集氧氣,應該收集到的是一瓶無色的氣體,結果實驗中收集到的氣體是白霧狀的,這與書本中說明的實驗現象有較大的出入。在筆者一籌莫展的時候,想到了借助信息技術來解決問題,經過網上查詢,筆者找出了實驗結果出現偏差的原因,并做出了準確的說明,順利地完成了實驗教學的任務。
4提升實驗素養
化學實驗對于培養學生的實驗技能和實驗素養起到了極大的作用,對于學生后期從事科學研究也會起到不可估量的影響。規范的實驗操作技能是學生實驗素養的一個重要方面,如何培養學生的化學實驗技能呢?教師在化學實驗教學中的示范引領是極其重要的一個方面,但是在信息技術高速發展的今天,信息技術對學生實驗素養的提升也發揮著應有的作用。具體來說有以下3個方面的作用。
4.1科學的示范作用
化學實驗的一項重要功能是培養學生的實驗技能,學生只有在科學規范的實驗操作引領下,才能形成規范的實驗技能。傳統的學生實驗技能培養方法是在教師的示范下培養而成。在信息技術與學科整合高度統一的今天,利用信息技術為學生提供規范的化學實驗操作正成為實驗教學的主流。許多化學老師在實驗教學過程中,先自己做實驗示范給學生看,然后利用多媒體反復播放實驗過程,并通過慢鏡頭的分解,讓學生充分掌握操作要領,直到學生完全掌握為止。
4.2準確的記錄實驗過程
化學實驗有著一定的實驗步驟,無論是教師示范演示,還是學生的操作實驗,實驗過程和現象往往都是稍縱即逝的,沒有信息技術的支持很難再現實驗過程。有時在做化學實驗的過程中,學生對于自己的一些不規范操作不太注意,以為自己的操作都是科學規范的,當化學教師把信息技術的錄像功能引入化學實驗時,學生就會發現自己在實驗過程中的諸多不足,針對暴露出來的問題,及時進行修正,能取得很好的實驗效果。
4.3豐富學生的實驗知識
化學實驗知識是學生實驗素養的重要組成部分,化學實驗除了教給學生必備的實驗操作技能以外,還有義務教給學生一定的化學實驗知識。傳統的實驗教學都是通過書本教授來完成實驗教學任務的,這種實驗教學方式在特定的時代背景下能夠完成化學實驗教學的任務,但是隨著信息技術與學科整合的提速,傳統的化學實驗教學模式受到了挑戰,尤其是在信息技術高度發達的一些學校,化學實驗知識的普及往往通過信息技術的手段來完成。比如氯氣、硫化氫的制取等實驗,它們的制取過程會對環境產生較大的污染,這類實驗往往被教師舍棄,僅在課堂上講解而已。此時通過信息技術來模擬實驗,其效果一定會比課堂講授實驗好得多。
隨著信息網絡快速發達,網絡資源進入到校園中也是眾人所向。那么,將多媒體引入到初中化學實驗教學中就十分必要。如何將多媒體技術有效的融入到實驗課堂中就成了當下比較關注的問題。我們知道,多媒體具有教學資源多樣化、知識形象化、操作方便化的優勢。而實驗教學的本質目的就是要鍛煉學生的實驗操作能力和問題分析能力。但是,礙于很多實驗反應速度較快,現象不明顯等原因。學生很難在實驗的過程中感受化學變化、物質反應的過程。那么,將多媒體技術引入到初中化學實驗教學中,就可以很好的彌補實驗教學上的不足,充實實驗教學的各個環節。
二、基于多媒體技術的初中化學實驗教學策略
(一)借助多媒體技術,課前導入教學
課前導入是一個課堂能否有效教學的前提。一個好的課前導入需要吸引學生的注意力,為接下來的實驗教學做出較好的鋪墊作用。那么教師就要在實驗課授課之前,精心設計多媒體課件,通過多媒體技術的導入為學生快速進入新課學習狀態起到熱身效果,激發學生學習的欲望。例如學習初中化學《自然界的水》一課時,教師就可以借助多媒體技術對新課內容進行導入。為拓展課程內容,教師可以通過多媒體播放當前水資源污染嚴峻性的視頻,或者是大自然中水的生態循環。讓學生意識到水資源的重要性,同時也了解水在大自然中的循環過程。從而引導學生對新課內容產生興趣,并重視新課內容。
(二)借助多媒體技術,豐富課中實驗
化學的本質是一門實驗性的自然學科,其對學生的實驗能力和觀察能力要求很高。但是,很多時候學生由于對課堂知識吸收緩慢,且課堂教學時間過長,學生可能會出現短暫性的注意力疲憊,這必然影響教學效果。而很多實驗教師操作起來會存在很多盲區,學生不能很好的認識實驗反應的實質,也不能充分的發揮實驗教學的本質目的。例如學習第二單元《我們周圍的空氣》“制取氧氣”的試驗中,教師在實驗操作演示時必然會存在很多盲區,學生看不到實驗的整個過程。比如加熱高錳酸鉀(KMnO4)制取氧氣的實驗,教師在用排水法提取氧氣時,為了更好的提取純度高的氧氣,必須將導管的空氣排出。那么學生很難近距離觀察到實驗現象。這時就可以借助多媒體技術,利用FLASH技術制作出動態的模擬動畫,將氧氣的制取實驗整個過程全真模擬出來。再例如“對分子運動現象的探究”實驗教學時,這種微觀的現象學生很難觀察到實驗的本質,只能感受實驗的宏觀現象。這就需要通過多媒體的FLASH技術制作,模擬分子相互運動的直觀現象。從而讓學生更清晰、更詳細的觀察到實驗現象。從而感受實驗教學的魅力,提高對化學學習的興趣。
(三)借助多媒體技術,拓展課后學習視野
多媒體輔助教學不僅僅體現在課前導入和課中點睛的優勢,而且在課后也有較好的教學效果。曾有學者說過,學生之間的差距往往就是在課后的時間。這也就說明課后時間能否有效利用直接影響著學生的學習效果。那么,為激發學生課后自主的學習、探索。激發學生對于化學的學習興趣就必不可免。例如,“粉塵爆炸”、“滅火的原理”等化學反應教學實驗。為激發學生對于化學實驗的重視度和興趣。教師就可以借助多媒體技術,播放一些煤礦事故、火災現場的視頻。讓學生感受到重視化學實驗學習的重要性,同時也培養他們的社會責任感。學習“溶液的導電性”的實驗課時,教師可以收集一些關于燃料電池的科學前沿問題和視頻,然后通過多媒體的形式讓學生充分的了解到科學前沿問題的迫切性,和對未來社會發展的重要性。提高他們的知識關注度,拓展他們的知識視野。同時在課堂上精心設疑,多給學生留一些開放性的問題,激發學生的求知欲。誘使他們課后查閱相關資料,滿足自己的好奇心。必然會提高教學效果,提升學生主動學習能力。
三、結語
關鍵詞:信息技術;中學化學實驗教學;運用
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗教學是學生獲得科學知識、理解科學本質、提高科學素養的重要途徑。而信息技術的運用為中學化學實驗教學提供了一個全新的、廣闊的平臺,對學生實驗操作技能的形成、豐富演示實驗的感知素材、提高實驗復習的效率具有重要的作用。本文就此談談個人的實踐與體會。
一、信息技術在演示實驗中的運用
在化學課堂的演示實驗中運用信息技術對提高化學課堂教學的效率具有十分重要的作用。運用信息技術,通過生動、直觀、有啟迪性的演示實驗,創設生動活潑的學習情境,學生通過感悟、體驗,會逐漸激發出學習的興趣。例如,在講到金屬鈉與水反應這一性質時,由于該演示實驗的可見度小,坐在后排的學生無法清楚地看到實驗現象和聽到實驗發出的聲音。為了解決這個問題,本人在實際教學過程中采用數碼攝像機拍攝并同時在大屏幕上播放,這樣大大提高了演示實驗的效果,使每一個學生都能清楚地觀察到實驗現象,通過鈉與水反應過程中“鈉浮在水面上,迅速熔成一個光亮的小球,四處游動,發出嘶嘶聲,溶液變成紅色”等鮮明的實驗現象,刺激了學生的視覺、聽覺等感覺器官,使課堂氣氛活躍起來,從而激發了學生學習化學的興趣。采用數碼攝像機拍攝還有一個好處,就是實驗的視頻會儲存在電腦上,可以進行回放,隨時可以暫停并進行講解。
二、信息技術在進行復雜實驗或具有一定危險性(危害性)實驗中的運用
有些化學實驗,反應時間很長或危險性大,演示效果不佳或會造成教室空氣污染而不宜在課堂上操作。如,鋼鐵的電化腐蝕,需要幾天時間才能出現明顯的變化及實驗現象。再如,甲烷和氯氣的取代反應,課堂實驗效果往往不好,學生觀察不到明顯的現象,直接影響到他們對知識信息的吸收。在教學中,可采用間時拍攝的方法,攝錄幾個主要鏡頭,并同時將不同外界條件下反應變化的情況加以對比,將這些實驗制作成視頻來彌補這一遺憾。學生通過觀看視頻,既滿足了觀察需求,又促進了對知識的理解。
完整地觀察和描述實驗現象,是學生鍛煉邏輯思維、形成科學結論的基礎,有的實驗,反應速度快,現象又復雜,學生常常會顧此失彼,數碼視頻既可以生動再現實驗現象,又可以對實驗現象進行分解組合,幫助學生形成既鮮明又深刻的實驗印象,有利于嚴謹的邏輯思維活動的開展,是培養學生良好觀察品質的有效手段。
三、信息技術在展現實驗過程中的微觀變化和模擬錯誤操作實驗中的運用
中學有很多化學實驗,需要學生不僅要觀察掌握實驗現象和實驗過程中的變化,而且要學生理解實驗發生的原理,這就需要學生對實驗過程中微觀的變化產生感性的認識,而這是傳統實驗無法辦到的,利用計算機輔助教學則可以很好地解決這個問題。例如,《原電池》一節的教學,可利用信息技術,以鮮艷的彩色圖像展示出銅鋅兩種金屬的自由電子的濃度的不平衡,又以生動的動畫效果模擬出自由電子在電位差的作用下沿著導線從低電位向高電位的定向移動。畫面中氫離子得電子成為氫原子,兩個氫原子結合為氫分子,氫氣的氣泡在銅板上冉冉升起。逼真的動畫效果、聽覺效果和視覺效果的融合,使學生的多種感官全部調動并聚焦于一點,再加上軟件的運用穿插在學生實驗、教師講解之間,教學效果達到了最佳狀態,使學生對實驗原理的理解更透徹、掌握更準確,對實驗現象的印象更深刻、記憶更牢固。
化學實驗中的一些錯誤操作,只靠教師語言講述,學生印象不會很深,因錯誤操作帶來的危害,他們更是很難想象。如果將這些錯誤操作(如熱試管沖冷水或將水倒入濃硫酸中等)導致的后果通過動畫模擬,直觀生動地顯示出來,以感官刺激來促進學生理性思考,既能加深學生的印象又能培養學生實驗操作的嚴謹性、科學性、規范性品質,為進一步從事科學實踐、科學研究活動奠定了良好的基礎。
四、信息技術在化學實驗復習中的運用
復習實驗時,我們不可能把以前做過的實驗再重新演示一遍。本人是通過《仿真化學實驗室》這個軟件來進行化學實驗復習的。該軟件為我們提供了一個虛擬的化學實驗室。學生在虛擬的實驗室中可以模擬設計實驗方案、選擇實驗儀器、組裝實驗裝置等,既提高了實驗復習的效率,又充分培養了學生的創新思維和實踐、創造能力。
總之,信息技術在中學化學實驗教學中的運用不僅能優化化
學課堂教學的過程,提高化學教學的有效性,而且能增強學生學習化學的興趣和信心,讓學生樂于學習、學會學習,成為真正的學習主人,從而全面提高教學質量。
參考文獻:
[1]劉知新,梁慧姝,鄭長龍.化學實驗論.廣西教育出版社,1999.
關鍵詞:多媒體 化學教學 作用
【中圖分類號】 427 【文獻標識碼】A 【文章編號】
隨著江蘇省教育現代化的全面推進,我省各中小學都配置了多媒體教學設備、電子白板等設備,甚至不少學校每個教室都配置了多媒體教學設備、電子白板。在實際教學中我們發現,利用多媒體技術可使化學教學過程增添情趣、活躍氛圍,提高學生的學習興趣和熱情。
1、增強課堂演示實驗效果
1.1利用實物投影提高演示實驗的可見度:
在化學實驗教學中我們經常需要做一些演示實驗,但是演示實驗往往存在一個可視性不強的問題,,很多學生在由于距離老師比較遠,觀察不到實驗現象。傳統的方法一般采用放大實驗儀器,抬高實驗裝置,增加實驗藥品的用量,巡回展示實驗結果等方法。然而這些方法的放大是有限的,且有些現象是在實驗中瞬間產生的,用以上方法無法讓全體學生觀察到,以至影響教學效果。而利用實物投影可以放大實驗現象,呈現良好的實驗效果。例如:在研究影響分子運動速度的實驗中,我們把盛有不同溫度水的燒杯放在實物投影的演示臺上,在兩杯水中分別滴入一滴紅墨水,紅墨水在兩杯水中的擴散過程就非常清晰的展現在大屏幕上,每一位學生都能非常清楚的看到實驗現象。這樣,學生觀察的清楚,對知識的理解、掌握也就會感到很輕松。
1.2利用錄相、錄音增強學生對實驗觀察的有效性:
有的化學實驗的全過程需要較長的時間,而課堂學習時間又是有限的;而有的化學實驗卻又在瞬間完成,學生來不及觀察到實驗中的現象。如:鋼鐵生銹條件的實驗探究,在課堂有限的時間內,學生根本無法觀察到鋼鐵生銹的實驗現象;而可燃性氣體和粉塵的爆炸實驗,學生往往無法觀察到在爆炸的瞬間體積迅速膨脹的現象。而在教學中采用多媒體技術,對實驗全過程進行錄制和加工,既為學生提供實驗全過程,不失實驗的真實性,又能對耗時比較長的實驗進行剪輯,在剪輯和旁白等錄音中突出重要的實驗現象及觀察點,或將一些瞬間完成學生來不及觀察到的實驗現象進行慢放,讓學生仔細觀察,從而提高學生對實驗觀察的有效性。
1.3演示危險性實驗:
有一些化學實驗具有一定的危險性或對局部環境有較大的影響,比如會有比較激烈的反應(爆炸實驗)或者在實驗過程中會產生對人體有害的物質如毒氣等,不適合在課堂上進行演示實驗,傳統的方法是將演示實驗變成了講實驗。于是“實驗”變成了紙上談兵,生動、有趣、變化莫測的實驗課變成講實驗,記實驗,嚴重影響學生的學習積極性和學習興趣。借助多媒體技術,老師可將這些具有一定的危險性化學實驗先在學生知道的特定場所做完,并錄制下來,在課堂上播放,這樣既保證了實驗的真實性,又保證了師生的安全和保護環境,達到了良好的教學效果。
2、提高課堂學生分組實驗的效率
分組實驗是化學實驗教學中很重要的內容,也是培養學生科學探究能力的重要手段。如果只是讓學生“照方抓藥”,依教師方法照做一遍,這樣無形中扼殺了學生的創造力,不利于全面提高學生的科學素養。而如果完全放手讓學生去探究,又可能會出現無法預想的后果,甚至是危險。如果在分組實驗教學引入多媒體技術,用豐富的文字、圖形、色彩逼真的畫面吸引學生的注意力,激發學生的探究欲;并配以科學性、趣味性的實驗要點解說,引導學生合理進行實驗,避免一些不必要的后果和危險。從而使學生分組實驗既符合新課程的理念,有探究的味,又避免讓學生進行一些盲目的探究,提高分組實驗的課堂教學效率。
3、模擬錯誤實驗操作
有一些化學實驗中錯誤操作會引起一定的危害,通過多媒體技術還可以對實驗中的錯誤操作引起的危害進行真實再現,引起學生的重視,幫助學生掌握正確的實驗操作步驟和操作技能。例如:通過多媒體技術,設計、制作了氧氣的實驗室制法的軟件,在實驗結束時,一旦學生操作錯誤,計算機則對水倒流試管底部,試管破裂的危險場面進行模擬。這樣的教學可以使學生正確掌握實驗操作規則和正確認識實驗裝置,對實驗的成功起到一定的作用。通過多媒體技術的模擬,不僅提高了實驗的成功率,更加深刻理解正確操作的重要性,對學生后續實驗的成功起起到事倍功半的作用。
4、利用多媒體技術揭示化學實驗宏觀現象的微觀本質
在“物質的組成和結構”這一部分內容中,要求學生能通過對化學實驗宏觀現象的觀察,來理解物質變化的微觀本質。學生對事物的認識,首先是對事物的感性認識。如:能說明微粒不斷運動的“濃氨水揮發使無色酚酞變紅”和“等體積的氣體和液體壓縮”實驗,學生只能觀察的宏觀現象,卻很難理解這些宏觀現象的微觀本質。因為在實際實驗中是無法觀察到分子、原子運動及分子、原子結構的。而使用多媒體技術,可以通過聲音、畫面、文字直觀展示微觀世界,反映出微觀粒子的運動、微觀粒子之間的空隙、在物理變化和化學變化中的化分等,使過去使用了“千言萬語”也不一定能敘述清楚的化學內容形象地展現出來,使學生易于感知、理解和想象,從而打破化學實驗教學學生認識中的限制,幫助學生從感性認識過渡到理性認識,從而有效地突破教學難點,掌握重點。
5、增大實驗復習容量
關鍵詞:DISLab 高中化學實驗教學 優化
中圖分類號:G623 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)05(c)-0000-00
1 簡單介紹DISLab技術
數字化信息系統實驗室(Digital Information System Laboratory),簡稱DISLab,它是在傳統的實驗儀器的基礎上,通過加載智能化的傳感器、數據采集器、計算機和實驗分析軟件,構成的新型實驗系統。(1)傳感器:傳感器能接受外界信號并以電信號的形式傳輸到數據采集器。傳感器種類很多,有溫度傳感器,壓力傳感器,光傳感器,氣體傳感器、酸度傳感器等。(2)數據采集器:數據采集器是連接傳感器和計算機的橋梁,其模數轉換裝置將傳感器采集到的電信號轉換為計算機能識別的二進制信號并傳輸到計算機。(3)計算機和實驗分析軟件:DISLab實驗分析軟件運行于Windows環境下,數據分析功能強大,經其自動處理,便可輸出為實驗所需要的相關數據和圖表。
2 DISLab技術在化學實驗教學中的運用實例
2.1 中和滴定曲線的繪制
在傳統實驗儀器的基礎上,我們增加了pH傳感器、光電門傳感器(自動液滴計數器)、數據采集器、計算機、磁力攪拌器。實驗時用移液管移取20ml 0.1mol?L-1 NaOH溶液至一只100ml燒杯中,滴入2~3滴酚酞,將燒杯置于磁力攪拌器上。將光電門傳感器接于酸式滴定管出口處;將pH傳感器放入盛有NaOH溶液的燒杯中,使電極玻璃泡完全浸入液面以下,且不能與磁力攪拌子碰撞。打開預裝程序,設置“計算表格”,添加變量“V”記錄滴入的HCl滴數(代表HCl滴入體積);打開磁力攪拌器,待系統顯示的pH值穩定后,打開酸式滴定管活塞,使酸液以1滴/秒勻速滴下;當pH降至2時,關閉酸式滴定管活塞。點擊“繪圖”,設定X軸、Y軸得出一組“V-pH”數據點。點擊“設置”,取消“只畫離散點”即可得到酸堿反應的滴定曲線。
2.2 影響硫代硫酸鈉與酸反應速率的因素
我們增加了色度傳感器(濁度傳感器)、數據采集器、計算機。實驗時連接數據采集器、色度傳感器、計算機并進入預裝軟件,在色度傳感器顯示窗口中選擇“Blue”(硫為黃色,主要吸收藍光)。向比色皿中滴加適量0.5mol?L-1 Na2S2O3溶液,將比色皿置入色度傳感器樣品槽內,再向比色皿中滴加適量0.5mol?L-1 H2SO4溶液,系統將自動記錄下溶液不同時間下的吸光度。更換0.2mol?L-1 Na2S2O3溶液與0.2mol?L-1 H2SO4溶液重復以上操作。
2.3 鐵的吸氧腐蝕實驗
我們增加了氧傳感器、溫度傳感器、數據采集器、計算機。實驗時將還原鐵粉、碳粉、飽和食鹽水裝入三頸燒瓶,連接數據采集器、氧傳感器、溫度傳感器、計算機并進入預裝軟件,將氧傳感器和溫度傳感器接入三頸燒瓶,待數據穩定后,打開攪拌器記錄“時間-溫度-氧濃度”數據。
以上幾個實例中,體現了DISLab技術在優化高中化學實驗教學中的強大功能:(1)酸堿中和滴定的教學難點是如何讓學生理解滴定過程中pH值突躍的真實存在。在傳統的滴定實驗中,學生很難真實感受到這一現象。通過應用DISLab技術,演示滴定曲線的獲得過程,學生可以直觀的觀察到滴定過程中pH值的突躍是客觀存在的,順利得出結論:變色點附近pH變化非常顯著,指示劑的變色點雖然不是反應終點,但引起的實驗誤差并不大,可確保酸堿中和滴定這一分析方法的科學性和準確性;(2)影響硫代硫酸鈉與酸反應速率的因素的實驗中,怎樣判斷反應速率是一個關鍵點,傳統實驗教學中在錐形瓶下面墊的一張畫有“十”字的白紙,通過溶液中出現的渾濁將“十”字完全遮蓋的時間來比較反應速率,這個方法有很多人為干擾因素,而利用色度傳感器就能客觀準確地判斷反應速率的大小,我們還可以鼓勵學生積極思考,利用氣體傳感器通過測定反應過程中產生的二氧化硫氣體的濃度來比較反應速率,也可以利用酸度傳感器通過測定反應過程中氫離子的消耗來比較反應速率,從而拓展學生的視野,開闊他們的思路;(3)鐵的吸氧腐蝕實驗中,氧氣的消耗不能被直觀的觀察到,傳統實驗中通過與試管相連的導管倒吸一段水柱的方法來間接地證明消耗了氧氣,而利用氧傳感器、溫度傳感器,就能在計算機上直接顯示鐵在腐蝕過程中消耗了氧氣,而且放出了熱量。
3 DISLab技術優化高中化學實驗教學中的思考
3.1 DISLab技術的優點在于提供了改進實驗手段和途徑
DISLab技術的優勢是能夠在很短的時間內采集和處理大量的實驗數據,使實驗結果更真實、更精確;它能夠檢測信號量的微小變化和瞬間變化,使實驗的研究范圍大大擴展;計算機接口可實現多通道并行采集數據,數據采集和數據分析可同時進行。這些技術特點,使DISLab可以高質量的實現許多傳統實驗儀器難以達到的實驗效果,使原本較難完成或不能完成的實驗有了實施的可能,在很大程度上提高了學生的實驗設計能力,有助于學生發現問題、形成假設并進行驗證。
3.2 DISLab技術有其不可回避的局限性
首先DISLab技術整套系統比較先進,要達到預期教學的目標,對教師、學生的綜合能力有更高的要求,正確熟練的操作DISLab技術需要一個漫長的學習過程;其次DISLab的自動化程度高,易使學生單純關注實驗數據的采集、處理,而高中化學的實驗教學目標主要是培養學生觀察、操作、分析、歸納、計算等能力,過度依賴DISLab技術會使化學實驗形式化和游戲化的傾向,這顯然與高中化學課程標準的能力要求相違背。
4 結語
DISLab技術是教育技術的進步,無論理論還是實踐都證明DISLab技術應用于教學具有非常獨到的優點。但考慮到高中化學的實驗教學目標主要是培養學生觀察、操作、分析、歸納、計算等能力,教學中對DISLab系統的利用應該做到恰到好處,傳統實驗與數字化實驗在教學中應當取長補短。只有在用了數字化實驗后能加深學生對化學原理、概念的理解,提高實驗測量的精度,以及需要大量數據進行分析處理時,用數字化信息系統實驗室才是比較合適的。
參考文獻
義務教育化學新課標鼓勵實驗教學創新,提出“條件較好的學校,應積極開展改進、創新教師演示實驗和學生實驗的活動,創造條件讓學生接觸一些先進的實驗儀器和設備,努力提高實驗條件和實驗手段的現代化水平” 。通過創造條件讓學生接觸一些先進的實驗儀器和設備,例如將手持技術應用于初中化學實驗教學,既可以開闊學生的視野、提高化學學習興趣,又有助于學生對知識的理解,提高分析問題和解決問題的能力,促進學生科學素養的提高。筆者結合教學實踐,開發了幾個將手持技術中的溫度傳感器和氣體壓力傳感器應用于初中化學實驗教學的案例,供同行參考。
一、溫度傳感器的應用
在物理變化和化學變化過程中常伴隨能量變化,利用溫度傳感器可以定量測量物質變化過程的溫度,進而判斷物質變化過程中的能量轉換。做這類實驗通常是通過手觸摸容器外壁和使用溫度計來定性和定量地測定體系溫度變化,但這兩種方法的靈敏度都比較低,尤其是物質溶解于水的過程和一些化學反應因能量變化不大或因為反應速率較慢,僅憑用手觸摸或一般的測量方法,不易觀察吸熱或放熱現象。利用溫度傳感器可以方便快捷地測量物質溶解于水和化學反應過程中的溫度變化,不僅增強了檢測的靈敏度,而且計算機可以實時顯示物質溶解于水和化學反應時的溫度―時間曲線,使學生在觀察實驗現象的同時,能夠以直觀、可視的方式對實驗數據結果進行觀察,有利于學生對物質變化過程中的溫度變化進行判斷,加深理解,利于記憶。
“溶解時的吸熱或放熱現象”是人教版《化學》(九年級下冊)第九單元“溶液”課題1中的探究實驗,內容是:請學生利用所給的儀器和藥品設計實驗方案,探究3種固態物質分別溶解于水時是放出熱量還是吸收熱量。利用溫度傳感器定量測量相同質量NaOH,NaCl和NH4Cl三種固體物質溶解于等體積水時溶液溫度變化,其溫度―時間曲線如圖1所示。可見,NaOH溶解于水時,溶液溫度升高,是放熱過程;NH4Cl溶解于水時溶液溫度降低,是吸熱過程;NaCl溶解于水時,溶液溫度稍有降低,也是吸熱過程,但其降低程度較相同條件下的NH4Cl小得多。手持技術方便、快捷,可以同時使用3支溫度傳感器,使不同物質溶解于水時的溫度變化同時呈現在一張溫度―時間曲線圖里,大大提高了實驗教學效率,有利于學生觀察和記憶。
圖1 相同質量樣品溶解時溶液溫度―時間曲線
利用溫度傳感器還可以測量化學反應過程中的溫度變化,判斷反應是吸熱反應還是放熱反應,例如鎂與鹽酸反應、氫氧化鋇與氯化銨反應等。通過實驗,讓學生感受物質在化學反應過程中的能量變化,能夠更深刻地理解放熱反應和吸熱反應的含義。
二、氣體壓力傳感器的應用
氣體壓力傳感器與數據采集器和數據處理軟件相結合,可用于檢測密閉體系內的氣壓變化,并將氣壓變化以數字、曲線等多種形式通過計算機實時顯示出來,有助于學生更好地把握實驗動態,以及對實驗結果進行分析和推測。
1.檢測“空氣中氧氣含量測定”實驗過程的氣壓變化
“空氣中氧氣含量測定”是初中化學一個非常重要的實驗,既是教學的重點內容,也是學生學習的難點。其實驗原理是利用紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣,使密閉容器內壓強減小,當溫度下降到室溫后,打開止水夾,在大氣壓的作用下,進入容器內水的體積即為減少的氧氣的體積。該實驗是學生學習化學以來接觸的第一個涉及“氣壓變化”的實驗,實驗原理中抽象的氣壓變化一直是學生理解的難點。利用氣體壓力傳感器檢測實驗過程中的氣壓變化,其實驗裝置如圖2所示。
圖2 氣體壓力傳感器檢測“空氣中氧氣含量測定”實驗的氣壓變化實驗裝置
實驗過程中體系內氣壓變化曲線如圖3所示。A點大氣壓為100.4 KPa;點燃紅磷迅速將燃燒匙伸入集氣瓶內,并將膠塞塞緊,由于紅磷燃燒放熱,此時集氣瓶內空氣受熱膨脹,使瓶內氣壓瞬間增大,由B點升至C點;稍后,集氣瓶中的氧氣被紅磷燃燒消耗,使瓶內氣壓迅速減小;待燃燒結束,冷卻至室溫,集氣瓶內氣體壓強降至D點(79.6 KPa);此時,打開止水夾,燒杯中的水迅速進入集氣瓶中,瓶中氣壓迅速上升至E點(99.5 KPa),這時燒杯內的水停止流入集氣瓶,集氣瓶內外壓力平衡。由于廣口瓶里導管口與燒杯內水面不相平,玻璃導管內存在一定液柱高差,導致反應結束后瓶內氣壓稍低于大氣壓。
為了準確計算空氣中氧氣的含量,應注意比較燃燒前后、在同樣的常溫常壓條件下,集氣瓶中氣體體積的變化量。設實驗前集氣瓶中空氣的體積為V1,經壓力傳感器檢測室溫時大氣壓為100.4KPa(A點);紅磷充分燃燒后冷卻至室溫,止水夾尚未打開,集氣瓶中的氣體體積仍為V1,此時瓶內氣壓為79.6 KPa(D點)。根據克拉伯龍方程,可以算出在常溫常壓下集氣瓶中剩余氣體的體積,所以紅磷燃燒前后集氣瓶中氣體體積的變化量,該變化量即為集氣瓶中氧氣的體積,由此求得空氣中氧氣的含量。
圖3“空氣中氧氣含量測定”實驗氣壓―時間曲線
將氣體壓力傳感器應用于“空氣中氧氣含量測定實驗”,不僅可以檢測實驗過程的氣壓變化,使化學反應過程中不易覺察的氣壓變化“可視化”,而且實現了對該實驗的定量研究,較用肉眼觀察進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶中空氣體積的比例,估算空氣中氧氣含量更為準確和直觀。這種方法不僅有助于學生深入理解實驗原理、實驗設計思路和操作方法,而且可以使學生學會從定量的角度分析和解決問題,培養科學的思維方法。
2.驗證二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應
在初中化學“堿的化學性質”中,“二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應”是其中的重點內容。由于該反應沒有可觀察的明顯現象,學生不易判斷反應的發生,因此這種有氣體參與、無明顯現象的反應,可以借助氣體壓力傳感器進行研究。利用氣體壓力傳感器檢測等量(20 mL)的40%氫氧化鈉溶液和水分別與等體積(500 mL)、等壓強的二氧化碳氣體反應,實驗裝置如圖4所示。
圖4 氣壓傳感器測定二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應和與水反應體系中的氣壓變化實驗裝置
反應體系氣壓―時間曲線如圖5所示。氫氧化鈉溶液中有水,二氧化碳溶于水,究竟是二氧化碳溶于水使反應體系壓強變小,還是二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應使體系壓強變小?由于一體積水能溶解一體積二氧化碳,因此注入水的燒瓶內二氧化碳氣體壓強幾乎無變化;注入氫氧化鈉溶液的燒瓶內二氧化碳氣體的壓強顯著下降,從86 KPa降至0.5 KPa,二氧化碳氣體幾乎全部被消耗。此對比實驗可作為二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生反應的有力證據。還可繼續向圓底燒瓶的生成物中滴加稀鹽酸,若有氣泡產生,則進一步證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了反應。
圖5 二氧化碳與氫氧化鈉溶液和二氧化碳與水反應體系氣壓―時間曲線
三、教學建議
1.手持技術可作為常規實驗教學的有益補充
手持技術應用于初中化學實驗教學,其最大的優勢就是實時化、可視化和定量化。但能用傳統實驗方法呈現和說明問題的,就不必借助手持技術。手持技術可作為化學實驗教學的輔助和有益的補充,只有在傳統實驗難以或無法實現的情況下,例如實驗效果不佳或宏觀現象背后不易覺察的微觀變化以及需要定量化的實驗等,可采用手持技術對傳統實驗進行改進和完善,將實驗的教學功能最大化。對于有氣體參與的化學反應,其中的氣壓變化是肉眼無法察覺的,尤其對于實驗體系中微小的氣壓變化,采用氣壓傳感器較借助氣球的形狀改變或U型管液面的升降來說明氣壓變化更靈敏、更具說服力。例如“物質溶解時的吸熱和放熱”實驗,還可將溫度傳感器和氣體壓力傳感器聯用,檢測密閉體系物質溶解過程中由于溫度變化而引起的氣壓變化。
2.關注化學實驗中的氣壓變化
許多化學實驗都涉及氣壓變化,例如有氣體參與或生成的化學反應、裝置氣密性的檢驗、物質溶解時的吸熱和放熱等。在教學時,教師在注重具體知識教學的同時,還應注意對化學實驗中的氣壓變化進行分析,通過實驗探究或展示反應體系氣壓―時間曲線,使學生對化學反應過程中伴隨的氣壓變化有感性認識,不僅要知道氣壓變化對化學實驗的影響,而且還要理解氣壓變化的原因,促進學生對氣壓變化實驗的原理和設計方法的理解。教師只有在日常教學中關注化學實驗中的氣壓變化,注意對氣壓變化進行分析,使學生逐步學會運用氣壓變化的原理分析和解決實際問題,這樣學生在解答與氣壓有關的實驗探究題時才會更加得心應手。
四、結束語
將手持技術應用于初中化學實驗教學,是化學啟蒙教育階段培養學生科學素養的重要途徑,其實時、快速、準確、直觀的特點,不僅使實驗操作簡便、易于觀察,降低了實驗和學習的難度,促進學生對知識的理解、記憶、鞏固和應用,而且提高了學生實驗探究水平,有利于培養學生的創新意識和實踐能力。將手持技術與傳統實驗有效結合,積極探尋手持技術在傳統化學實驗中的生長點,不僅為傳統的化學實驗教學注入新的活力,還有助于教師改進和創新實驗方法,提高自身專業素養,促進教師專業發展。
參考文獻
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[關鍵詞] 微型化學實驗;藥品檢驗;快速檢驗
[中圖分類號] R446 [文獻標識碼]B[文章編號]1673-7210(2007)12(b)-110-01
目前國內藥品市場偽劣產品依然存在,藥品監督部門很多情況下都是抽取樣品到藥檢所檢驗,往往不能及時發現問題,且浪費人力、物力。因此,有必要探索出可行的快速檢驗方法并研制一種方便攜帶的試劑箱,即把簡易實驗室搬到現場來進行現場鑒別。我們將微型化學實驗技術與方法應用到藥品檢驗中去,兩者有機地結合起來,根據快速檢驗的要求,探索了一些實驗方法并研制了微型試劑箱。這些實驗方法和微型試劑箱可供藥品從業人員對藥品進行初步的真偽鑒別。
1 實驗儀器的選擇
1.1多用滴管
普通實驗室常用膠頭滴瓶盛放試液,該瓶瓶口為磨口,倒置則漏液,且體積較大,不宜攜帶。為此,我們選用微型化學實驗常用的多用滴管來盛放試液。多用滴管由具有彈性的聚乙烯通過吹塑制成,它是一個圓筒形的吸泡連接一根細長的莖管而成,吸泡體積約為4 ml,該滴管集儲液瓶和普通滴管的功能于一體,體積細小,且具有不易漏液的優點。將貼有試液名稱標簽的多用滴管整齊地排放在一個透明的有機玻璃盒中,各種試液一目了然。
1.2小型折疊電吹風
普通鑒別實驗中的水浴加熱、蒸干,需用電爐、水浴鍋等,攜帶不方便,不宜現場使用,為此,采用電吹風吹干可代替原方法中的水浴加熱、蒸干的操作,同時,也可用熱風代替酒精燈來加熱試樣,方便快捷。為了盡量減少體積,我們選用體積較小的可折疊電吹風。
1.3防風丁烷氣打火機
微型化學實驗技術所用供試液較少,體積細小的打火機可代替酒精燈用于加熱試樣,也可用于金屬離子的火焰反應試驗,操作更為方便,使用更為安全快捷。
1.4井穴板和小型試管
微型化學實驗常用的井穴板由聚苯乙烯或有機玻璃經壓塑制成,具有試管、點滴板的功能,通常有多個孔,相當于多個試管,有時還可起到一組比色管的作用。
1.5 其他
箱內放入少量試劑瓶,用于儲存蒸餾水、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液等一些用量較大的試劑和一些固體試劑,以及硫酸、硝酸等需特別儲存的試劑。
實驗室常用的儀器如蒸發皿、試管架、漏斗、量筒、移液管等必需的儀器均收入其中,不同的是,所有儀器均為小規格品種。
2 試劑的種類的選擇
2.1 液體試劑
根據需要,可將實驗室常用的試液吸入多用滴管中。對于一些容易變質的試液一般可在出發前吸入多用滴管中,以保證試液的質量。
濃硫酸、濃硝酸、濃鹽酸等強酸均用特殊玻璃瓶盛放,外套塑料瓶以保證安全。
2.2 固體試劑
一些常用的固體試劑和一些需臨用新配的試液所需的固體試劑,盛放于試劑瓶中。
2.3試紙
常用的試紙如石蕊試紙、醋酸鉛試紙等均應收入其中。
2.4試劑箱的要求
根據試劑箱應體積較小、攜帶方便、試劑(試液)品種較多且試液瓶不漏液、各種實驗儀器能基本滿足實驗要求等特點,設計了該微型試劑箱。本試劑箱采用一個30 cm×10 cm×40 cm大小的公文箱作為外包裝,可防壓又便于攜帶。
3 微型試驗法
在原質量標準的基礎上對取樣量、試劑用量等進行相應的調整。如對乙酰氨基酚的鑒別,藥典的方法為“取本品約0.1 g,加稀鹽酸5 ml,置水浴中加熱40 min,放冷;取0.5 ml,滴加亞硝酸鈉試液5 滴,搖勻,用水3 ml 稀釋后,加堿性β-萘酚試液2 ml,振搖,即顯紅色”。本方法對取樣量、試劑用量等進行相應地減少,為藥典方法的1/5。
省略某些對實驗結果影響不大的步驟。如藥典中鹽酸四環素片的鑒別,需加乙醇提取,提取液蒸干,取殘渣加硫酸顯色鑒別,而本方法直接取片粉加硫酸顯色鑒別,省略了提取蒸干的步驟,但又不影響結果。
多用滴管的液滴體積可預先進行標定,測得每滴試液的體積,采用試液的滴數來控制試液的用量。
采用電吹風的冷風或熱風吹干代替原方法中的水浴加熱、蒸干的操作;用電吹風的熱風或打火機來加熱試樣。對于一些必須采取濾過處理的樣品,采用濾紙吸取試液的方法在濾紙上進行反應。
4 討論
本微型試劑箱目前只適用于采用化學反應進行鑒別的藥物,有些藥物雖然原標準中采用化學反應的方法鑒別,但由于所用試劑較為特殊,而本試劑箱內沒有放入,故無法用本試劑箱進行鑒別。
本試劑箱內的多用滴管、各種儀器的數量可根據實際情況增減,多用滴管內的試液可在出發前裝入。在藥品監督過程中,若有目的地對某些品種進行監督檢查,則可在出發前對所需試劑、儀器進行選擇,選用更小的外包裝(外箱)更加便于攜帶。
[參考文獻]
【關鍵詞】多媒體技術 高中化學 實驗教學 應用
眾所周知,在高中化學的教學過程中,實驗教學所占的比例較大,然而,大部分學校在化學實驗室硬件條件方面并不能滿足具體的要求,最終使得實驗教學的效果很不理想。當下,現代多媒體技術在高中教學中被廣泛應用,所以,將其應用在高中化學實驗教學過程中,不僅能夠有效地解決目前硬件條件不足的問題,同時還能夠充分發揮實驗教學的作用,使學生實踐操作能力與邏輯能力得到提高,進而更深入地了解并掌握化學實驗知識。
一、投影技術的應用
在高中化學實驗教學中重視的是物質間的變化,學生在化學實驗的實際操作中不僅能夠豐富自身科學知識,同時也能夠得出正確的化學實驗結論,使其不斷提高判斷能力。化學實驗教學一定程度上激發了學生學習化學的興趣,為其提供了實踐操作的機會,并且能夠在實驗過程中感受到化學實驗的樂趣。然而,通常情況下,化學實驗課堂教學中會使用大型號的實驗儀器,并且加大實驗劑量,進而使學生更好地認知實驗,達到實驗教學的主要目的①。但是,實驗過程中所使用的儀器型號以及藥品劑量的大小都會對實驗教學的效果產生一定的影響,會使學生很難觀察到實驗瞬間的反應,最終無法達到實驗教學的真正目標。然而,將投影技術應用在高中化學實驗教學過程中,不僅能夠使實驗的流程與結果被放大,更加細致,同時,還能夠提高學生觀察的能力,有效地防止了儀器的損耗與藥品的浪費。
二、錄像技術的應用
化學實驗需要花費較長的時間,如果化學反應比較緩慢就會對學生耐心以及觀察實驗現象的能力產生一定的考驗。在課堂教學中利用教學時間來進行化學實驗是很浪費時間的,而化學實驗最主要的目的就是使學生觀察實驗反應的瞬間,進而得出實驗原理與結論,所以僅僅花費時間等待實驗發生的過程并沒有意義。所謂的錄像教學指的就是將化學實驗整個過程詳細記錄下來,并根據教學的重點對視頻進行剪輯,進而保證學生能夠盡快觀察到實驗的現象,并更好地理解與掌握化學知識點。然而,在化學實驗過程中還存在較多的安全問題,有一些化學反應比較過激,對學生的安全造成威脅,還有可能產生有毒氣體,這些實驗操作是不能在課堂教學中進行的②。然而,錄像技術卻能夠將實驗過程準確地記錄下來,并在其中提示實驗過程中所需使用的方法以及注意事項,并利用大屏幕,將實驗所需裝置放大,使學生更深入地了解實驗的具體功能。而教師在播放視頻的過程中,也更方便進行實驗內容的講解,進而為學生營造聲圖并茂的學習環境,有效地調動了學生學習化學實驗的積極性。
三、計算機技術的應用
在高中化學實驗的教學過程中,化學實驗的步驟以及安全操作的規范是十分重要的,如果實際操作不規范,就很容易造成嚴重后果,同時實驗事故的發生也會對學生進行化學實驗的興趣產生不利的影響,嚴重的還會使學生產生恐懼感。在高中化學實驗教學中應用計算機技術不僅能夠有效地防止并降低化學事故發生的幾率,同時,還能夠事先進行模擬試驗,這樣一來,學生就能夠通過計算機軟件來熟悉并掌握實驗的具體步驟,進而降低失誤操作的幾率,提高實驗可觀性,使學生更好地準備化學實驗。
在高中化學實驗教學中運用計算機技術還需要教師選擇最佳的學習軟件與學習資料③。以氯氣制法實驗為例進行分析,該實驗中會涉及到很多復雜的步驟與注意事項,大部分學生都會出現失誤操作的問題,其中最常見的就是酒精燈與導管移除的順序,根據學生的習慣,通常會移走酒精燈,但是會對實驗者與周圍的環境帶來安全問題。然而,將實驗操作的步驟移入到計算機中,就能夠使學生對實驗的步驟進行熟悉并了解,這樣就能夠有效地降低實驗的危險性。此外,在氯氣純度檢測實驗過程中,如果氯氣的純度不足就很容易發生爆炸,進而對學生生命安全造成嚴重威脅。要想使學生更好地養成實驗習慣,并增強安全意識,就可以利用計算機技術來設計出氫氣爆炸的情景,進而使學生對實驗事故加深認識與了解。積極鼓勵學生使用計算機軟件進行操作,這樣不僅能夠提高學生參與化學實驗的積極性,還能夠達到理想的實驗教學效果。
結束語
綜上所述,在高中化學教學中實驗教學發揮著重要的作用,所以,在實驗教學的過程中應幫助學生養成良好的操作習慣。而將先進的信息技術應用在實驗教學中,不僅豐富了教學的手段,同時也提高了教學效率。多媒體技術在化學實驗教學中的廣泛應用,使學生更好地掌握了實驗的重點,并突破了原有教學方式的束縛,彌補了實驗教學抽象性的不足之處,使實驗現象與步驟更加細致,同時也提高了學生參與化學實驗的積極性,有利于更好地實現化學實驗教學目標。
【注釋】
① 盧引蘭. 多媒體技術在高中化學實驗教學中的應用[J]. 中國科教創新導刊,2013(6):134.
② 敖小立. 淺談多媒體技術在高中化學實驗教學中的應用[J]. 無線互聯科技,2012(10):217.