化学实验教学中应用多媒体的重要性_化学实验教学的重要性

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化学实验教学中应用多媒体的重要性

化学实验作为我们化学学习的基础与中心环节，无论在激发学生学习兴趣、使学生获取知识、提高科学素养与培养创新能力都具有十分重要的意义。进入21世纪，随着计算机和网络技术的不断发展和广泛应用，现代信息技术得到了飞速的发展，对现代教育也产生了巨大的影响，使学校的教育手段和方法发生了一系列的变化，为全面推进素质教育和新课改开辟了广阔的前景。因而探索信息技术在化学教学中发挥优势及探索更有效的教学模式，是现代化中学化学教师们普遍关注的问题。利用现代信息技术，使一些在课堂上难以演示的、有毒的、危险性较大的实验等，都能利用图片、动画、视频清楚地展示出来，融合到实验教学中。这种融合不仅增强了学生的学习兴趣，又有利于学生创新能力和实践精神的培养，为全面提高学生素质能力幵辟了广阔的天地。

一、化学实验的重要性

化学是一门以实验为基础的自然科学，也是部分科学学门的核心，如材料科学、纳米科技、生物化学等，因此也被称为“中心化学”。化学在与物理学、生物学、地理学、天文学等学科的相互渗透中，得到了迅速的发展，也推动了其他学科和技术的发展。化学历史悠久，与人类的进步及社会发展密切相关，是社会发展的重要标志，也是人们认识与改造物质世界的主要方法与手段之一。化学学习与学习其他课程一样，要从基础—实验开始。实验是学习化学、体验化学和探究化学过程的重要途径。通过实验能够激发学生学习兴趣，使学生主动获取知识、提高科学素养、培养创新能力。因此，重视和改进化学实验教学，对于提高中学化学教学质量具有十分重要的意义。

1、化学实验可以激发学生的学习兴趣

兴趣是学习最好的老师，学习兴趣是学习动机中最现实、最活跃的成分。化学学习兴趣是指学生对化学学习的一种带有情绪色彩的特殊的活动倾向，它是促进学生探究物质及其变化规律的一种重要的内在动力，具有较强的动机功能。化学学习兴趣按照水平高低可将其分成“感知兴趣”、“操作兴趣”、“探究性趣”和“创造兴趣”等四种水平。中学生正处于接受新事物较快，对新事物充满好奇的年龄，他们的学习动机基本都是以满足自己的好奇心和自己的兴趣为主，化学实验具有千变万化的现象，正好能够引起学生产生浓厚的学习兴趣。中学生刚接触化学时，可以通过一系列千变万化的趣味性实验现象来吸引学生。比如，刚开始上化学课时，先用无色酚酞在白纸上画出一个小笑脸，待其干后不留任何痕迹，而我们再对其上面喷洒氢氧化钠溶液，就会显现出一个红色的小笑脸。对于没有学过化学的同学可能觉得就像魔术一样，像这样的实验还有很多，如“喷泉实验”、“白纸显字”等实验使学生不断产生新的好奇心，新的兴奋点，随之就会有不断求知的兴趣，就会形成今后愉快、主动学习化学的内在动力。

2、化学实验能够创设生动活泼的化学教学情景

布朗（Brown J S）等人在“情景认知和学习文化”一文中首次提出了情景认知的观点，认为：知识是具有情景性的，知识是在情境中通过活动与合作而产生的；当学习发生在有意义的情景中才是有效的；只有在情景中呈现的知识，才能激发学习者的认知需要，从而产生学习动机和学习兴趣。所谓的化学教学情景就是指在化学教学中能够激发起学生学习积极性的各种景物。而化学实验是通过一个实验情景引入教学，为学生提供一个知识产生的背景；是将问题与实验情景融为一体，任务始于实验活动，并随着活动的进行提出新的问题，强化并调控学生的实验探究活动；是创设生动活泼的化学教学情景的一种常用的形式，便于学生进行理解与记忆。

3、实验探究是转变学生学习方式与发展科学探究能力的重要途径

从学习方式的角度来看目前的化学教学正在经历从“读化学”、“听化学”向“做化学”、“探究化学”转变。化学教学中的科学探究主要有实验探究、调查探究和讨论探究三种形式。其中，实验探究是最常用、最主要的一种形式。实验探究是通过以实验方法为主进行的一种探究活动，实验探究具有问题性、活动性和体验性，能够有效地改变学生的学习方式和教师的教学方式。通过探究性实验，学生可以探究一些他们好奇的未知世界，理解和巩固化学知识，理解化学概念，掌握必要的实验技能，激发学习兴趣，学会科学研究的方法。例如：让学生做“对蜡烛及其燃烧的探究”的实验时，（1）老师提出问题：①观察点燃前（蜡烛的颜色、形态、硬度等）②点燃过程中的探究（蜡烛燃烧后生成的物质是什么？火焰哪层温度最高？）③用火源接近干熄灭蜡烛的余烟会发生什么现象？④检验生成物时用干燥的冷烧杯罩在火焰上方观察烧杯里的现象？（2）让学生猜想和假设上述的问题②③④，猜想要符合一定的逻辑，同时必须考虑到是否可以检验；（3）最后通过实验验证假设：在实验过程中，要鼓励学生大胆的想、做、及突破“老师没提到”的束缚。通过科学的实验探究活动来学化学，在这一过程中学生可以把化学知识与观察、推理和思维等技能结合起来，从而能动地获得对化学知识的理解。

4、化学实验是落实“情感态度与价值观”目标的重要手段

落实化学课程中情感态度与价值观等体验性目标，要运用“体验”的方法。所谓体验是指主体内在的历史性的知、情、意、行的亲历与验证。体验作为一种方法，要通过具体的活动来承载，而化学实验活动，尤其是实验探究活动，则是学生获得各种体验的最基本、最重要的载体。化学实验中所强调的实验方案设计和实验评价能够更好地帮助学生树立绿色化学思想,培养环境保护意识。对于探究实验任务都有一定难度，这就要求小组内同学具有较强的合作意识，很好地分工协作，从而培养学生合作学习、团结协作的意识。实验化学具有定性和定量研究相结合的特点，要突出实验方法论对化学实验的指导作用，这些都更有利于培养学生严谨的科学态度、批判精神和创新意识。例如，通过对“水资源的利用与保护”的学习，使学生认识到随着人口的增长、经济的发展和人民生活水平的提高，水资源短缺、污染等问题日益突出。因此，合理开发利用和保护水资源是一项重要而艰巨的任务。每一个人都应该树立节约用水的好风尚；还可以通过煤、石油等内容的学习，使学生了解我国能源与资源短缺的国情，知道自然资源并不是“取之不尽，用之不竭”，深刻体会资源的综合利用和新能源开发的重要意义，树立环保、和谐、可持续发展的的意识观。

二、中学化学实验教学现状分析

中学化学实验具有多种功能，主要是启发学生的思维、传授知识和技能；培养学生科学的自然观和方法论；开发学生智能、发展个性和培养科学的情感态度及价值观的功能等。然而就目前来看不论是主观上还是客观上都存在一定的问题，使科学的教学效果受到一定的影响。

1、实验资源现状问题

化学实验教学对培养学生的能力，提高学生的素质，及对促进学生的全面发展都是极其重要的。而实验教学能否得以开展，还得依赖于是否具有一个教学仪器齐全、药品充足、能完成实验教学工作的化学实验环境。但目前一些经济欠发达地区，尤其是相对落后的乡下地区由于经费困难，交通不便，校舍紧张等原因，一些学校的实验室建设非常落后，主要表现在：第一、实验室的数量不足，有一些学校由于受到资金以及其他方面的影响，化学实验室的数量不能满足实际教学的需要，不仅数量少，而且教室可容纳学生的数量也不多，限制着学生做实验的机会，很多学校的学生一年都进不了一次实验室，更别说熟悉实验仪器与动手做实验；第二、现行的化学新教材中，虽然增加了许多实验，但绝大部分为演示实验。传统的教学是教师台上做，学生台下看，因空间因素的制约，并不是所有学生都能看清实验现象，而教学进度时间紧，又不能重复，也不允许拉长时间观察，所以留给学生的都是一些似是而非的印象；第三、普通中学实验室“缺仪少药”较为严重。因化学实验是一种消耗实验，一些仪器需及时添补，化学药品用完不能再生，更需及时添补，仪器药瓶的不齐全致使教师无法开足开全演示实验或让学生做实验。一些实验用具陈旧落后，一部分学校的化学实验用具更新的周期长，不能适应新课改对化学实验的要求，也跟不上当前的形势，而且还存在着安全隐患；有的实验因药品或其它不确定因素实验还不成功；有的实验反应速度太快，不易观察；有的反应速度太慢，现象不明显；有的实验因有毒、污染严重、危险性较大、或对设备器材、药品要求稍高等原因而被取消，所有这些都会制约实验的开展，所以经常达不到实验要求的目的。第四、实验教师缺乏，很多学校缺乏专业的实验教师，而且对化学教师的实验教学培训不足，教师难以适应新课改的要求。

2、实验教学过程及方法现状问题

受传统教学观念的影响，现在大多中学化学实验教学方法仍采用以讲解实验为主，留给学生无限的想象空间，却让学生无从思考。有的上课时只让学生去做分组实验，然后在学生完成实验后教师再把实验中涉及到的化学知识进行讲解，课堂气氛不活跃，师生之间缺乏必要的互动，学生提不起学习兴趣。有的老师只是通过自己的简单动手让学生观察，虽然过程涉及点强调充分但却束缚了学生自己的动手能力，而且也束缚了学生的主观能动性，达不到对学生实验能力的培养，失去了实验教学的意义。

3、实验认识及态度分析

化学是一门以实验为基础的学科，但由于各种因素的长期影响，在传统教学观中学生总是处于被动地位，学习的主动性受到压制，实验能力的培养，尤其是实验过程中观察能力和思维能力的培养，一直是化学教学的薄弱环节。教材中安排的实验多数是用来帮助学生形成、理解、巩固所学知识的，属于验证性实验。这些实验始终处于概念和理论依附地位，仅作为验证化学知识和化学理论的手段。原理、步骤、反应现象、实验结论在教材中均已写明，学生习惯进入实验室，一切都是别人准备好的，学生不必用心思考、分析，只要单纯模仿、重复，“照方抓药”，稍加动手就可以完成实验。另外一些教师准备不足，讲解粗放、重结论轻过程。有的教师思想上不重视，甚至认为“做实验不如讲实验”。在这种状态下，学生的思维活动降到最低程度，通过实验发展学生智力、培养能力自然成了空话。

三、新课程标准下对化学实验教学的要求

实验作为学习化学的基础，化学的发展和创新也离不开化学实验。而新课标下的化学学习的一个鲜明特点就是要以培养学生的科学素养为宗旨。“实验化学”课程将实验技能、实验方法、实验思想、科学态度、科学价值观融为一体，在解决具体实验课题的过程中实现课程目标，较好的体现了实验在科学探究和培养学生科学素养方面的重要作用。在课程标准中，对“实验化学”课程的要求主要有三方面：一是实验的基本技能。如物质分离与提纯，常见物质组成与结构检测，天平、酸度计等仪器的使用，常见物质的制备与合成；二是实验研究的思路。如控制反应条件，设计、评价与优化实验方案，对实验现象做出合理解释，收集并处理实验数据，误差分析，应用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律；三是与化学实验有关的价值。如安全意识、绿色化学思想，环境保护的意识，定量意识等。这就要求我们教师在课堂教学中使实验尽可能地出现在各个角落，绝对不能讲实验、背实验，因为它不仅是作为实现“知识与技能”目标的手段，更重要的是要将它作为实现“过程与方法”目标的基础，最后为实现“情感、态度与价值观”目标做好准备。中学化学中的实验教学不仅可以帮助学生系统掌握化学知识，提高学生的学科素质，还能对学生的终身学习和发展起重要的促进作用。特别是新教材，更强调了化学实验的重要地位，对实验教学也进行了重大改革，每个实验都可以让学生亲自动手做，加大了实验探究的力度。例如新教材必修1第一章就是《从实验学化学》，也就是说高中化学一开始就是实验教学，应该是培养学生化学实验意识的最佳时机，教师要及时的、有意识的引导学生从思想上重视化学实验。近几年高考化学实验试题也更灵活，更科学，更贴近中学化学实验教学，经常做实验的学生和很少做实验的学生就能很好地被区分开。也就要求师生必须扎实做好每一个化学实验，让学生学好高中化学，提高学生的化学学科素质，也为学生以后走上社会有更强的实践能力和创新能力而做准备。

四、多媒体在化学实验教学中的优势

中学化学教育要求全面培养学生的观察、分析、比较、归纳和实践的能力。而化学是一门基础自然科学，它研究物质的组成、结构、性质及变化规律。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，记忆的成分较多；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。有的化学实验会造成环境污染，部分实验可能会存在安全隐患。以上问题与不足使教学过程中教师、学生、教材和手段难以协调为一个整体系统，特别是当前进行的课改中，部分偏远落后地区因条件所限，难于开展化学实验，难于利用化学实验及网上资源进行探究实验教学，存在着大多数教师在黑板上“画”实验，在课堂上“讲”实验，在题海中“验证”实验的现象，严重地违背了认知事物的一般规律，违背了学生年龄、生理、心理特点，也违背了基础教育的基本规律，从而扼杀了学生学习化学的个性思维，学生只是简单地从识记中机械地记忆前人的成果，故使得化学知识的获取过程变得枯燥无趣，学习毫无创新性，也不能更好的学以致用。加强化学实验教学是进一步提高化学教学质量的一个重要因素。利用多媒体投影、摄像、放像等技术及多媒体网络技术便可克服传统课堂教学的部分不足，辅助和优化课堂教学过程，丰富完善教师的教法，达到提高化学实验教学质量，发展学生素质的需要。

1、丰富实验，提高学生兴趣

多媒体具有集信息于图、文、音、视、动、色为一体，综合表现力强的特性，以新颖性、趣味性、艺术性吸引学生的注意力和好奇心，调动学生的多种感官参与学习。通过多媒体的音、像、画面，为学生创设有趣的学习情景，使学生入境动情，在轻松愉快的气氛和美的感受中学习知识，大大调动了学生课堂学习的积极性和兴趣。让数学课堂充满生机和活力。例如在讲授金属钠与水反应这一节时，可以利用多媒体中的幻灯片（Power point 简称PPT）、动画（Flash）或视频（如图1所示）来充分表现“浮”“球”“游”“响”“红”，通过动画及颜色变化让学生对这五个特点理解更深，从而也激发学生的学习兴趣。

图1 碱金属钾与水反应

2、优化实验教学，提高实验效率

化学是一门实验性的科学，但其中相当一部分化学实验，无法在课堂上直接演示，或是实验过程不明显、现象变化速度我们无法观察，学生仅仅通过课本中的文字说明，往往难以理解。但利用多媒体开发软件，将这些抽象复杂难于理解的内容制作成课件，在短时间内可以方便地重复、加快速度、减慢速度的演示实验；做到鲜明、生动、安全地展示，可以使教学内容变得直观化和形象化[。如：学生很难理解用排空气法收集气体的实验原理，因为整个过程是非常抽象的，我们肉眼根本看不见，所以学生会将一个盛满空气的集气瓶理所当然地认为是空瓶。而若用计算机多媒体技术对这个过程进行模拟，就会使实验现象表现更加具体和直观，则有助于学生理解实验现象的本质，从而激发学生的学习兴趣，增加直观教学效果。