计算机辅助化学教学探索与思考(改)_计算机辅助化学教学
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电脑辅助化学教学探索与思考
寿县迎河中学 徐传球
当今世界，科学技术突飞猛进。随着课程教材改革的全面推行和逐步深入，教学手段的现代化是当前实施素质教育，提高课堂教学效率的重要课题。二十一世纪的课堂是多媒体的课堂，以黑板粉笔为主要教具的传统教学模式正受到新的挑战，电脑辅助教学CAI正无可抗拒地成为世界范围的教育领域和未来教学的发展趋势。我校已申报《运用多媒体技术优化学科教学的研究》课题，本文就电脑辅助化学教学的功能必要性和应用方面作些探索和思考。
一、CAI在化学教学中的功能
心理学表明，初中生主要通过形象思维理解和掌握知识，高中生的逻辑思维能力得到迅速的发展，其观察能力，记忆能力，想象能力不断发展变化和完善，他们不仅能认识事物的本质属性，还能揭示事物运动发展变化的原因。就电脑辅助化学教学而言有如下功能:
1、多媒体集文字、图形、声音、动画、影片等多种信息来帮助化学教师呈现教学内容，具有很强的真实感和表现力，激发并强化学生的各种心理活动。化学多媒体软件在内容组织上采用大量的色彩鲜明，活泼有趣的音象画面，有助于激发学生的学习积极性。
2、利用多媒体的人机对话、界面友善、超文本、人工智能、虚拟现实等功能，可以使学生沿着自己的思路，按自己的需求发展学习的过程，能够及时反馈教学信息，可突出重点，破译难点，增大课堂教学容量，提高教与学的效率。
3、可以变抽象为具体，模拟微观世界的化学反应和现象，使教学更加形象、直观，便于学生理解和掌握。化学是研究原子、分子等微观运动和变化规律的一门学科，如物质的结构较难用语言描述清楚，特别是空间结构，借助模型可以减少教师讲解的难度，但实验室并不是所有的模型都有，而且对于复杂结构的模型的制作，保存和使用都有一定限制。利用电脑的三维图形功能则可轻松解决此问题。
4、可以动态地，对比地演示一些化学现象，可以有效地控制变化的速率，调节快慢，从而便于学生观察和思维。有些化学反应瞬间完成，对其过程很难分步观察与判断，通过多媒体技术，教师可以模拟控制反应变化的速度，调整教与学的进度，在教师和电脑的共同启发下，培养学生的能力。
正如埃斯特伦所说:“电脑能非常直观地，多方面地提供学习经验，这可以使一个年轻人在大约几个月的时间内达到用传统教学方式需几年才可达到的水平。”
二、CAI在化学教学中的必要性和可行性
化学是一门宏观现象下隐藏着微观现象的自然科学，现象是它的表现特征，微观抽象性是它的难点，因此，化学基础理论的教学历来是中学化学教学的难点。高度重视化学实验的教学，对化学宏观现象的教学起了根本性的作用，但对微观抽象性知识点如化学平衡、电子云、原电池、物质结构等，仅靠模型强化，学生的理解欠深层次。按照现代心理学的观点，人的认知活动是人对外界信息进行积极加工的过程。学生的学习是典型的认知活动，学生智能的发展首先依赖于外界信息本身，因此，要突破上述难点，就必须使不可见的微观世界宏观化，抽象理性的理论具体化、感性化，并且尽可能通过多媒体，多方位地为学生提供学习信息。
自上个世纪末开始，硬件方面PC成本的剧跌而逐渐普及家庭，软件方面微软的WINDOWS操作平台的诞生和面向对象编程机制的成熟使得应用软件易学好用。因此，许多教育专家认为从事CAI研究成为可能，给CAI研究注入了新的活力。掌握一定的电脑基础知识，中学化学教师完全可设计出符合化学教学实际的CAI软件。目前，部分学校都已配备了软、硬件，建立校园局部网，甚至可以上信息高速公路，交流教育信息，真正实现教育世界化，实行资源共享。
三、CAI在中学化学课堂教学中的运用 1.绪论课
基础化学课程的绪论课，一般都要介绍学科研究对象、学科发展简史、学科特点、物质分类、学习方法及本学科在国民经济中的地位和作用。其教学目的，不仅应使学生对本学科有一个大致了解，而且要激发学生浓厚的学习兴趣。
众所周知，学生的学习动机，尤其是内部动机，是学习自觉性的强大动力。学习自觉性强的学生，对学习和工作富有责任心和社会责任感。上好绪论课，对于帮助学生树立良好的内部动机，有着很重要的作用。运用电教手段，如放录像、精选一些和化学相关的科技知识，化学发展史和市场息息相关的内容，让学生感受时代需要我们学习好在充分直观的基础上，大致介绍化学的学习要求和方法，能起到事半功倍的效果。
2.物质性质课
可将一些反应速度较快，有颜色变化的演示实验，改试管实验为培养皿实验并投影至屏幕上；将一些制备、性质、检验等系列实验，通过制作，利用电脑屏幕表演仪器拆装过程，实验方法和观察现象。电脑模拟化学反应的变化规律，如有机化学反应可由电脑动态模拟有机物断键和成键变化，使学生形象化地从实质把握住有机化学反应的规律。
3.化学理论课
化学理论揭示物质及变化的实质，量的变化，都是高度抽象，概括的知识。例如:铜锌原电池原理，它既是教学中的重点，又是教学中的难点，实物演示只能观察到宏观结果，不能观察到微观过程，利用电脑模拟，既可以让学生观察到电子移动的路径，同样可以观察到铜片上气体的逸出和锌片不断腐蚀，同时还可启发学生思考电流的方向，溶液中离子移动的方向等。
四、对CAI的思考
电脑是现代科学技术的基础和核心。把电脑引入课堂教学，引进家庭辅导，作为现代教学技术的重要组成部分，不仅有利于加强教学的时代性，竞争性和开拓性，有利于面对新时代的挑战，而且也有助于学生在学习过程中形成新思想、新观念、新方法，对他们今后成为高素质的化学人才有着重要的积极作用。
目前，我校多数老师能利用简易工具软件如PowerPoint等制作实用型教学软件，在专业人员指导下能利用工具软件如AutherWare、几何画板、3DMax等制作优秀的教学软件，运用多媒体课件，改革课堂教学结构能优化课堂教学过程，提高教学效率，并取得明显教学成效。CAI已经从发展阶段进入到大面积使用阶段，而且已成为不可缺少的教学手段，运用此手段的最终目的是为了提高教学质量，因此，制作CAI课件时，要在有利于课堂教学上多下功夫，力求有新题，有实效，以便更好地为化学教学服务。
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