纵观教材中的实验,有课堂演示实验,有学生实验室实验,有验证性实验,有探究性实验等,要想在高三、初三的化学复习阶段,把以往所有的实验操作都重复做一遍,让学生美美地吃一顿“回锅肉”,无论是从时间、兴趣,还是从精力、物力等方面考虑,都是力不足而心有余。新课程理念下现代教育技术的引入,虽然不能从根本上解决这些问题,但多多少少能弥补一些这方面的不足。下面就多媒体辅助化学实验总复习的优势作简要阐述:
一、 在组织教学方面的优势
在初、高中毕业总复习阶段,由于时间紧、内容多、任务重,无形中加大了复习课的容量和节奏,使得一部分实验已来不及重做。如果老师一进教室仍采用“把课本翻到第X页”的方式导入教学,无疑会倒学生的胃口。若这时能把现代教育技术引入课堂教学,将会大大改变复习课平淡、枯燥的局面。
1. 增加了板书和绘图的美感。富有个性的板书和绘图是理科教师的一大法宝,但在时间紧、内容多的时候,未免会来点龙飞凤舞,再甚点就有可能写几句“天书”,此类疏忽极易造成学生在记忆和答题方面出现偏差。而多媒体显示的文字和图形不仅工整、美观,而且还能完成闪动、缩放、变色等动作,既可以整篇、整段地显现,又可以模拟手写板书模样一句或一字地显现,无形中给平淡的课堂增加了诸多看点。
2. 增加了板书和绘图的容量。一个单元的内容有很多,但在总复习阶段往往用一、二节课的时间就讲完了,需要板书和绘图的内容可想而知。若借助多媒体技术,就可以摆脱黑板面积的制约,大幅度增加板书和绘图的容量。
3. 加快了板书和绘图的速度。板书写得草些乱些是能节省点时间,但要想提高绘图的速度相对较难。中学阶段制气装置、具有启普发生器原理的多种变形装置、多种尾气吸收装置等,若一一在黑板上画出来,就会浪费很多时间,上课的节奏慢效率低。若此类工作在课前进行多媒体页面制作,就能把许多写画的时间节省出来,并使复习内容根据复习计划依次显现,加快了复习课的节奏,增加了课堂教学的容量。
二、 在实验操作方面的优势
现行新教材中几乎所有的 “活动与探究”实验都没有提供结论,学生就只能通过实验获知,同时由于新教材对实验能力的要求明显提高,多数实验只给出了任务,实验的步骤和方法全需要学生自己设计,在全面复习阶段,为巩固记忆而把所有实验全做一遍,这虽然很有必要;但因为考期已近,时间紧、内容多、任务重,复习课的节奏快、容量大,要想在短短一堂课内做相关的几个实验,显然不现实,即使环境污染问题解决了,师生的精力及教学效果难以保证,解决此类问题的最佳方案就是借助于多媒体。多媒体应用于化学实验复习除具有大容量、快节奏等优点外,还有如下优越性:
1. 减少对环境污染
实验药品及其反应生成物无一例外地在污染着环境,学生分头实验实为无奈之举。象一氧化碳气体、氯气有剧毒,硫、磷燃烧产物能污染空气,酸、碱、盐及其反应生成物污染水源……在实验复习阶段,若利用多媒体进行动画演示,同等效果而又环保。
2. 解决装置繁琐的问题
有一些实验看似简单易行,但没有配套实验不行。像CO还原Fe?2O?3的反应(图1),生成CO气体的辅助实验(图2)不比主反应简单,如果纯粹为了复习,把一个简单的实验做的如此兴师动众,实为得不偿失。若制成动画虚拟一下,效果也没多大差距。
图1 图2
3. 模拟难以实现的化学实验。
中学化学实验中还有一类实验,像高炉炼铁、石油分馏、温室效应、酸雨形成等,由于实验室条件的限制及实验的时间、安全等因素,难以作为演示实验或学生实验走进课堂。高炉炼铁在实验室只演示了一氧化碳还原铁矿反应,实际在工业高炉炼铁过程中发生了一系列反应(如图3),这些反应用普通的实验装置无法实现,即使到炼铁现场也看不出个所以然,所以课堂教学必须依靠多媒体才能再现。
C+O?2高温CO?2↑
CO?2+C高温2CO↑
3CO+Fe?2O?3高温3CO?2↑+2Fe
CaCO?3高温CaO+CO?2↑
CaO+SiO?2高温CaSiO?3
图3
4. 模拟错误实验操作
错误的操作危害会有多大,老师不允许做,事实上学生也从未敢做过。像一氧化碳中含氧、氢气中含氧的加热与燃烧等易爆试验,因为没有惨痛的教训,所以印象也往往不深。若通过电脑动画模拟错误操作,并演示错误操作带来的后果,将会给学生很深的印象。如:实验室稀释浓硫酸,如果将水倒入浓硫酸中会怎么样呢?制作了一个将水倒入浓硫酸中的一个动画,水倒入浓硫酸、分层、在界面上迅速产生大量的热,使水与硫酸一起溅出,非常危险,给学生留下了极深的印象。
三、 在实验考核方面的优势
复习阶段的教学已不再向学生传授新的知识和技能,所有的努力都是用来巩固原有的知识,并大都以问题的形式对学生进行考核,以加深对重点和难点的理解,提高学生完成任务的速度和准确性。近年来,实验方面的新题型不断增多,这类试题的特点是将基本的实验操作设计置于新的情境中,结合学生已有的知识和能力,来进行仪器组装、现象描述、结论分析等,用来考查考生自学能力、思维能力、综合分析能力。
像下图(图4)就是由交互式多媒体课件截图而得,是“一氧化碳还原氧化铜”的题型拓展。由于做成了交互性课件,允许学生任意连接,但只有一种结果显示为正确。现实中这类随意连接实验有危险,是不允许的,只有模拟演练环境中才有。此试题既考察了学生对“一氧化碳还原氧化铜”的理解程度,同时也考核了学生对“氢气还原氧化铜” 的掌握情况。新情境实验试题将是今后实验试题的命题方向。所有这些的教学都很轻易的利用多媒体CAI技术进行整合,并且效果和效率大大的提高了!
练习1 有四种气体的混合物(CO、CO?2、H?2、H?2O),用下图装置设计一个实验(每种装置限用一次),验证上述气体中确有CO和H?2连接上述仪器的正确顺序是:
(宋新峰江苏省丰县王沟中学 221700)