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随着人民生活水平的不断提高,人们对生活质量的要求也在不断提高,医疗模式已由单纯的疾病治疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合的模式。大医院人山人海,小药店街头巷尾随处可见,医药工业迅猛发展,药学专业人才倍受青睐,现在除了传统的医学院校培养药学人才外,许多理工科院校也相继开办了药学专业(如重庆大学、西南大学、重庆邮电大学和重庆理工大学等),而基础化学是药学相关专业非常重要的专业基础课,目前我国药学专业的基础化学课程仍按照传统的四大基础化学开课。随着化学基础课学时不断压缩,每门课程的学时非常有限,特别是理工科高校的药学专业,学生的基础化学知识对后续专业课程和专业技能的学习非常重要。所以,在少学时的基础化学课程教学中教师更重视学生对基础知识的理解和掌握,而忽略了在教学中对学生绿色化学意识的教育和培养。随着环境问题的日益严峻,化学教育工作者一定要树立可持续发展的观念,将绿色化学的思想贯穿于整个化学教育的全过程,让学生认识到从“粗放型”的传统化学转变为“本文由收集整理集约型”的“绿色化学”是历史发展的必然。
针对这些情况,当前一些普通高校进行了相关研究与实践,以提高基础化学教学效果,但是,大多数高校主要是根据学时来选择安排教学内容,利用改进教学手段来增加教学内容,着眼于局部,头痛医头,脚痛医脚,教学效果虽有所提高,但是效果不甚明显,没有找到从根本上提高基础化学教学效果的方法。本化学教学团队提出了《基于“绿色化学”理念的理工科院校药学相关基础化学系列课程整合与优化的研究与实践》课题,依托重庆邮电大学中药学专业和制药工程专业的学生进行了实践。
一 培养具有“绿色化学”理念的大学生是人类社会对高校化学教育的基本要求
“绿色化学”是一门从源头上阻止污染的化学,它用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的产生和使用,有利于引导学生热爱自然、尊重自然、与自然和谐发展,牢固树立绿色意识,自觉成为未来的绿色人才。“绿色化学”是人类与自然和谐的化学,是面向未来提出的化学新概念,同时也为化学教学提出了新课题。
因此,本化学教学团队在基础化学教别强调引入“绿色化学”理念,在绪论部分专门设有“建立绿色化学理念,推动经济和社会的可持续发展”这一部分,强调绿色化学的必要性,并且基于“绿色化学”理念选择教学内容。在教学过程中渗透“绿色化学”理念,将从源头上预防化学污染的新观点逐步深入学生心中。特别是实验教学中,化学教学团队根据专业特色与学生能力培养的需要,在实验项目的设置上渗透绿色化学理念,改革实验教学模式,实验项目中大大减少了独立的基本操作单元实验和验证性实验,将大部分基本操作实验和验证性实验安排在实验技术网络虚拟与仿真实验室中实施,同时大大增加实用性、综合性实验,将部分基本操作融入综合性和设计性实验中。实验原材料都是无毒或低毒的,删除了一些毒性高、污染大、效果差的合成实验。打造以“绿色化学”为特色的教学、科研实验平台,努力培养具有“绿色化学”理念的大学生。
二 基于“绿色化学”理念对四大基础化学课程教学内容的整合实践
1.教学内容的整合原则
第二军医大学药学院将无机化学和物理化学两门课程整合,很好地解决了这两门课程中的内容重叠问题,同时使无机化学的教学内容得到了引申,使知识的系统化更加显著。本化学教学团队基于“绿色化学”理念将四大基础化学进行整合,即将无机化学、分析化学、物理化学和有机化学四门课程进行整合,根据药学专业要求,立足理工科院校注重四大基础化学的关联,确保整个基础化学知识体系的完整,总课程名称设为基础化学,具体按照普通化学、有机化学和物理化学三门课程进行排课。本化学教学团队一起讨论、确定教学内容和相应的学时数,并且备有一些选学内容供学时稍充分的学校选用,或者供学生自学,但是紧密把握“面向药学专业的基础化学知识”、“知识点之间的连贯”及“难易程度循序渐进”这三个基本原则,使学生有兴趣学,更轻松地学。
2.整合后教学内容的具体安排
针对大学第一学期,新生入学较晚,学习时间较短,需要一段时间适应大学学习、生活等实际情况,第一学期的普通化学先介绍药学与化学的关系,强调化学在药学专业中的作用,让学生首先从思想上重视它,同时介绍“绿色化学”的基本概念和原则,突出绿色化学在医药工业和社会发展中的意义及必要性,站在整个基础化学角度强调绿色化学的重要性和必要性,先行建立“绿色化学”理念。具体内容是:先介绍简单且与中学化学衔接较多的气体和溶液,引入大学基础化学的教学;然后利用热化学反应方程式引入化学反应热、热力学第一定律和第二定律,引出判断化学反应自发性的吉布斯自由能判据;从吉布斯自由能变的符号判断反应方向和大小,表示反应限度,引入化学平衡,与中学化学紧密衔接,同时进一步衔接化学反应速率,使学生易于理解;有了平衡依据后,再分别介绍酸碱平衡与酸碱滴定,沉淀溶解平衡与沉淀滴定,氧化还原平衡与氧化还原滴定,配位平衡与配位滴定;作为含量测定的加深,再介绍比色法和分光光度法。最后,联系中学化学知识简单介绍原子结构和分子结构的基本概念和基本理论,并且在每部分都要说明它在药学中的作用。第一学期的理论学时经教学团队统一讨论并经学校批准后定为64学时。
基于现代药物大多是有机物的现实,有机化学在药学相关专业非常重要,经教学团队统一讨论并经学校批准后有机化学理论课程定为96学时,安排在第二学期和第三学期授课。并且根据结构与性质的关系按照官能团分类介绍有机化学的内容,注重与中学有机化学衔接,强调具有某一类官能团的化合物其理化性质,每部分都要介绍一些有显著药理活性的化合物和该类化合物的合成工艺,重点强调绿色合成工艺路线,以及该类化合物的构效关系。同时简单介绍一些波谱知识,如红外、质谱和核磁共振谱等,能够推导简单的有机化合物的化学结构,为今后的中药化学、天然药物化学和药物合成打下坚实的基础。同时,有机化学实验重在一些综合性、实用性的绿色化学合成,既增加了学生的学习兴趣,提高了教学效果,同时也践行了绿色化学理念。
经过一年半的大学学习后,在学生基本上都适应了大学学习、生活的情况下,而且具备了较好的数学和化学基础之后,第四学期将深入介绍基础化学难点部分的物理化学,在化学热力学、化学动力学基础上,加深对化学热力学和化学动力学的学习,最后引入新知识相平衡,包括表面化学与胶体化学和药学前沿知识,以及化学知识及其技术在药学专业中的应用,要求讲原理时必须讲它的应用,重点是在药学方向的应用上。最后提纲挈领,建立整个基础化学的基本框架和知识体系。这样就把基础化学知识点整合,避免了重复,同时按照知识的难易程度和前后关系安排教学内容,节约了学时、方便了学生理解、提高了教学效果,以适应少学时的理工科院校药学专业的基础化学教学。
三 基于“绿色化学”理念对四大基础化学课程教学内容整合的初步效果
1.学生成绩明显提高
2007级学生因成绩差,有2名学生留级,有近10人未获学位,2008级有95%以上的学生获得学位,2012年重庆邮电大学推免试研究生学生中,生物信息学院5个专业6名同学获得,制药工程和中药学2个专业占了3名,而且有不少同学进入绿色化学与制药工程科研平台参与实验锻炼,参与发表sci收录科研论文4篇,参与中国发明专利的申报1项,1人次参与重庆市药物催化氢化工程技术研究中心的申报,获得了一项重庆邮电大学大学生创新实验项目。
关键词:化学 实验 素质教育 有效途径
化学的感性认识主要靠化学实验提供,所以说,重视化学实验是素质教育的重要标志。不断深化实验改革,尤其从化学实验方法、实验仪器装置的改进、创新角度加强化学实验教学,是实施素质教育的有效途径。
一、创设化学实验美,激发学生学习兴趣
化学实验美是化学美育的主要内容,对学习和研究化学有巨大动力作用。化学实验改革应加强实验美的创设,才能更充分地调动学生的学习积极性,引起浓厚的认识兴趣。
化学实验教学不仅要向学生展示化学仪器美、化学物质美,还要在展示实验操作美、实验装置的及谐美及实验现象美上狠下功夫,力求装置简单美观,操作简便安全,现象明显精彩。例如向CuSO4溶液中滴加较浓的烧碱溶液,产生的絮状沉淀恰似蓝色的钟乳石,使人惊奇万分;把喷泉装置上的胶头滴管取掉,在喷水导管口插一根细铁钉,产生花朵般的喷泉,令人赏心悦目;在两个平底烧瓶里注入等量的稀盐酸,将分别装有适量纯碱和小苏打粉末的两个气球扎在烧瓶口部,演示时将气球里的粉末同时抖入烧瓶里,彩色气球就像两朵先后盛开的马蹄莲花,美丽动人。
二、借助典型实验,加强思想道德教育
化学实验教学加强德育,我主要从以下三个方面入手:
第一,借助典型实验,恰当渗透辩证唯物主义观点。例如借助葡萄糖跟新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验,引导学生总结出:有机物的官能团结构是化学变化的内因,而反应条件是外因。反应条件不同,有机物表现的性质就不同。葡萄糖在常温下跟Cu(OH)2悬浊液反应生成绛蓝色溶液,是多羟基表现的性质。从而树立外因通过内因而起作用和量变引起质变的辩证观点。
第二,借助典型实验,增强爱国意识。例如借助侯氏制碱法实验原理介绍侯德榜的感人事迹和我国纯碱工业的发展概况,激发学生建设祖国的使命感。
第三,借助典型实验,培养良好的品德和行为习惯。例如结合每一个演示实验的特点,有侧重地对学生进行艰苦奋斗、勤俭节约、遵规守纪、不怕挫折、保护环境的教育。介绍化学家钻研实验要着重加强爱护公物、尊重他人、乐于协作、注意安全、整洁有序的品德教育,大力纠正学生在实验中浪费药品、乱放乱倒等不良实验习惯。
三、提高实验成功率,促进形成健康心理
健康的心理素质是青少年走向现代化、走向世界、走向未来、建功立业的重要条件,学生能够规范、成功地完成规定的实验是形成健康心理素质的条件。但就目前来说,学生实验不规范、成功率不高的现象较为普遍,化学实验改革应加强学生心理素质的培养,一般应从两方面着手:
一是教师重视身教,做好示范。目前有一些教师怕做实验,演示实验的成功率不高,给学生的心理造成不良影响。教师应下苦功过好实验关,不仅要研究实验怎样做才能成功,还要总结出影响实验成功的关键因素。这样才能以自己精湛的实验操作技艺去培养学生的实验操作能力。
二是注意提高实验成功率,培养学生的科学态度。教师精彩的示范并指导学生成功地完成规定的实验过程,是培养学生科学态度的有效途径。实验成功率高是学生具有科学态度的重要标志。例如,银镜反应是师生较难做好的实验之一,试管洁净,配制的银氨溶液刚好澄清是实验成功的关键。教师在演示过程中规范地示范每一步操作,引导学生观察思考,并很快做出光亮银镜,必然激发出强烈的感觉兴趣、操作兴趣、探究兴趣和创造兴趣。实验完毕,及时引导学生讨论:洗净试管的最佳方案,药剂的适宜浓度和用量,最佳反应条件,反应现象和本质,防止发生事故和污染的措施,使学生明确“为什么要这样做”,“为什么不那样做”的道理,再结合介绍银镜反应的应用进一步引导学生讨论:如何制造平面银镜?老师在评价学生的实验方案的基础上,演示制取平面银镜,当得到与日常使用的镜子相差无几的平面银镜并让学生欣赏时,会极大地激发学生的实验积极性。当学生在做银镜反应实验时,就会像老师那样操作,耐心观察,几乎都能做出光亮银镜。实验证明,这样教学不仅实验成功率高,更重要的是培养了学生实事求实、严肃认真的科学态度和良好的心理素质。
四、改进实验教学法,培养化学科学素质
化学知识从实验中来,化学实验是最好的老师,化学实验改革应大力改进实验教学方法,帮助学生掌握好知识,发展各种能力,提高化学科学素质。应在以下两个环节上狠下功夫。
1. 实验与观察
实验是手段,观察是入门,两者都是获取感性知识的重要科学方法,关键在于怎么做实验。创造条件让学生多动手做实验已成为众多化学教师的共识,但由于学生实验准备工作量大,且药品耗用过多,增加实验开支,与目前实验经费紧张很不相适应。因此教师应大力改革实验方法,创设一些节省药品、操作简便且现象明显的学生实验。例如,硝酸化学性质的教学可让学生完成如下实验:给盛有一滴浓硝酸的试管加热,观察现象;向两支试管中用铜丝绕成的螺旋上分别滴加几滴浓硝酸和稀硝酸,观察现象(待产生的气体将充满试管时取出铜丝以减少污染);将一根去膜铝丝一端浸入浓硫酸,1min后取出洗净,将两端均插入CuSO4溶液中,对比观察现象;将一块蚕豆大小的木炭烧至红热后放进小烧杯,向木炭上滴一滴浓硝酸,观察现象。上述几个仅用滴量硝酸的实验就能获得令人满意的实验现象,既节省了药品和时间,还减少了对大气的污染。
2. 探究与总结
关键词:重新;认识;化学实验;教育功能
化学教学离不开化学实验,这已成为广大化学教师的共识,但许多化学教师还没有全面认识化学实验的教育功能,大多只停留在用化学实验创设教学情景、突破教学难点等浅层次上,只局限于从化学认知的范围去考虑如何发挥化学实验的作用。实践表明,化学实验对于促进学生的智能发展、推动情感和意志的升华、健全学生人格等方面都有其独特的作用,重新认识化学实验的教育功能,对于化学学科加强素质教育有重要的现实价值。
一、化学实验可以激发学生的学习兴趣
兴趣是个体认识某种事物或进行某种活动的心理需求。我们常说:兴趣是最好的老师。兴趣是学习活动中最活跃的因素,是推动学生持续学习的内在动力。正如托尔斯泰所说:“成功的教学所需要的不是强制,而是学生的兴趣。”成功的化学教学,必须能吸引学生的注意力,调动学生的学习兴趣,化学实验以其千变万化、生动直观、现象新奇等特点,深深吸引着学生,会引起学生强烈的好奇心和求知欲,容易激发学生对学习活动的兴趣,吸引学生的注意力,使学生融入教学活动之中。
二、化学实验可以培养学生的自信心
信心是一个人感受自己、认识自己、评价自己的方式。一个人若经常体会到失败的痛苦,就会低估自己的能力,对自己丧失信心。化学实验需要学生自己动手进行操作,大部分学生在刚开始做实验时,由于对实验仪器的用途、用法不熟悉,操作技能掌握不好,存在畏惧心理,实验过程常会出现各种失误,导致实验不能取得预期效果。比如在用高锰酸钾制取氧气的实验中,需要学生将高锰酸钾加入试管,有很多学生就因为缺乏自信,实验时紧张、畏惧,双手发抖,导致药品掉落。但在老师、同学的鼓励下,通过反复练习,当这部分学生终于正确地将高锰酸钾装入了试管,他们也随之松了一口气,这“松了一口气”充分说明在实验过程中学生体验到了进步、成功的喜悦。而每一次像这样的体验,都会促使学生重新认识自己,进而肯定自己、相信自己,增强学生对学习、对生活乃至对人生的自信心。
三、化学实验可以培养学生的安全意识
安全意识是指个人对安全的认识程度,无论是日常生活、休闲娱乐,还是紧张忙碌的学习,都隐藏着很多不安全因素,学生往往会因缺乏安全意识而酿出事故。
对学生进行安全教育,是学校教育中的重要内容。毋庸置疑,化学实验存在一定的危险性,实验过程中一旦发生事故,轻则造成财产损失,重则产生人身伤害,甚至致残致死,造成不幸。而化学教师恰好可以利用化学实验的危险性培养学生的安全意识。教师在引导学生进入实验室之前,教育学生遵守实验室守则,了解实验安全措施;实验过程中,要求学生必须按规范的操作去做,注意防止割伤、防止失火、防止爆炸、防止中毒等等,这样可以在思想上、行动上培养学生的安全意识。
四、化学实验可以培养学生的环境意识
中学化学是一门以实验为主的学科,实验在化学教学占有重要地位,进行化学实验时总是伴有气体、液体或固体物质生成,这些产物中相当一部分涉及了有毒或有害物质,散发到空气中、水中都会造成环境污染,有的虽然无害,但无休止的排放对环境造成很大的危害,可以这么说:当今化学实验的进行与环境有着无可分割的关联,化学实验中各种污染物的排放,虽然只是造成环境污染的一个小的组成部分,但放眼全国,每天有着数以万计的学生在做各种各样的化学实验,点点滴滴的积累,其危害也不容忽视。
义务教育《化学课程标准》中明确提出:“学生要逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。”现在使用的新教材包含的化学实验比旧教材更多,教师可以通过以下方法培养学生的环境意识。①在不影响实验效果、观察效果的前提下,要求学生尽可能少用一点试剂,减少废弃物,把污染减轻到最小程度。②改进实验装置,尽量减少实验产物对环境的污染,如在做一氧化碳还原氧化铁的实验时,增加尾气处理装置,减少一氧化碳的排放。③实验废弃物要放入指定地点,减少对环境的污染。
在化学实验中培养学生的环境意识,使未来世界的主人关心环境状况,是具有巨大社会意义的大事情,是化学教师义不容辞的职责。
五、化学实验可以培养学生的合作精神
合作精神是科学实验成功的要素之一,由于目前化学实验多是小组实验,学生在实验中的合作配合是完成实验的关键之一。实验过程小组成员必须分工合作,如有的负责实验操作、有的负责观察并记录实验现象及数据,遇到障碍时,有的负责查阅资料、有的负责请老师指导等;完成实验后,小组成员对实验现象、数据共同进行分析、提练,形成小组实验报告。整个过程,都是在学生之间分工合作的情况下进行的,不但使实验得以顺利完成,也潜移默化地培养学生的合作精神。
六、化学实验可以培养学生的科学素养
在化学教学中培养学生的科学素养,既是新课程的重要理念和价值取向,又是未来社会对公众科学素养的要求。化学实验是一种重要的科学活动,通过学生亲自操作或相互合作可以把观察、实验控制、收集事实、分析和统计结果等科学方法融于一体,在实验中让学生逐步掌握科学研究方法。通过化学实验还可以培养学生实事求是、严谨求实的科学精神,养成一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风。让学生经历科学知识与科学过程和方法的相互作用,并在两者的相互作用中理解科学、理解化学,从而形成和提高自身的科学素养。
七、化学实验可以培养学生的创新精神
创新是时代的需要,创新是科技发展和社会进步的动力,缺乏创新能力的人将不能很好地适应新时代的需求。在化学实验教学中,培养学生创新精神,是摆在每一个化学教师面前的一项复杂而艰巨的任务,也是关系教育教学改革成败的重大问题。
化学实验是由学生亲自操作或相互合作,它除了使学生正确认识物质及其变化规律、能够训练学生的操作技能之外,更应在培养学生的创新精神上发挥更大的功效。新编的义务教育化学教材(沪教版)中所涉及的化学实验很多,事实上要完成某一实验任务,所设计的实验方案、步骤、仪器、用品都不是唯一的,教师在组织学生实验时,可以引导学生积极思考,勇于探索,在不违背科学性、注意安全性的前提下,让学生改进实验、设计实验,如关于二氧化碳能溶于水的内容,教材上仅用汽水中溶有二氧化碳的文字资料来说明,缺乏直观性和说服力,教师可以根据这一内容,引导学生设计实验,通过实验来证明二氧化碳在水中的溶解性。教材中有许多体现探索性和创造性的实验,教师应引导和鼓励学生大胆实践,使他们始终处于不断探索的情景中,这样培养出来的学生必将具有创新精神。
所有的教学活动中,最吸引学生、最易让学生参与其中的就是实验。化学实验除了可以帮助学生形成化学概念、获得化学知识和实验技能外,还具有多方面的教育功能,只要化学教师转变观念,在教育教学中切实施行素质教育,必能赋予化学实验更多的教育价值,本文所谈仅起着抛砖引玉的作用。
参考文献:
关键词:初中化学;实验教学;学习方式
一、对我校化学实验教学的回顾
1.学校重视
我校化学实验教学取得的成果,得益于全体领导对化学实验教学的重要性有一致明确的认识,有明确的指导方向、思路和目标,保证了化学实验教学能有效顺利开展,并能以身作则亲力亲为,深入教学实际,发现问题解决教学中的实际困难,做教学活动的坚强后盾,不断强化实验教学管理,提高实验教学效率。用人文关怀急教师之所急,解实验教学之所难,赢得了全体师生的信任,使我校化学实验教学沿着良性轨道健康稳步发展。
2.教师认识明确,敢于创新
我校化学教师能根据化学学科的特点,在教学中大胆创新,经过不断探索,通过实验教学既帮助学生理解和掌握了化学基础理论知识,又能锻炼了学生的动手能力、推理能力和逻辑思维能力。经过多年的教学实践活动,我校化学教师为学生设计的化学实验校本教材,将生活中的化学知识和课本中化学实验有机地结合在一起,将生物学科和物理学科中的化学知识与课本中的化学实验有机地结合在一起,充实了校本教材内容,扩大了化学知识的覆盖面,提高了学生应用化学知识的综合能力。
3.学生积极参与
兴趣是最好的老师,教师通过不断引导,培养了学生化学实验的浓厚兴趣。学生对化学实验产生了好奇,继而能够及时捕捉实验现象,大胆思考,敢于提出问题。我们做任何事不可能都一帆风顺,会遇到这样那样的挫折,化学实验也是如此,正因为学生有浓厚的兴趣并主动配合实验教学工作,从而培养了他们的抗挫能力,使他们从失败的阴影中走出来,这是保证我校化学实验教学成功的又一因素。
二、对我校化学实验教学的展望
我校化学实验教学尽管在学校大力推动、教师大胆创新改革、学生积极配合下取得了一些成绩,但为了得到长足发展,还需要不断地探索和实践。
1.完善实验制度,组建课外实验竞技班,提高学生实验探究能力
化学是以实验为基础的一门学科,要想学好化学,就要做好化学实验,不但教材上的实验要做,还要开展部分与化学知识相关的生活实验,只靠有限的课堂教学时间是远远不够的,为了使化学实验全面开展,教师就要完善实验制度,组建课外实验竞技班,通过实验归纳整理,将要开展的化学实验目录及实验时间确定下来,供不同需求的学生选择实验,这样开展课外实验,不但锻炼了学生的动手能力,激发了学生的学习兴趣,又可提高实验的探索性,从而达到良好的教学效果。
2.以实验改革为突破口,转变传统的学习方式
化学实验对学生有一股天然的吸引魔力。学生盼望着天天能上化学实验课,每节实验课后总要围着我问下节课要不要在实验室上。做实验最能触动学生的思维神经,能将学生激发到最高的兴奋点,连一些平时腼腆的学生也能在实验中畅所欲言,毫无羞涩之意,一种和谐、民主、平等的课堂教学氛围自动构建而成。这种良好的课堂教学环境是我们平时求之不得的,也为学生学习方式的转变奠定了基础。而教材中所增加的探究实验,就使这种学习方式的转变成为可能,同时,培养了学生学习化学知识的兴趣,建立了“主动、探究、合作”的学习方式,从而获得了良好的学习效果。
3.熟练电子白板的操作技能,使学生实验现象直观化
随着科学技术的不断发展,电子白板多媒体在实验教学中的广泛运用,使化学实验教学的开展方式多样化,实验现象直观明了,实验结论简洁精准,同时,科任教师可提供网络化学实验教学资源,使学生通过查找网络教学资源,完善化学实验设计过程,明确化学实验的操作技能,设计简单的化学实验课件,最后将学生设计的实验课件汇总,通过展示分享学生自己设计的课件,使其通过对比,找出差距,更新设计思路,明确化学实验原理。开展多媒体实验教学活动提高了学生应用电子白板的操作技能,培养了学生学习化学实验知识的兴趣,带动了学生探究的积极性。
4.加强学科实验渗透,拓展知识视野
关键词:化学实验教学;多媒体教学;辅助补充
新课改的教材中有大量的化学实验,但是由于各种条件的限制,使实体化学实验的科学性、直观性、探索性和操作性的特点在教学中不能真正完全体现出来,因而导致化学实验不能充分发挥它的教学作用。把多媒体教学技术应用到化学实验教学中,可以对实体化学实验起到辅助补充作用,使实验教学发挥出最大的教学效果。
一、投影辅助课堂演示实验,增强演示实验的演示效果
课堂实验演示需要学生观察实验现象,根据实验现象分析现象的本质,最后得到实验结论。这种教学方法培养了学生的观察、分析、推理能力,它的首要条件就是认真观察实验现象。但在实际的教学过程中,演示实验所用的仪器、试剂量以及环境导致反应中所发生的现象并不十分明显,大部分学生也不能清楚地观察到实验现象。如果在演示实验中采用多媒体的投影技术就可以把实验的过程和现象放大,能够使所有学生清晰地观察到实验的过程和现象,特别是瞬间的、细小的、不明显的实验现象,从而提高化学实验教学的效果。例如,必修一中“钠单质的化学性质”教学中关于新切开的钠断面颜色变化的演示实验,若把新切开的钠放在讲台上,则只有前面少数学生能观察到变化现象。若巡回展示,等到教师走到教室后面时钠的断面颜色已经发生变化,后面的学生根本观察不到新切开断面的颜色,更谈不到观察整个变化过程。这个演示实验如果采用投影展示实验过程,所有的学生便都能看到整个变化过程了。可见,投影技术使实验的科学性得到提高,增强了学生学习的积极性和参与程度,为培养学生的观察能力提供了条件,提高了化学实验教学的效果。
二、动画演示变抽象为形象,加深对知识的理解和记忆
构成物质的微观粒子既看不见,又摸不着,化学反应的过程则是原子重新组合成分子的过程,这个过程更是无法观察。因此,抽象的化学原理及概念单靠语言和文字描述,学生较难理解,也不会留下深刻的印象,一些演示实验现象的本质也难以掌握。如果采用多媒体动画演示化学反应的过程和反应的原理,利用多媒体模拟化学反应的微观过程,透过现象看本质,变微观为宏观,变抽象为形象,让学生直接认识化学反应的微观过程,这样学生更容易理解化学反应的原理。例如,必修一中“原电池工作原理”,为了使学生易于理解接受这部分知识,教师通过演示实验只能体现出化学能到电能的变化,却无法演示微观变化过程。学生只能机械地、被动地接受,不容易理解,更难记住,也不能进行发散性思维,对原电池的反应原理不能从实质上理解认识。而采用多媒体动画却可以方便地解决这一难点,通过多媒体动画生动、形象、直观地把用肉眼无法观察到的电流的形成,展示出来。把多媒体动画演示穿插于化学实验和老师讲解之间,既提高了学生的学习兴趣,又促进了学生对化学实验原理的深入理解,大大提高了化学实验教学的有效性。
三、实验实录视频代替不易成功的或不宜演示的实体化学实验
中学教材中有些演示实验由于受反应物本身特性的影响以及对实验条件的严格要求,使得课堂演示实验成功率不高,如果实验失败,就会直接影响到教学效果。例如:选修五“有机化学基础”中的银镜反应对实验条件及操作的要求比较高,做课堂演示实验时有时还得不到预期的实验现象。一旦演示实验失败,教师就可以利用多媒体播放实验实录视频,通过实验视频,学生可以仔细观察实验的操作、实验的现象。如果教师适时地把失败的演示实验与实验实录进行对比,会使学生对该实验的操作要求有更加深刻的印象,从而掌握该实验成功的要领,使教学达到更好的效果。
中学教材中还有些演示实验所用的试剂是有毒有害的,具有一定的危险性,不宜在课堂上做演示实验,这时也可以采用多媒体播放实验实录视频的方法进行实验教学。