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計(jì)算機(jī)高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)用研究論文范文

來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:成人教育時間:瀏覽:

  摘要:化學(xué)對我們認(rèn)識和利用物質(zhì)具有重要的作用。宇宙是由物質(zhì)組成的,化學(xué)則是人類認(rèn)識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一。文章發(fā)表在《信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)》上,是高中化學(xué)論文發(fā)表范文,供同行參考。

  關(guān)鍵詞:高中化學(xué),化學(xué)教學(xué),計(jì)算機(jī)教學(xué)

  從開始用火的原始社會,到使用各種人造物質(zhì)的現(xiàn)代社會,人類都在享用化學(xué)成果。人類的生活能夠不斷提高和改善,化學(xué)的貢獻(xiàn)在其中起了重要的作用。

  隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展,學(xué)校辦學(xué)條件的不斷改善,計(jì)算機(jī)已步入高中課堂。如何在高中化學(xué)課上運(yùn)用計(jì)算機(jī)提高教學(xué)效益已成為一個新鮮的課題。筆者耳聞目睹了各學(xué)科同仁或開發(fā)利用現(xiàn)成軟件,或自己動手制作課件來解決教學(xué)難題的事例,感動之際也自費(fèi)購置了一臺微機(jī)并嘗試用于教學(xué)。

  在近一年的教學(xué)實(shí)踐中,感到高中化學(xué)課中,許多難以操作或有毒的實(shí)驗(yàn)和一些較繁雜的化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式以及一些抽象的概念和理論,用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段常常難以突破,易使學(xué)生感到枯燥乏味,影響教學(xué)效果,如果能恰當(dāng)?shù)乩糜?jì)算機(jī)的作圖模擬功能和速度快、容量大的特點(diǎn)就能夠很好地化解這些難點(diǎn),大幅度提高教學(xué)效率。

  我們體會,利用計(jì)算機(jī)的作圖功能可以模擬微觀世界。在教學(xué)中,我們可以利用計(jì)算機(jī)模擬把靜態(tài)圖示轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)圖示,把微觀問題宏觀化,把抽象問題形象化,有利于幫助學(xué)生理解概念、掌握理論,其效果是利用圖片或其他傳統(tǒng)手段所不及的。例如,在高一“原子核外電子運(yùn)動的特征”部分,內(nèi)容抽象,教材中僅提供了氫原子電子云示意圖,其他內(nèi)容要靠教師講述,教師不易教,學(xué)生難理解。

  若利用計(jì)算機(jī)把這節(jié)課的內(nèi)容制作成課件,在原子核外電子運(yùn)動特征中設(shè)這樣兩個小標(biāo)題:“原子核外電子的運(yùn)動特點(diǎn)”和“電子云”。然后,先指出原子核外電子的質(zhì)量小、運(yùn)動速度很快、運(yùn)動范圍小。人類是無法觀察也不可能觀察的,之后借助計(jì)算機(jī)模擬在顯示屏左邊畫出一個氫原子核,核外一個電子,由于電子運(yùn)動速度很快,我們看到的是一個亮環(huán)在原子核外空間“無規(guī)律”出現(xiàn),并將左框運(yùn)動情況在右框中累積,從而引導(dǎo)學(xué)生分析并找出核外電子的運(yùn)動規(guī)律。

  再借助計(jì)算機(jī)模擬,給氫原子拍照,在顯示屏左邊顯示出氫原子某瞬時的照片,右邊顯示出瞬時照片的疊印,當(dāng)其照片疊印到一定數(shù)量時,就能清晰地看到核外電子在氫原子核外空間出現(xiàn)機(jī)會的統(tǒng)計(jì)結(jié)果的形象表現(xiàn)——電子云的圖形,從而使只能通過口頭語言描述的抽象概念變成了動態(tài)的直觀圖示,能有效的加深學(xué)生的理解和記憶。

  我們還可以利用計(jì)算機(jī)的作圖功能來模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)。許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)有毒,具有一定的危險(xiǎn)性,如果操作不當(dāng),就有可能發(fā)生意外事故。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一些錯誤操作,過去只能靠教師講其錯誤的原因以及錯誤操作可能帶來的危害,不能為了加深學(xué)生印象而用實(shí)驗(yàn)證明,否則會造成危險(xiǎn)。

  如果用計(jì)算機(jī)動畫模擬這些錯誤操作,則可將步驟分解,放慢動作,不僅把錯誤的原因演示清楚,而且可以渲染氣氛,學(xué)生看后印象深刻。這種做法特別適合于易燃、易爆、產(chǎn)物是有毒氣體以及使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、劇毒藥品等實(shí)驗(yàn)的模擬。

  例如,稀釋濃硫酸時將水加入濃硫酸中,液體就會沸騰并飛濺出來;點(diǎn)燃未經(jīng)驗(yàn)純的氫氣,導(dǎo)致整個裝置的爆炸;用排水法收集氧氣時,先停止加熱,后將導(dǎo)氣管撤出水面,水倒吸使試管炸裂。對這些錯誤操作、危險(xiǎn)操作的模擬,既能加深學(xué)生的印象,又能使學(xué)生準(zhǔn)確地掌握知識、加深對錯誤操作原因的理解,還能在以后的實(shí)際操作中避免意外事故的發(fā)生。

  利用計(jì)算機(jī)的作圖功能還能模擬化學(xué)反應(yīng)歷程。化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身往往是宏觀的,而反應(yīng)原理則往往是微觀的,教師在講解時描述起來和困難,需要學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象能力和抽象思維能力,大多數(shù)學(xué)生理解起來感到吃力,這也許就是某些學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的難點(diǎn)。筆者認(rèn)為,如果能在講解實(shí)驗(yàn)原理時,用計(jì)算機(jī)模擬反應(yīng)原理,就可以起到事半功倍的效果。

  例如,在有機(jī)化學(xué)中羧酸和醇的反應(yīng)中,羧酸是提供氫還是羥基?學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn),很容易把中和反應(yīng)跟酯化反應(yīng)類比,錯誤地認(rèn)為在酯化反應(yīng)中,羧酸提供氫而醇提供羥基。我了突破這一教學(xué)難點(diǎn),可利用計(jì)算機(jī)模擬含有帶標(biāo)記的氧原子的醇跟羧酸起酯化反應(yīng),形成含有帶標(biāo)記的氧原子的酯這一反應(yīng)歷程,從而證明羧酸提供羥基而醇提供的是氫。再如,高三的“電解質(zhì)溶液”一章,是高中階段的重點(diǎn)和難點(diǎn),有的教師采用的是以大量習(xí)題和小測試強(qiáng)化學(xué)生記憶的方法,這樣不僅容易加重學(xué)生的負(fù)擔(dān),而且也不一定能達(dá)到教學(xué)目的。

  我們在講述這一章的第四節(jié)“鹽類的水解”時,為了讓學(xué)生深入理解鹽類水解的實(shí)質(zhì),借助了計(jì)算機(jī),利用3Dmax軟件制作了水的電離、醋酸鈉、氯化銨及氯化鈉溶于水后電離成離子,醋酸根離子和銨根離子水解的情況,增強(qiáng)了直觀性,使同學(xué)們仿佛身臨其境,自然歸納出鹽類水解的實(shí)質(zhì),取得了非常好的效果。

  利用計(jì)算機(jī)還能模擬化工生產(chǎn)過程。在高中化學(xué)教材中有關(guān)于化工生產(chǎn)的內(nèi)容。對一些化工生產(chǎn)過程,如接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸等,學(xué)生大多數(shù)未見過,缺乏感性認(rèn)識。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師大都是通過掛圖或模擬教學(xué),直觀性差。利用計(jì)算機(jī)的模擬功能,可以繪制化工生產(chǎn)的流程圖,模擬化工生產(chǎn)的全過程。若再利用三位動態(tài)圖形“真實(shí)”展示沸騰爐、氨合成塔、氧化爐和吸收塔及其內(nèi)部反應(yīng)發(fā)生的過程,對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)演示或局部放大,則更能有助于加深學(xué)生對知識的理解。

  我們還可以利用計(jì)算機(jī)速度快、容量大的特點(diǎn),結(jié)合教材具體內(nèi)容,將課堂教學(xué)中的部分板書、掛圖、例題、練習(xí)題等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行恰當(dāng)?shù)匕b組合,設(shè)計(jì)制作成課件,在教學(xué)中應(yīng)用,就能增大課堂教學(xué)容量,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,有效提高教學(xué)效率。

  例如,若我們利用計(jì)算機(jī)把“原子核外電子排布”一節(jié)制作成課件,將計(jì)算機(jī)模擬氫原子核外電子運(yùn)動情況、氫原子電子云圖形以及1~18號元素原子的電子層排布、稀有氣體元素原子的電子層排布、核外電子的排布規(guī)律、書寫原子結(jié)構(gòu)示意圖、課堂練習(xí)等裝入計(jì)算機(jī),上課時,教師不需再考慮如何板書、懸掛掛圖等繁瑣事務(wù),主要精力可以完全放在如何啟發(fā)、調(diào)動學(xué)生上。原來需要兩課時才能完成的教學(xué)任務(wù),一課時就能完成。

  當(dāng)然,計(jì)算機(jī)在課堂教學(xué)中的運(yùn)用要盡量避免“課本搬家,黑板搬家”的形式主義,要以解決教學(xué)中難以解決的問題為出發(fā)點(diǎn),以培養(yǎng)學(xué)生能力為目的,切實(shí)從實(shí)際需要出發(fā)來合理地使用計(jì)算機(jī)。

  教育期刊快速發(fā)表:《信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊于1981年,是信陽師范學(xué)院主管主辦的綜合性學(xué)術(shù)理論刊物,為雙月刊。雜志主要欄目:基礎(chǔ)理論研究;應(yīng)用技術(shù)研究;綜述·評論·爭鳴;專題研究·物種與環(huán)境研究·貴金屬分析與分離技術(shù)研究·數(shù)學(xué)生物學(xué)研究。

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