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1、试论计算机辅助教学在化学教学中的利弊公安消防部队昆明指挥学校基础教研室 王媛原摘要：计算机辅助教学（简称 CAI）进入课堂，显示了教学方法与手段的改进，以及教学观念和教学内容的变革，其在呈现乐观的发展势头时也存在一些问题，如何在化学教学实践中清醒认识其利弊，发挥优势，提高教学效果呢？本文针对 CAI在化学教学中的利弊及问题解决的简单策略进行讨论。关键词：计算机 辅助 化学教学 利弊 策略计算机技术介入化学教学系统，传统的教学方法和手段已明显不能适应现代教学的需要。教师需要获取制作课件的素材、制作课件以及对课件进行评价。由于 CAI具有能充分发挥计算机对文字、图形图象、动画、视频、音频等多种媒体
2、综合处理能力的优势，以及灵活的人机对话等特点，能充分体现直观性教学原则，满足学生的感管需求。在教学中极大地活跃了课堂气氛，充实和丰富课堂教学内容，激发学生学习兴趣和求知欲，并能使学生注意力更为集中，从而有效的提高了课堂的教学质量和效果。因而也备受广大教育工作者的喜爱，近几年来在全国各级各类学校中如火如荼的开展起来。一、 化学 CAI课件的含义及基本要求化学 CAI课件，就是按照预定化学教学计划或教学大纲传播教学内容的软件。要使这种新的教学方式在化学教学中充分发挥作用，部分代替教师对学生进行教学和训练，关键在于设计处出好的化学课件。目前用于化学 CAI课件制作的工具软件主要有Powerpoint
3、、Authorware 和课件大师等。对于好的化学 CAI课件的基本要求有：1、教学目标恰当。符合教学大纲要求，适应教学实际需要。2、无科学性错误。3、有利于促进学生的全面发展。能够帮助学生解决重难点知识，有利于发展学生智力，培养学生能力。4、文字、图形、语言能清楚、准确地表述教学内容，内容难易适当，问题的提出、回答方式及反馈易被学生接受。5、屏幕显示简洁美观，声音播放协调、适宜，不妨碍学生，视、听觉配合和谐，有美感。二、计算机辅助化学教学的优势用计算机辅助化学教学可以创设教学情景，优化课堂教学，更加充分调动学生学习的主动性、积极性和探究精神。主要体现在以下方面：1、增加阅读资料，提供生产生活
4、实例利用 CAI课件呈现信息速度快且内容广泛的特点，能在短时间内展示大量的内容，为课堂教学提供丰富的阅读资料，提供与教学内容相联系的环境与背景。提供阅读资料的形式是多样的，一般融文字、图象、录音、录像等内容为一体。比如，讲授氮气的性质，可增加氮气的实验室制法、光化学烟雾、汽车的尾气净化等课外阅读资料，不仅提高学生的学习兴趣和学习自觉性，而且开阔了眼界。化学知识在生产、生活上的应用相当广泛，利用 CAI课件把这些生产生活中的实际场景搬进课堂，转化为学生的认识，创设应用化学知识的真实场景，在学生头脑中架起化学知识与现实生产、生活的桥梁，体验化学价值。例如，在讲授硫酸工业、硝酸工业、合成氨工业等内容
5、时，把这些工业生产的工艺流程制作成 CAI课件带进课堂。利用 CAI课件还可模拟由于人类活动排放氯氟烃、氮的氧化物等使臭氧层变薄以至形成空洞并逐渐扩大的过程。把理论应用于实践的现实场景搬进课堂，创设应用化学知识的真实场景，有利于学生理论联系实际，培养学生的科学意识，提高学生的科学素养。2、化抽象的内容具体化，提高课堂教学效率多媒体教学的最大优点就是运用计算机技术，优化组合动态视频（录像） 、动画、照片（图片）和声音，将一些现实生活中用口述、板书难以表达清楚的内容（抽象内容）向学生展示，来突出教学活动中的重点，化解教学内容中的疑点和难点，以达到最佳的教学效果。在化学教学中，经常遇到看不见、摸不着
6、的物质微观结构，如原子结构、晶体结构等，通过计算机的模拟功能，能模拟物质的微观结构并放大，为学生认识微观结构提供形象直观的感性材料。如金刚石、石墨、NaCl 晶体等物质的结构，用 CAI课件模拟其空间结构或模型，在教学时可以根据需要，将晶体或分子在三维空间旋转、局部放大、切割或将晶胞在空间复制延伸，为学生展示丰富多彩的物质结构的微观世界。化学微观世界里，存在各种各样的微观运动现象，如果把学生无法感知的物质微观运动，通过计算机模拟功能，制作成 CAI课件，用图象化的形式来显示微观运动的动态过程，同样可为学生认识微观运动提供形象直观的感性材料。如离子键与共价键的形成过程、氧化还原反应中的电子得失、
7、原电池与电解池中电极反应的电子运动等，采用 CAI动态模拟，使微观世界直观地显示出来，可以化抽象为具体，便于学生理解反应实质，还可以动态模拟化工原理，并能形象、逼真地以动态形式表现出来。例如，讲授“硫酸的工业制法”时，可以把制硫酸的三个主要阶段的反应器中的反应机理模拟出来。一是沸腾炉模拟图，流动的空气从沸腾炉下端进入，矿石从上端下降，炉内的反应像“沸腾的水一样” ，由此得名“沸腾炉” 。二是接触室里，可以显示经净化后的炉气在接触室内的反应过程。三是在吸收塔里，可以显示用 98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫的过程。通过上面的三个动态模拟情景，学生能更好地把所学的化学知识、化学知识的应用以及实际应用中
8、的化工原理有机地联系起来，深化了学生对所学知识的认识程度。3、突破和增补化学实验，培养实验设计能力化学是以实验为基础的学科，实验教学是化学教学的重要组成部分。由于客观条件的限制，许多实验无法在课堂中完成，如 H2与 F2在阴暗处相遇即发生爆炸，金属 Rb、Cs 等与水反应，胶体的电泳等实验，利用计算机的视频功能和模拟功能，能突破这些疑难实验，加强教学的直观性，优化教学效果。又如，钠与水的反应的实验，由于反应非常剧烈，需观察的现象比较复杂，现象变化得也很迅速，学生在实际观察时一下子较难全面地观察清楚。利用 CAI在演示过该实验之后再反复模拟，可以使学生在获取钠跟水反应的全部信息的同时，也学会了从
9、不同视点观测事物，有助于养成良好的观测习惯。利用 CAI课件可增补一些教材中没有的实验，有些实验教科书中没有要求演示，比如实验中的错误操作，用 CAI模拟违规操作把不良的后果展示给学生，让学生看到操作错误的严重性，可以有效地防止错误操作的发生。例如，用 H2还原 CuO，应先通 H2后加热，学生对于这一点往往认识不足。利用 CAI模拟先加热后通 H2而发生爆炸的现象，学生获得了深刻印象，对规范操作的重要性有了更深刻的体验和认识。应用 CAI模拟和交互功能，可以克服时间和空间的限制，例如讲到H2的实验室制法时，使用了课件，让学生根据计算机上所提供的仪器组装制取 H2的发生装置，使得学生的思维进行
10、发散，想象力得到提高。计算机辅助教育只是辅助而已，若辅助得恰到好处，如借助计算机提供学习资料，演示实验室不能演示的实验等，就真正能发挥CAI的辅助作用。如果把教学过程中的所有内容都搬上屏幕，就会出现一些没有利用好计算机辅助作用的现象，因此也就暴露出计算机辅助教学的弊端。二、 计算机辅助化学教学的弊端1、 以计算机代替板书整个教学过程由电脑完成，将教案及教师的整个讲解过程变为计算机的播放，这是计算机辅助化学教学最大的弊端。教师用板书进行化学教学时，板书的书写遵循严密的逻辑思维和推理过程，但CAI课件是事先做好的，缺乏逻辑性和推理性，而且一般设计粗糙，知识表达缺乏新意，忽视教师对学生的情感交流和个
11、性品质教育，这只会与教学目标背道而驰，学生容易疲劳且产生厌学情绪。2、 重视形象思维，忽视抽象思维计算机的特点是能够使静态变为动态，抽象变为形象，但是过多地使用 CAI课件，把一切问题都形象化，又不利于抽象思维的培养。一切都形象会使学生抽象概括的能力下降，如化学基本概念和原理的教学内容具有严密的逻辑性和很强的思想性，并具有高度的抽象性和概括性，抽象思维能力的削弱不利于化学的学习。3、 课件制作华而不实课件制作得漂亮、华丽，课件所用色彩过分鲜艳，往往会分散学生的注意力，干扰学生对化学现象的观察和对化学定理、公式的理解，不利于看清问题的本质，要注重课件的内涵，注意教学内容和结构的和谐，问题解决方案
12、要求简单、新颖，结论的得出要讲究新奇、正确、统一，不要片面追求外观效果的华丽。 4、 重视教师的“教” ，忽视学生的“学”目前教师编化学课件时大多还只是在改变教师如何“教”上下功夫，用计算机来说清其他教具所不能说清问题的教学模式占多数，很少用计算机来帮助学生学的，即以“教”为主的教学设计多，而以“学”为主的教学设计少。在教学过程中，学生是主体，课件制作必须有利于学生主动参与，有利于提示教学内容实质，有利于课堂交流的高效实现。5、 重视演示实验现象、模拟微观结构，忽视揭示过程、培养能力通过计算机演示无法在课堂中进行的疑难实验现象，模拟微观结构，学生可能感到形象，因而也感兴趣，但用化学 CAI课件
13、演示和模拟的过程中，忽视了对学生实验设计能力和操作过程的培养，也无法使学生的想像能力和创新思维得到提高。三、 计算机辅助化学教学问题解决的策略1、 板书方面利用计算机制作课件进行教学要不要板书，是由学科特点和课型特点决定的。像化学的定理和公式是非要不可的，复习课则可以用课件通过教师的操作完成全部的教学任务，所以复习课就不需要板书了。因此，把化学教学内容制作成课件进行教学时，应针对重点、难点对内容加以浓缩精选后制作，课件演示时间一般控制在 10分钟左右为宜，主要还是教师的讲授。每一堂课突破一、两个难点足矣，不要面面俱到，难以讲清楚的问题用课件特有的优势讲清楚就可以了。2、 化学 CAI课件使用内
14、容方面课件表现的内容要结合学生的认知特点，充分考虑学生的学习兴趣，将教育学、心理学、计算机等相关各科知识有机交叉、融合，使课件出现在最需要和最关键之处，以达到最佳的教学效果。大部分课件的内容只注重教师的“教” ，忽视学生的“学” ，要解决这一问题，教师可选择智能化软件（如青岛师友软件） ，这样教师主观上考虑并制作好课件，实际教学中学生提出一个新问题，计算机依靠智能平台进行演示有助于加强对学生的思维训练。3、 化学 CAI课件应用时间方面CAI作为一种教学的辅助手段，是为了解决某一重点和难点而制作的，因此不需要整堂课都使用课件，在需要的地方使用某一片段就可以了。CAI 课件是定位在辅助上，教学中
15、是由电脑、课件、教师、学生共同组成的一个完整的整体，是使用片段还是整堂课使用取决于课件能否很好地完成所有的课堂教学任务。化学是一门学生必须亲自动手演算或操作的学科，化学教学中课件的使用用片段效果会更好些。4、 化学 CAI课件应用数量方面首先，不是所有的课题都适合用计算机制作成课件，一个学期的教学中，没有必要所有课都使用课件。若有一位教师把一学期中所有内容都制作成课件，通过计算机演示给学生，学生因长期精神高度集中导致教学效果不理想；其次，教师要花费很多功夫制作课件，一节公开课的课件至少要上月的时间，平时一节课用的课件也要三、五个晚上才能制作好，为一节课花费这么大精力，其他课肯定要打折扣。笔直提倡适度使用 CAI课件，教师特别是年轻教师要懂得其制作的基本原理，真正发挥 CAI的优势来。化学实验在实验室里可以做的就不要用电脑演示，让学生动手做实验，得出的实验数据用电脑进行演算、作图等，根据得出的结论总结化学定理或出现结论的原因等，真正发挥电脑的辅助作用。作者简介：王媛原，女，汉族，1980 年生，工学学士，2002年毕业于昆明理工大学化学工程系。现于公安消防部队昆明指挥学校任教，武警中尉警衔，主要从事化学 、 消防燃烧学教学。通讯地址：昆明市小石坝昆明消防学校训练处 王媛原 收邮编：650208
