在计算机辅助下的化学教学_计算机辅助制造

　　随着计算机在教育领域的应用普及和多媒体技术、网络通讯技术的不断进步，计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction,简称CAI)在现代化教育中的地位日益上升，显示出了传统教育所不能比拟的优越性。当今的教学正朝着向现代化教学手段要效率、要质量的方向迈进，计算机辅助教学这枝电化教学花园内鲜艳夺目的花朵，越来越显现出它的生机和活力。因此，探索计算机在化学教学中的应用是化学科电化教学的一个重要课题，是实验教学的一个重要延伸，也是辅助化学教学、优化教学过程、提高教学质量、改革课堂教学、加强素质教育的新思路与新做法。
　　
　　一、利用计算机多媒体课件教学的优点
　　
　　1.知识的丰富性
　　传统的教学以“教师的嘴巴和粉笔”为主要教学模式，课堂容量有限，教学手段单一。但使用计算机课件则不同，它可以最大限度地调动有用资源，如视、听、读、写功能的大大增强；利用“热键”做注解；补充课本中没有的阅读资料；利用网上资源进行相关知识的搜索,这些都有助于增大课堂容量，培养学生的求知欲，活跃课堂气氛。
　　2.内容的易改性
　　传统教学中教师备课书写教案所用时间较长，但制作成计算机课件后可以根据教学的要求适当地加以修改，所需的时间少，从这一意义上讲可谓降低了工作的无意义重复性，减轻了教师备课的负担。这更有利于教师把精力集中在教学内容的修订和教学方法的改进上，有利于教师把精力集中在总结教学经验，不断进行教学改革和创新上。
　　3.便于传播交流
　　传统的教学方案即使完整地书写出来，也因为表现形式过于呆板、展示性不强而不易被人们接受；计算机课件则不同，它可以在计算机上直接运行供少数人交流，也可以利用电教室的投影在多数人内交流，更有意义的是可以上传到网上或建立个人主页在全球范围内供尽可能多的人流览。教师之间相互学习、相互借鉴的机会增多，也有助于教师的教学水平不断提高。
　　
　　二、如何在化学方面使用计算机辅助教学
　　
　　化学是一门以实验为基础，研究物质组成、结构、性质、变化及合成的科学。因此，化学教学必须十分重视引导学生观察化学实验，透过实验现象掌握物质的性质、变化，进而揭示物质组成和结构的奥秘。辅助化学教学的计算机软件就应当围绕上述化学学科的特点，尤其是其中那些常规教学难以突破的难点来开发。就化学知识来说，不同的教材内容，有其特殊的难点，必须突破；但就整体来讲，则有一些共性的化学问题亟待计算机辅助其突破：
　　1.解释原理上体现辅助性
　　我们在化学教学中，学生时常对一些抽象的理论原理难以领会，即使采用阶梯思考题启发学生探索，往往也不容易突破。例如铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀问题，这样的实验由于反应时间长直接在课堂演示是无法办到的。我设计了模拟实验，将二根铁钉放在盛有水的水槽内，铁钉上罩有试管，打出字幕“一段时间后”，通过电脑模拟两者在腐蚀过程中现象的不同（水面的变化、有无气体产生），启发学生思考原因。这样的模拟使学生如临其境，更易发现问题的本质，提高了解题的能力。对于三池（原电池、电解池、电镀池）的电子转移问题，我利用电脑模拟实验，展示电子的运动轨迹，让学生直观地了解到电子得失的情况，再启发学生总结规律，教学效果明显好一些。相类似的知识点较多，如反应热、化学平衡、溶解度等等。
　　2.解释微观粒子上体现辅助性
　　宏观物质是微粒构成的，而微粒的构造和运动却无法直接观察。常规教学通常用挂图或投影片、模型等媒体示意，由于其僵化、固定而缺乏直观的效果。那么，教学时可借助计算机电教媒体变小为大、变静为动，把微观粒子扩大为宏观的示意图像，用动画的形式给学生以生动的启示，例如原子的构造、电子云、电子得失、价键形成、晶体的微观结构、原电池及电解池两极的离子放电等等。
　　3.化学实验教学上体现辅助性
　　实验是化学学科的基础，也是实验引探法实施的前提，其重要意义毋庸置疑。然而，传统的课堂演示实验存在着一些不易克服的矛盾：
　　(1)反应装置规模小而课室范围大，多数学生观察现象模糊；
　　(2)许多化学变化瞬间即逝，学生注意力难以集中在应当着重观察的重点上，因而感官刺激强度不足；
　　(3)一些化学实验需要较长些的时间才能完成，而课堂教学时间有限，无法直接观察结果；
　　(4)演示实验时教师既要自己动手或指导学生操作，又要调控整个教室的学生注意力，因而无法组织他们同步思考讨论，所以，边实验边探索的气氛不浓；
　　(5)一些实验危险性较强，不益于在课堂上演示；
　　(6)工业生产装置规模大，根本无法在课堂内演示。
　　那么，怎样解决这个在化学教学中带有普遍性的难题呢？配以放映实验录像不失为解决问题的办法。但是，现阶段各地发行的实验录像带只能线性播放，难以根据教学的需要选择某一片段、某一镜头，更不便在画面中穿插对实验的探索性思考，所以效果不佳。在制作课件的实践中我有以下心得：
　　(1)对传统实验中实验现象明显易于观察的要保留下来，亲手做演示实验。
　　(2)利用电教手段在课件中穿插实验录像，在录像中设置控制按钮，实现教学中能动地控制讲课内容。
　　(3)利用计算机模拟实验，如工业生产流程图、爆炸实验、反应时间快的实验的慢镜头、反应时间快的实验的压缩过程等等。如氯水分解反应速度非常慢，课堂上难以演示；再如浓H■SO■的稀释时错误地将水倒入浓H■SO■，会带来什么后果呢？这是不能用实验来演示的。但都可通过动画模拟及伴音得到解决。
　　总之，教师要熟练使用多媒体辅助教学，就必须有创新精神、科研意识，树立终生学习的观念和不断进取的精神，这正是教学改革的动力源泉。