淺談ＣＡＩ在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

丁慧莉

CAI的推廣應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)現(xiàn)代教育技術(shù)的又一次飛躍.以計(jì)算機(jī)為中心的多媒體教育手段，為中國(guó)教育注入了現(xiàn)代化的理念和新的生機(jī)，為學(xué)生提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，能真正實(shí)現(xiàn)因材施教，為素質(zhì)教育目標(biāo)的實(shí)施提供了有力的幫助.

化學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，它主要研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律.化學(xué)有三個(gè)世界：宏觀世界、微觀世界和符號(hào)世界.宏觀世界所包含的物質(zhì)種類繁多，知識(shí)零碎，記憶的成分較多；而微觀世界和符號(hào)世界又比較抽象，難以理解，無論是教還是學(xué)都會(huì)產(chǎn)生枯燥乏味的感覺.怎樣適應(yīng)新形勢(shì)下的教學(xué)，既完成好教學(xué)任務(wù)、提高教學(xué)質(zhì)量，又較好地幫助學(xué)生從沉重的負(fù)擔(dān)中解放出來，是擺在化學(xué)教師面前的一個(gè)重要課題.

應(yīng)用多媒體，不僅可以創(chuàng)設(shè)多樣化的學(xué)習(xí)情景，更可輕松地將傳統(tǒng)教學(xué)中較難描述和突破的難點(diǎn)生動(dòng)、形象地表現(xiàn)出來.例如，在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中，試管口向上傾斜以及結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，先熄滅酒精燈再撤導(dǎo)管的錯(cuò)誤操作，即使教師刻意去做也未必每次都會(huì)得到預(yù)期的效果（試管破裂）.另外，本著節(jié)約的目的也不能每次都給學(xué)生做這樣的演示.通過電腦的動(dòng)畫模擬，則可以輕松地達(dá)到教學(xué)目的.

實(shí)踐表明，當(dāng)一個(gè)人長(zhǎng)時(shí)間接受單一的刺激時(shí)，就會(huì)變得反應(yīng)遲鈍，心理學(xué)上稱之為“孤獨(dú)反應(yīng)”.傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要是通過黑板、教科書等媒體進(jìn)行.這些媒體在承載信息的種類和能力，使用的方便程度上都有較大的局限性.

多媒體技術(shù)的應(yīng)用，能夠把文字、圖形、聲音、影像、動(dòng)畫等傳播媒體集于一體.對(duì)于學(xué)生而言，可以形成多角度、多層次的信息剌激，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和理解，縮短學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握時(shí)間.

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展打破了傳統(tǒng)的“一塊黑板一本書，一支粉筆一張嘴”的教學(xué)模式，多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)入了課堂，迎來了教學(xué)的春天.教師通過計(jì)算機(jī)創(chuàng)設(shè)意境、渲染氣氛，將與教學(xué)有關(guān)的知識(shí)運(yùn)用圖像、動(dòng)畫、聲音、文字等信息，在課堂上展示出來，配以大量的視聽、動(dòng)漫等手段，刺激學(xué)生的多種感官參與教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí).手段的更新既克服了傳統(tǒng)教學(xué)中教師上課以講述為主，又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化了教學(xué)過程，提高了教學(xué)質(zhì)量.

化學(xué)經(jīng)常要研究微觀世界，微觀粒子肉眼無法看到，也很抽象，光靠語言較難解釋清楚，學(xué)生學(xué)起來也費(fèi)勁.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程.有些反應(yīng)挺復(fù)雜的，反應(yīng)原理的解釋要用到鍵的知識(shí)，鍵也是微觀的.傳統(tǒng)教學(xué)中往往用到模型、掛圖，但過于靜止、抽象，不易理解.多媒體的運(yùn)用可克服人類感官的局限性，提高人的感覺和思維的能力.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在圖形處理上具有高超的能力，利用這一特有功能可以變抽象為具體，變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，將微觀過程加以宏觀模擬，把宏觀場(chǎng)景作微觀處理，對(duì)瞬間變化搞定格分析.增強(qiáng)學(xué)生對(duì)事物的理性認(rèn)識(shí)，使“教”與“學(xué)”變得易于開展.

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的重要部分，既可培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)態(tài)度，又能使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí).中學(xué)化學(xué)中有相當(dāng)一部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)，無法在課堂上直接演示，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)既要理解課本中的文字說明，又要發(fā)揮想象力，很難弄清反應(yīng)原理.但利用多媒體開發(fā)軟件，將這些抽象復(fù)雜不易弄清的內(nèi)容制作成課件，在屏幕上進(jìn)行微觀放大，宏觀縮小，動(dòng)靜結(jié)合，在短時(shí)間內(nèi)從多角度、多層面展示化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，使抽象知識(shí)形象化，讓學(xué)生易于掌握.

計(jì)算機(jī)模擬或再現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一是模擬錯(cuò)誤操作.例如，酒精燈、試管的錯(cuò)誤使用方法，稀釋濃硫酸的錯(cuò)誤操作等，通過電腦動(dòng)畫模擬演示錯(cuò)誤操作帶來的后果，不但節(jié)約實(shí)驗(yàn)用品，而且能給學(xué)生留下深刻的印象.其二是嚴(yán)重污染環(huán)境，易使人中毒的實(shí)驗(yàn).例如，苯這一節(jié)中的實(shí)驗(yàn)，由于苯的毒性較大，對(duì)師生的身體會(huì)造成很大的傷害.如果改用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，既可以直觀地觀察到實(shí)驗(yàn)過程中的各種現(xiàn)象，又可以避免對(duì)師生身體的損害.類似的還有氯氣、硫化氫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)等.其三是難度較大、成功率較低或反應(yīng)較慢的實(shí)驗(yàn).有一些實(shí)驗(yàn)由于受到各種因素的影響，往往不易成功或現(xiàn)象不明顯，影響教學(xué)效果.例如，氫氣和氯氣混合點(diǎn)燃爆炸、焰色反應(yīng)、氫氣燃燒時(shí)的火焰顏色等.也有一些實(shí)驗(yàn)反應(yīng)太慢，如鐵生銹、次氯酸見光分解、膠體的電泳實(shí)驗(yàn)等.采用動(dòng)畫模擬，可以直接將實(shí)驗(yàn)過程顯示出來，真實(shí)感極強(qiáng)，既能減輕教師的負(fù)擔(dān)，又能提高教學(xué)效果.

總之，多媒體輔助教學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的一種補(bǔ)充和發(fā)展，運(yùn)用多媒體課堂教學(xué)是課堂教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì).在具體化學(xué)教學(xué)過程中，應(yīng)給課件在課堂教學(xué)中的作用正確定位，充分發(fā)揮多媒體計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，多種教學(xué)媒體綜合使用.任何一種教學(xué)手段都不是萬能的，不能完全代替其他教學(xué)手段.有些內(nèi)容采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，效果較好，然而有些內(nèi)容采用其他教學(xué)手段效果更好.所以在教學(xué)實(shí)踐的過程中，教師應(yīng)針對(duì)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際情況，在充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的同時(shí)，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)模式的作用，取得最佳的課堂教學(xué)效果.