电脑辅助化学教学的做与说

【论文摘要】：电脑模拟氢原子电子云，电脑演绎质量守恒定律，电脑诠释置换反应，电脑模拟化学实验。电脑辅助化学教学要用得好，用得巧，用得适时，恰到好处。电脑不能完全代替教师，不能完全代替化学实验。

【关键词】：电脑   化学   教学

  电脑是辅助教学工具的后起之秀。用电脑辅助教学，不仅是贯彻邓小平教育要实行“三个面向”的方针的需要，也是实施素质教育，减轻学生负担，提高教学质量的有效方法。为此，笔者对运用电脑辅助化学教学做了一些有益的探索。

一、教坛剪影

1、电脑模拟氢原子电子云

电子云是近代科学的重要概念，也是理化教学的一个难点。现行高中化学新教材对氢原子的电子云是这样描述的：“假设有一架特殊的照相机能给氢原子照相。先给氢原子拍五张照片，得到如图-1所示的图像。图中的 ＋ 表示原子核，一个小黑点表示电子在这里出现过一次。当我们继续给氢原子拍了成千上万张照片，并把这些照片一一对比研究以后，我们就会得到这样一个印象：氢原子核外电子的运动似乎是毫无规律的，一会儿在这里出现，一会儿在那里出现。如果我们将这些照片叠印在一起，就会得到如图-2所示的图像。这个图像说明。氢原子照片叠印的张数越多；就越能给人一种有一团云雾笼罩在原子核外的印象。”不难看出，课本编者着力把学生的思维引入微观世界。笔者沿着课本编者的思路，编写如下程序（略），根据教师课堂讲解的需要，分段运行，边讲解、边演示，可重复。完成对图一1从（a）到（e）及图一2从（a）到（d）的动态模拟，使课本两组“死”的画面“活”起来。最后绘出氢原子结构示意图（图-3）。电脑对氢原子的电子云的模拟，形象生动揭示电子云的概念，足以突破本节课的教学难点。

  2、电脑演绎质量守恒定律

质量守恒定律是自然科学的重要定律。初中化学用磷燃烧生成五氧化二磷、氢氧化钠与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀的两个演示实验，借助天平称量，引导学生得出质量守恒定律的内容。做好上述的两个演示实验，无疑是本课教学的重点。本课的难点，就在于如何让学生从微观理论认识化学反应的本质和对质量守恒定律的理解。笔者运用电脑对白磷燃烧生成五氧化二磷进行演绎，以突破这课的教学难点。

运行附录二zlshdl. exe程序（略），屏幕出现如图-4（a）的画面。图中五对黄色小圆表示五个氧分
子（10个氧原子），四个蓝色大圆表示4个磷原子构成的磷单质。当按“开始”键后，屏幕变为图-4（b），她表示五个氧分子破裂成10个氧原子，与4个磷原子重新组合成两个五氧化二磷分子的过程。图-4（b）是个动的画面，瞬间，屏幕定格如图-4  （C），它表示的是新生成的两个五氧化二磷分子。整个演绎过程，把微观粒子运动宏观化，生动有趣，紧紧吸引学生的注意力。通过电脑的演绎和教师结合课文的讲解，学生就能从微观理论认识化学反应的本质和质量守恒定律的内容。

  3、电脑诠释置换反应

运行附录ldr-3．exe程序（略），屏幕出现一个铁原子攻击硫酸铜中的铜原子，并将“取而代之”，生成硫酸亚铁和铜；相反，当铜原子攻击硫酸亚铁的铁原子时，铁原子却“巍然不动”。铜原子只好“无可奈何”地退回原位。屏幕下方文本框出现金属活动顺序表，结合教师的生动讲解，学生饶有兴趣地认识置换反应的规律，对金属活动顺序加深理解。

  4、电脑模拟化学实验

化学是一门以实验为基础的学科。化学实验在化学教学中起着十分重要的作用。但化学实验却因高消耗、易燃易爆、有毒有污染等原因而受到严格控制。学生除观察教师的演示实验和做次数有限的分组实验外，课外很少有做实验的机会。为此，笔者选用国家863高科技成果，武汉大学开发的《实验总动员》初中化学教学软件，对部分学生进行多媒体辅助教学。该软件对化学实验基本操作和全书的演示实验，按章节顺序，通过电脑模拟得惟妙惟肖。每部分都配有精选思考练习题，习题附有答案。采用多媒体友好用户界面，图、文、声、象、动画并茂，学习轻松自如，寓教于乐。可用于巩固新课，也可用于复习旧课；可用于课内，也可用于课外；可用于教师辅导，也可用于学生自学。

二、关于电脑辅助化学教学的思考

电脑作为辅助教学的工具进入课堂，是学校教学改革的一个重要内容，需要学校领导的重视和支持，为教师提供必备的软硬件条件，鼓励教师学电脑、用电脑，不断总结提高。只有这样，电脑辅助教学才能形成气候，才真正在教学改革中发挥应有作用。

电脑的应用是多方位、多角度、多层次的。要用得好，用得巧，用得适时，恰到好处。就化学而言，电脑可以形象逼真地模拟化学实验，但电脑模拟化学实验不能代替教师在新课的演示实验。例如，新课讲解质量守恒定律时的两个演示实验，非得用天平称出反应前后各物质的质量总和相等不可！倘若你不真正用实物演示这两个实验，而是用电脑模拟，学生对实验结论不会信服，对定律内容产生怀疑。当然，在新课做好演示实验的基础上，新课的巩固、旧课的复习必要的演示实验，就可用电脑进行模拟了。

电脑模拟氢原子的电子云，演绎质量守恒定律，把学生的思维引向微观世界，确实可以达到神奇的教学效果。但是，“模拟”。“演绎”都不是事物的真实面貌，都不是“原汁原味”。所以，在模拟和演绎的过程中，教师的正确引导、启发、讲解是十分重要的。没有教师的正确讲解，再生动、逼真的“模拟”、“演绎”都不能达到好的教学效果，甚至会给学生造成错觉和误导。

电脑可以对有危险的实验，或学生违反操作规程造成恶果进行模拟，如点燃不纯的氢气引起启普发生器爆炸等，给学生以必要的警示。但是，对化学实验的危险性不能过分渲染，不要吓唬学生，不要让学生害怕化学实验。要让学生懂得，只要遵守实验规则，遵守实验操作规程，化学实验是安全的。电脑模拟化学实验，虽具有经济、不污染、不腐蚀、不燃烧、不爆炸等优点，但是，电脑模拟化学实验不能取代学生实验。学生的实验操作技能在电脑上是培养不出来的，一个学生，通过电脑的模拟，他会懂得液体药剂的取用方法，口试、笔试也均可得100分。但真的让他拿一支试管倒入酸时；他的手一定会发抖。这就是说，电脑只会让学生“懂”化学实验，不会让学生“能”做化学实验。我们不能因为化学实验有腐蚀、有污染、有危险就不让学生做实验，更不能因为有了电脑可以模拟化学实验就把实验室关闭。电脑模拟化学实验是对学生在实验室做实验的辅助和补充，学校在加强多媒体教室建设的同时，不能削弱化学实验室的建设。