Question

随着现代教育技术和实验手段的发展，化学实验教学发生了哪些变化

Answer 1

　现代教育技术以多种教学媒体如实物展台、计算机及相应的多媒体技术、手持实验技术等多种数字化电子产品为基础，能够对实验过程、各种媒体信息（如文字、声音、图形、动画、图像、视频等）进行展示、采集、加工处理、存储、和传递，并能使各种媒体信息之间建立起有机的逻辑联系、集成为一个具有良好交互性的教学平台。尤其是多媒体技术，可以方便地实现人机交互，即操作者可以按照思维习惯，从自己的意愿主动地选择和接受信息，拟定观看内容的路径，规划信息展示的方式、方法，以期达成最佳效果。 作为一种动态、高效、大容量的现代化教学辅助手段，多媒体技术能够传递的信息具有生动、直观、富于表现力和感染力、容易再现等特点。可以形象、逼真的表示宏观世界的化学现象和微观世界的原子、分子等物质的内部变化和发展过程，能艺术的表现化学世界的奥秘，从而有效的激发学生学习的兴趣，帮助学生理解化学知识。课堂教学中一些受时长、场地或具体操作等因素限制的实验，在多媒体课件中可以通过录像视频、动画模拟等形式都可以很好的展示，甚至是现实中一些难以做到的实验，也可以用动画进行模拟。不过，多媒体课件中的模拟实验也不能完全代替课堂演示实验，多媒体课件与化学实验两者必须相辅相成，相互补充，同时为化学课堂教学服务。
　　一、实物投影技术在化学实验教学中的应用
　　化学课的演示实验，其目的是通过实验展示让全体学生观察到物质变化的全过程，获得直接的感性知识，从而提出疑问、设想，通过理性的研讨获得结论，借助演示实验创设教学情境，可提高学生学习化学的积极性和参与度。体验实验过程的真实性、科学性，让学生信服，是培养学生观察能力的重要途径，也为引出课题、问题，进行讨论、探索，发现创造条件。因此，演示实验要真正起到演示作用，不能演而不示，使演示实验变成讲实验，观察实验现象变成讲实验现象。为了提高演示实验的可见度，传统的方法一般采用放大实验仪器，抬高实验装置，增加实验药品的用量巡回展示实验结果，然而实验仪器的放大是有限的，巡回展示实验结果又浪费时间，且有些现象是在实验中瞬间产生的而无法观察到，以至影响教学效果。采用实物投影技术，可克服上述缺陷，大大提高演示实验的效果。例如：在演示原电池构成实验时，对实验中关键性的观察点——电流计指针偏转及偏转方向的变化，通过投影技术对投影用电流计进行扩大，在更换电极与电流偏转方向的关联观察与分析后，让学生直观地感悟原电池的构成条件，理性分析电极材料对原电池构成影响，从而使验证性实验的验证更具科学性；用实物投影仪对氢氧化钠固体表面潮解现象、胶体的丁达尔效应、乙醇的催化氧化等进行放大，激励学生注意观察生活中的化学现象。上述实验在教师讲课时感到很流畅，学生对知识的理解、掌握感到很轻松。
　　实物投影技术主要是对实验现象进行放大，克服演示实验可见度小的缺陷，使学生能清楚地观察到实验现象，特别是一些细小的、不易观察到的实验现象。投影技术使实验的科学性得到提高，增强学生学习的积极性和参与程度，为培养学生的观察能力提供保障。
　　二、多媒体技术在化学实验教学中的应用
　　化学实验的操作步骤和操作规范都有一定的要求，一旦学生操作失误，不仅会引起实验失败，也可能引起实验事故，更会引起学生的恐惧心理，影响学生学习化学的兴趣，采用多媒体动画技术，应用典型的软件资料，对操作易出错的后果进行模拟。这样，让学生在计算机前先进行模拟操作，以掌握正确的操作和对不正确的操作的理解，再进行实验，将大大提高学生实验的有效性。例如：氯气的实验室制法中，实验结束后应先将导管移出水面再移去酒精灯的操作，一旦失误，有一定的危险性。为了解决这一难题，通过多媒体技术，设计、制作了氯气的实验室制法的软件，对这一操作做了一些特别的处理，在课堂上，让学生进行反复模拟实验，一旦操作正确，计算机给予奖励提示，鼓励学生，而一旦学生操作错误，计算机则对水倒流试管底部，试管破裂的危险场面进行模拟。再如：对点燃未检验纯度的氢气发生爆炸进行模拟，使学生加深对操作错误引起危害的认识，然后再进行正确的实验，通过多媒体技术的模拟，不仅提高了实验的成功率，更深刻理解正确操作的重要性，促进学生树立规范就是安全的潜能的养成。
　　应用多媒体技术对一些装置和操作较复杂的实验，为学生提供一个模块式实验环境，让学生先进行模拟操作，训练实验技能，然后再进行真正的实验。例如：CH3COOC2H5的制取，在多媒体技术上，可以通过学生模拟实验，既掌握原理又掌握实验操作方法，不断促进学生实验技能的提高。
　　多媒体技术在化学实验中，起到实验设计教学，对学生进行化学知识和实验操作技能的演示教学，有利于培养学生的迁移能力、解决问题的能力，相互协作能力和创造能力，在多媒体“实验室”中让学生在实验室中畅游，发挥自各自的才能，去探索化学世界的实验。例如：物质的鉴别，通过多媒体“实验室”提供学生所需试剂，由学生设计各种方法进行实验并加以判断。计算机对各种方法所产生的各种现象都会模拟，并正确判断加以正确提示，有利于培养学生对知识的巩固、应用和发展，培养学生的创造精神和创造能力。
　　三、摄像、视频处理技术在化学实验教学中的应用
　　演示实验的全过程需要较长的时间，且伴随着一些无关紧要的现象，干扰学生正确观察实验现象，影响实验的效果。由于学生课堂学习时间是有限的，要让学生的有限的时间内尽可能多地获得信息，给予学生信息要有选择，使学生观察到的现象对所学得的知识有价值。因此，采用摄像、剪辑技术，对实验全过程进行加工，既为学生提供实验全过程，又突出重要的实验现象，同时也不失实验的真实性。例如：氯水见光分解实验可采用此技术在课堂上播放，大大增强演示实验的时效性。当学生看到氯水在几小时的光照后才开始慢慢地冒小气泡，24小时才有明显气体产生，不仅对实验结论信服，更体会到有些化学反应很缓慢发生的，增强了学生对实验观察的有效性。
　　演示实验教学中，有些实验具有一定的危害性和危险性，在课堂上无法实施演示，借助于录相教学，既保证学生的安全，又保护环境，又达到良好的教学效果。通过录像技术还可以对实验中的错误操作引起的危害进行真实再现，引起学生的重视，帮助学生掌握正确的实验操作步骤和操作技能。例如：浓H2SO4实验，课堂上一般演示正确的操作，对不正确的操作进行讲解，通过录像对浓H2SO4滴入水中放出大量热量使 H2SO4液飞溅现象进行演示，使学生加深对这一知识点的理解，这样的教学可以使学生正确掌握实验操作规则和正确认识实验装置，对实验的成功起到一定的作用。
　　演示实验是帮助学生学会实验基本技能的最有效途径。对一些操作较复杂的实验，通过录像对学生进行正确、规范的指导，避免了因教师实时演示需较长时间的缺陷。例如：高中化学实验氯气的制取的教学，可采用录像技术进行演示，同时对操作注意点进行局部放大，加于旁白介绍，使学生不仅能理解“为什么这样操作”，更能体验正确的操作，而且避免了氯气的毒性。对学生最终撑握氯气的性质和正确的实验操作提供保证。
　　利用录像技术中的功能效应，促使演示实验真实性，如：高速成像或剪接合成的摄像技术以及视频放映的快、慢、倒等功能不仅使学生全面、细致地看清快速反应的细微之处，也能够使学生快速地观察到缓慢的反应整体变化，让学生迅速感知易观察到的细节，提高学生观察的敏捷性，同时缩短了教学时间，增加了演示实验的时效性，提高了教学效益。
　　摄像、视频剪接技术还可以显示较复杂的化工生产过程，使抽象的教学内容直观化，便于学生对这类知识的理解和掌握，对一些价格昂贵的实验、危险性大的实验，定性的实验，要求较多的操作技术，或装置复杂的实验也可以借助教学录相来完成，保障演示实验的安全性、正确性、有效性、规范性。
　　化学实验是中学化学教学最常用和最重要的教学手段，对帮助学生理解和掌握化学知识，有着举足轻重的作用，随着科学技术的发展，把现代教学技术尤其是多媒体技术与实验相融合，必将丰富实验的内涵，增强实验功能，提高实验教学的效率，让学生在理论与实践的融合中更好的提升自身的素能。