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浅谈模拟实验在化学教学中的优势

蔡明

在新课程教学中,老师利用实验来培养学生的创新精神是一项重要的责任,但各学校的实验条件是有限的,无法完全满足学生做实验的需求,因此,虚拟实验的开展有着很重要的现实意义。事实上,虚拟实验虽然没有物质实验那样真真切切,但也有自身的优点,比如能反复进行,也不担心有毒与危险,符合绿色环保精神等等。笔者在此结合自身在教学中的体会,谈谈虚拟化学实验在教学中的一些优势。

一、虚拟实验改变了教学模式

在传统的化学教学中,一旦遇到学习的实验条件无法进行的实验,或者是有毒的、危险的实验,老师是不会组织学生做的,通常采取黑板上讲实验、学生背主要步骤的方式进行,说到底就是向学生进行机械的灌输。比如,浓H2SO4的稀释,假如将水倒入弄H2SO4中,弄H2SO4会因为水的沸腾而飞溅出来,危险系数很大;再如,用试管加热液体的时候,试管口是不能对着人的,否则,液体沸腾的时候也会伤及对着的人,危险的很!在化学教学中,类似这样危险的实验是比较多的,老师习惯于向学生反复的讲解,没有什么好的方法来解决。虚拟的实验,可以有效的解决这个难题,我们可以将这样的实验做成课件,如果再配上声音,就能绘声绘色的放给学生观看了,视觉效果十分的好,教学效率也会大大的提高,最重要的是,让学生在轻松、愉快中掌握了化学实验的步骤与注意点,学生的学习兴趣被有效的提高了。

学生学习化学,最为感兴趣的就是实验了,假如因为客观原因或者因为担心危险因素而进行没有实验的教学,这堂化学课是没有什么灵魂的,学生是不感兴趣的,因此,虚拟实验在这方面的优势是比较明显的,可以让学生更有兴趣的学习化,而且一样能培养学生的观察能力与分析问题、解决问题的能力。比如,在进行化学总复习的时候,很多实验在当初授课的时候,学生是亲手做过的,但由于时隔较长,记忆模糊了,但中考复习的时间比较紧张,而且内容也很多,不是特别重要的实验一般很难给机会于学生再次操作一篇了,为了解决这一问题,虚拟实验就能大显身手了!学生可以通过虚拟实验的观看,能迅速的回忆出曾经的实践经历,从而促进了学习复习效率的提高。

二、绿色环保、节约成本

化学实验必然消耗药品,实验结束后自然要产生废弃物,废弃物就有污染环境的危险,而虚拟实验是不会产生任何废弃物的,十分符合环保的理念。

化学实验需要用到药品,对于经费充足的学校,也是一项不小的支出,假如学校的经济能力欠缺,这项支出常常被压缩,很多农村学校存在着无力购买化学实验药品、用品的问题,而虚拟的化学实验不存在药品的消耗,可以为学校节约很多的教学成本。虚拟的化学实验,只要利用鼠标点点就可以让学生看到逼真的实验“现象”了,使学生具有身临其境的感觉,将学习与娱乐融为一体,增加了学习的兴趣,节省了教学成本,这是虚拟实验的一大优势。比如,在利用KnMnO4加热制取氧气的时候,需要注意很多操作规范,如,加热时要先预热,否则试管因为受热不均匀而容易炸裂;用排水法收集氧气后,要先将导管从水槽里拔出来,再移去酒精灯,否则,水槽中的水被吸入热的试管使它破裂等等,同样在其他实验中也存在着这样那样的操作错所造成的实验失败的问题,用真实的实验让学感受错误的操作,会浪费很多药品与器材,成本会很高。而且在实际的教学中,也不便于让学生练习这些错误操作,因为危险性很大,因此,学生常常缺少这方面的感性认识。如果只凭老师的讲解,一时无法真正的解决学生对错误操作所产生的认识问题,如果利用虚拟的实验,可以反复的模拟错误操作所造成的“后果”,这样就能使学生的认识更为深刻,从而间接的提高了学生的动手实验的能力。

三、变微观为宏观,提高感性认识

人眼是无法看见微观粒子的,而化学上有很多有关微观粒子方面的内容,如分子、原子、离子等等,这些粒子的结构与运动规律可以借助多媒体向学生展现,从而实现变难为易。初中学生的抽象思维能力还处于发展阶段,他们在认识物质规律的时候,善于形象思维,因此,在进行微观粒子方面的知识教学时,要充分利用感性材料,增加学生的感性认识,比如,模型、挂图等等,但这些感性材料无法展现动态,还不能足以说明微观粒子的某些性质,比如,分子的运动论、电子围绕原子核进行高速运动,如果用老师的口头叙述,很难让学生理解。比如:原子中的电子是带负电的,绕着带正电的原子核高速运动,学生听的一头雾水,难以理解。

假如利用制作好的课件,学生会方便的看到原子、分子以及它们的内部结构。又如,化学反应的本质,在学习质量守恒定律的时候,学生通过实验探究知道了化学反应前后的质量是不变的,但难于理解其中的原因。假如利用虚拟实验,让学生观看化学反应的过程,学生会看到化学反应的特征就是分子分为原子,而原子之间的组合发生了变化,原子重新组合成了别的分子,这就是新物质,也说明了化学变化的本质就是原子发生了重新的组合,而原子的种类与数目没有变化,因此,反应前后的质量就应该不变。

总之,作为新课程教学的化学老师,要善于运用虚拟实验好,当然,在具体的教学中也不能盲目的使用。毕竟,虚拟的实验是不能真正的代替真实的化学实验的,它毕竟是给学生予观看,不能给学生予操作,无法真正的培养学生的实际能力。在大力提倡探究式教学的今天,虚拟实验有很大的局限性,在培养学生的探究能力与创新精神方面是一个短板,与真实的化学实验是无法相提并论的。

(作者单位:江苏省宝应县小官庄中学)

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