劉顯國(guó)

在當(dāng)前的中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，探究式學(xué)習(xí)的重要性和意義被不斷強(qiáng)調(diào)，并且日益獲得了廣大一線教師的認(rèn)可。但是，由于化學(xué)學(xué)科的自身特點(diǎn)，其中的某些內(nèi)容，使得探究式學(xué)習(xí)的開(kāi)展遇到了困難。隨著多媒體教學(xué)手段的引進(jìn)，這些困難可以得到逐步解決。多媒體如今已經(jīng)成為了中學(xué)化學(xué)教學(xué)中開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)必不可少的輔助手段。

● 化學(xué)教學(xué)中的某些知識(shí)領(lǐng)域，使探究式學(xué)習(xí)受到了限制

探究式學(xué)習(xí)，也叫研究性學(xué)習(xí)，是讓學(xué)生在課程教學(xué)中發(fā)揮主動(dòng)性，自己探索問(wèn)題的一種積極的學(xué)習(xí)方式。探究式學(xué)習(xí)要求教師在教學(xué)中發(fā)揮引導(dǎo)作用，創(chuàng)設(shè)類(lèi)似于學(xué)術(shù)研究的情境，激發(fā)學(xué)生的主體性，獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、操作實(shí)驗(yàn)、調(diào)查研究、收集處理信息、表達(dá)交流等，以一種不同于傳統(tǒng)教學(xué)的方式，讓學(xué)生獲得知識(shí)，培養(yǎng)能力，發(fā)展情感，建立探索與創(chuàng)新精神。

但是，在中學(xué)化學(xué)的教學(xué)中，由于種種原因，有些知識(shí)內(nèi)容使得探究式學(xué)習(xí)的開(kāi)展受到了一定的限制，這些知識(shí)內(nèi)容包括以下幾類(lèi)：

1.涉及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)的知識(shí)內(nèi)容。從生活實(shí)踐中獲取課題研究的素材，是探究式學(xué)習(xí)得以開(kāi)展的前提要素。但對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，要獲得那些不可見(jiàn)的電子、原子、分子、化學(xué)鍵等微觀世界的素材十分困難。所以，這個(gè)時(shí)候如果還在一般的意義上，要求他們采取探究式的學(xué)習(xí)方式，是不太現(xiàn)實(shí)的。

2.某些危險(xiǎn)系數(shù)比較高、難度大、周期長(zhǎng)、不可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)。探究式學(xué)習(xí)要求教師遵循學(xué)生的思維特點(diǎn)和心理機(jī)制，適當(dāng)、合理地設(shè)計(jì)情境和指導(dǎo)思路，在探究式學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生是行為的主體，他們要獨(dú)立地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索問(wèn)題和解決問(wèn)題。對(duì)于那些比較危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，如酸類(lèi)實(shí)驗(yàn)、具有爆炸性可能的實(shí)驗(yàn)等，考慮到學(xué)生的人身安全，均不宜安排學(xué)生進(jìn)行親身參與。而那些具有工業(yè)生產(chǎn)性質(zhì)的流程、不可重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)和周期過(guò)長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)，也不適合安排學(xué)生親身參與。

● 多媒體教學(xué)在化學(xué)探究式學(xué)習(xí)中的作用

現(xiàn)代意義上的“多媒體教學(xué)”，主要是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)并借助于預(yù)先制作的教學(xué)課件來(lái)開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)，所以它又被稱(chēng)之為“計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)”（Computer Assisted Instruction），即CAI。它與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，如具有趣味性、直觀性，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性等。而且，在日常環(huán)境下，化學(xué)教學(xué)中不能實(shí)現(xiàn)的探究性學(xué)習(xí)，可以通過(guò)多媒體，采取模擬情境的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.多媒體可以模擬物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與情境。在中學(xué)化學(xué)中，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)的基本形態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)的變化等，是極其重要的，甚至可以說(shuō)是最基本的知識(shí)內(nèi)容。這些教學(xué)素材在日常生活中極難獲得，使得探究式學(xué)習(xí)受到了限制。但是，多媒體手段的應(yīng)用，不但使得探究式學(xué)習(xí)再次成為了可能，而且可以更加豐富多樣。多媒體教學(xué)為探究式學(xué)習(xí)提供了多種可能，我們可以讓學(xué)生自己搜集素材、制作課件，并在課堂上展示課件、講解課件，在師生之間，就課件內(nèi)容展開(kāi)討論，并讓學(xué)生彼此評(píng)判，以及修改其模擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)構(gòu)等。那些原本不可見(jiàn)的微觀世界，不但可以呈現(xiàn)在學(xué)生面前，而且可以用三維動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)出來(lái)，使電子動(dòng)起來(lái)，原子、分子轉(zhuǎn)起來(lái)，更加形象生動(dòng)，更有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。

2.多媒體使得某些不宜親身參與的實(shí)驗(yàn)得以生動(dòng)地呈現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于那些有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)、不可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)、周期過(guò)長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)以及某些工業(yè)流程，多媒體可以用動(dòng)畫(huà)模擬的形式來(lái)體現(xiàn)，這樣既減少了實(shí)驗(yàn)對(duì)師生的危害，也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和器材成本，同時(shí)也避免了對(duì)環(huán)境的污染等。

● 多媒體教學(xué)在探究式學(xué)習(xí)中的應(yīng)用案例

在教學(xué)中多媒體和探究式學(xué)習(xí)，是有機(jī)融合在一起的，兩者是一個(gè)有機(jī)整體，是不能分開(kāi)的。下面我們以“甲烷的性質(zhì)和用途”這一課的教學(xué)為例，充分體會(huì)兩者的密切關(guān)系。

本課的教學(xué)目標(biāo)是掌握甲烷的性質(zhì)，理解取代反應(yīng)的含義，了解甲烷的用途；培養(yǎng)學(xué)生的觀察、動(dòng)手和思維能力；聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)和節(jié)能意識(shí)。

教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)多媒體相結(jié)合的探究式學(xué)習(xí)。

引言：甲烷是最簡(jiǎn)單的一種有機(jī)物，具有正四面體結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)無(wú)水醋酸鈉和堿石灰加熱制取。本節(jié)課我們將研究甲烷的性質(zhì)，認(rèn)識(shí)甲烷的用途。

1.甲烷的性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)部分：先引導(dǎo)學(xué)生觀察甲烷的色態(tài)、水溶性，小心地聞氣味。然后將甲烷分別通入加了酸堿指示劑的鹽酸、氫氧化鈉、高猛酸鉀溶液中。觀察到溶液顏色均無(wú)變化，得知一般情況下，甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑等不起反應(yīng)。

多媒體演示部分：明確甲烷在一些比較強(qiáng)烈的環(huán)境下，也會(huì)發(fā)生反應(yīng)。例如，將氯氣和甲烷的混合氣體，放在強(qiáng)光下照射，就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并生成一系列新的物質(zhì)。由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較復(fù)雜，生成物質(zhì)比較多，且不容易辨識(shí)，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)，最好的辦法是通過(guò)多媒體來(lái)演示。從計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的模擬過(guò)程可以看出，在光照的條件下甲烷分子中的氫原子可被氯氣中的氯原子所取代而生成一氯甲烷和氯化氫，但是反應(yīng)并沒(méi)有終止，生成的一氯甲烷仍繼續(xù)跟氯氣作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。

在這些反應(yīng)里，甲烷分子里的氫原子逐步被氯原子所代替而生成了4種取代產(chǎn)物，有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)就叫取代反應(yīng)。

為了加強(qiáng)教學(xué)效果，我們可以讓計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)反復(fù)模擬取代反應(yīng)的全過(guò)程，進(jìn)一步理解取代反應(yīng)的含義。

2.甲烷的用途。

實(shí)驗(yàn)部分：先明確，純凈的甲烷能在空氣里安靜地燃燒，發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)放出大量的熱。點(diǎn)燃純凈的甲烷，注意觀察火焰。然后在火焰上方罩一個(gè)干燥的燒杯，把燒杯倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，向杯內(nèi)注入少量澄清石灰水振蕩。我們仔細(xì)觀察淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁很快變模糊有水生成，生成物使澄清石灰水變渾濁。

多媒體演示部分：甲烷是一種很好的氣體燃料。但是，如果點(diǎn)燃甲烷跟氧氣或空氣的混合物，會(huì)立即發(fā)生爆炸。這個(gè)時(shí)候可以播放煤礦礦井或其他一些類(lèi)似的爆炸影像，讓學(xué)生對(duì)甲烷的危險(xiǎn)性產(chǎn)生直觀的印象。說(shuō)明對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)有充分、全面的認(rèn)識(shí)，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。

教師可以結(jié)合投影、錄像，告訴學(xué)生，甲烷的性質(zhì)決定了其用途。甲烷取代反應(yīng)的產(chǎn)物（CH3Cl、CH2Cl、CHCl3、CCl4）都是很好的有機(jī)溶劑，熱解反應(yīng)的產(chǎn)物氫是合成氨和汽油的重要原料，熱解反應(yīng)的產(chǎn)物炭黑是橡膠工業(yè)的重要原料，也可用于制造顏料、油墨和油漆等。甲烷燃燒時(shí)放出很多的熱量，所以甲烷可用做氣體燃料。也可以投放一些天然氣的應(yīng)用和農(nóng)村沼氣制取的原料、發(fā)酵過(guò)程、使用和發(fā)酵廢物利用等方面的影像。著重強(qiáng)調(diào)指出沼氣的應(yīng)用對(duì)合理開(kāi)發(fā)農(nóng)村能源、肥料，改善環(huán)境衛(wèi)生，防止疾病的傳染所起的作用。