化学（心得）之计算机模拟实验软件能取代化学实验教学吗？ 7页

化学论文之计算机模拟实验软件能取代化学实验教学吗？ ‎ ‎　　随着信息技术的飞速发展及其在教育领域的广泛应用，信息技术与化学课程的整合已成为大势所趋。中学化学教学大纲强调指出：“化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以帮助学生形成化学概念，理解和巩固化学知识，培养学生能观察现象、分析问题、解决问题，初步掌握一些常用的化学实验技能，培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。”可以说：实验是化学赖以生存和发展的基础，是化学的灵魂。因此，信息技术与化学课程的整合离不开利用计算机软件对化学实验进行的模拟。在这种教育信息化的背景下，各种计算机模拟化学实验的软件不断涌现。这些模拟软件大多制作精美、生动活泼、交互丰富，使教师在化学课堂上不用任何实物、仪器、药品就完成了一大串实验，现象鲜明生动，且实验次次成功。于是就有人认为：“我们的化学实验教学可以抛开实验室，只靠动动鼠标，就能轻松完成了”。那么，化学实验模拟软件的使用真的能代替实验室的操作吗？我们认为，实验模拟软件决不能取代实验室的教学。在着重培养学生的探索能力、创造能力和创新意识的今天，信息技术与化学课程的整合并不意味着抛弃传统的实验教学手段。完全用化学实验模拟软件的操作代替化学的实验教学存在很多弊端。‎ ‎　　一、不利于化学学习“兴趣”的培养：‎ ‎　　兴趣是最好的老师。化学实验能生动直观、立体形象地展示化学现象，以其特殊的魅力引起学生的好奇心和求知欲，促使他们积极主动的学习、探索。而使用计算机软件模拟实验，学生不能深刻的体会实验美。因为模拟的实验现象终究和真实现象之间存在一定的差距，例如喷泉实验是学生很感兴趣的实验之一，实验现象   （如何？、壮观？）    学生通过这一实验能充分体验到实验美，激发学生学习化学的热情。但在这一实验的演示软件中，我们看到几束流动的线条运动着，即不     ，又不      。学生看过后容易产生“不过如此”的看法，削弱了学习化学的兴趣。‎ ‎　　另外，在化学实验教学中，学生通过观察和操作实验，会对实验过程、实验现象、实验原理产生兴趣；而用鼠标操作代替动手实验，学生往往是对计算机产生了兴趣，计算机软件怎么这样神奇呢？这些动画是怎么做出来的？这就转移了学生的注意力，偏离了原先的实验目的。‎ ‎　　二、不利于“观察”能力的培养：‎ ‎　　观察是探索和发现奥秘的前提，是获取知识、发现问题的源泉。实验是手段，观察是入门。化学的感性认识主要靠化学实验提供，培养学生的观察能力是化学实验教学的一项重要任务。因此，在化学实验教学中，我们首先要抓观察能力的培养，培养学生观察的敏锐性、全面性和深刻性。但在计算机模拟的化学实验演示中，例如对实验药品的观察，学生就无法感知真实物体的体积、质感，更不能摸一摸、闻一闻，使观察的效果大大打了折扣。如钠（Na）、钾（K）等金属，计算机模拟出来的效果即使颜色相近，在硬度、光泽度、光滑度、透明度等方面，仍然存在着一定的差异；而对于浓H2SO4和稀H2SO4，在模拟软件中表现的颜色、光感等相同，但在实际操作中会发现它们的质感明显不同，一个呈粘稠状；另一个呈水状。还有铝片和铝箔在模拟软件中根本无法区分。‎ ‎　　另一方面，实验模拟软件对于实验现象的表现，也不如真实实验的细腻丰富，容易养成学生在观察化学实验的过程中大而化之的不良习惯。‎ ‎　　三、不利于“科学态度”的培养；‎ ‎　　培养学生实事求是的精神和严肃认真的科学态度，是化学实验教学的又一主要任务。对于“什么是科学”，“什么是科学实验”，学生只有通过亲身经历和体验，才能有较为深刻的理解。例如铜盐燃烧时的火焰是绿色的；（什么）与（什么）反应一定会生成（什么）。由此培养学生的辨证唯物主义思想，使他们认识到这些化学反应是客观规律，是不以人的意志为转移的。但计算机实验模拟软件给学生的感觉却非如此。现在的学生都知道，软件是人编出来的。既然是人编的，人就可以人为的控制实验过程、实验现象和实验结果。软件制作者可以让铜盐闪动着紫色的火焰燃烧；或     。因此，学生有可能对实验的现象和结果产生怀疑，认为是计算机让它这样反应的。一个“假”‎ 的实验无法要求学生用实事求是、严肃认真的科学态度去对待它。‎ ‎　　四、不利于“实验技能”的培养：‎ ‎　　化学实验的功能，不仅仅在于获得所谓“正确”的实验结果，更重要的是使学生亲身经历和体验获得实验结果的探索过程，并在这一过程中培养和训练学生的实验技能。在化学实验的过程中，学生要控制实验条件，认真记录观察到的实验现象或实验测定的数据。而在计算机模拟软件中，学生不用注意药品用量的多少、浓度的高低，也不用正确“安装”仪器，都可以“做”出同样的“实验”效果。其实在实际实验过程中，很多反应由于反应物用量不同现象完全不一样，甚至发生不同的反应。例如做金属钠与水的反应时，钠的用量过多则容易引起爆炸起火，发生危险，用量过少则无法观察到明显的实验现象。又如做酸碱中和滴定实验时，在滴定过程中，学生要左手控制活塞，右手控制锥形瓶，边滴加酸（或碱），边不停摆动锥形瓶，同时双眼注意观察锥形瓶中溶液颜色的变化，并对滴定的数据进行记录和处理，酸（或碱）一滴不能多加，也一滴不能少加，很不容易控制。而利用计算机模拟的实验，这些基本的实验技能演变为单纯的鼠标操作，轻轻一点，溶液颜色就会发生变化，无法培养学生真实的实验技能。一旦回到实际操作中，学生容易草率马虎、不考虑后果，或眼高手低、无从下手。因此，实验技能的培养，决不可能通过鼠标模拟完成。学生需要接触实践才能增强感性认识，并体验成功的乐趣。‎ ‎　　五、不利于“挫折教育”的实现：‎ ‎　　健康的心理素质是青少年走向现代化、走向世界、走向未来的重要条件。而“挫折教育”是心理健康教育的重要内容。在实际实验操作中，由于受药品的质量、溶液的浓度、反应物的配比、反应条件的调控、环境的改变等客观因素的影响，实验可能出现各种异常现象甚至失败。教师可以引导学生冷静地、实事求是地面对现实，因势利导，让学生全面观察这些现象，并引导他们运用已有的知识和经验，分析发生异常现象的原因，共同研究改进策略，最后把实验做成功。由于学生参与了实验从失败到成功的全过程，真正体验到“失败乃成功之母”，学会了如何面对挫折。‎ ‎　　但计算机的摸拟实验都受程序控制，是一种理想化模式，实验不会失败。长期用计算机模拟实验，使学生没有机会体验失败，也没有机会去思考、分析实验失败的原因，并且缺少必要的实验危险意识，抗挫折能力弱。有的软件中即使有几种实验异常情况的模拟，也不可能模拟出学生实验中千差万别的状况。学生缺少了面对失败的心理磨练，失去了重新站起来的实践经历，不利于培养学生知难而进和攻关不息的意志品质。‎ ‎　　六、不利于“探索、创新”精神的培养：‎ ‎　　所谓创新教育，不是单纯的传授知识，而是使学生在获取知识的过程中“学会认识、学会做事、学会共同生活、学会生存”‎ ‎。也就是注重学习过程中的能力培养和素质教育。化学实验作为中学化学教学重要组成部分，可以引导学生去发现探究、动手动脑、改进创新，明确实验改进的必要性，学会改进的方法技术，体验改进成功的喜悦，并启发学生怎样改进会更好，从中培养学生运用所学知识进行创新的精神和能力。‎ ‎　　而计算机模拟实验软件则是预先做好了一个“笼子”，学生按照预定的步骤一步一步的往软件做好的“笼子”里钻。绝对正确且整齐化一的实验结果，会束缚学生的思维、抹杀学生的创造性。如在模拟实验中使用的仪器、药品无选择余地，装置搭配具有确定性，而在实际实验操作中有些仪器、药品可以替换，具有可选择性，不同仪器可能会导致不同的操作过程。因此，使用计算机摸拟的实验不利于培养学生的思维兼容能力，让学生缺少那种在实验室亲身体验的感觉。固定的程序和被动的学习，会使学生惰性、依赖性增强，难有创新。‎ ‎　　总之，实验是学生获取化学知识的重要途径，计算机模拟化学实验软件决不能代替真正的化学实验室，学生需要到真正的实验室中去锻炼动手、动脑、应变和创新的能力，培养实事求是、一丝不苟的科学品质。‎ ‎　　当然计算机模拟化学实验在信息技术与化学课程的整合中仍然有很大的作用，如节省实验经费、模拟工业生产流程、有毒害物质的实验、微观世界的描述、化学实验的复习等，如何正确的、有效的使用计算机模拟实验软件，是教育信息时代的新课题。‎