微觀動畫對中職有機化學教學的輔助作用

錢秀蘭 彭建亦

關鍵詞：有機化學，教學，微觀動畫

化學作為一門公共基礎學科，是中職生的一門必修科目，而有機化學作為中職化學的重要組成部分，更是能為學生進一步學習藥品、食品、能源與材料、生物學等其它各門學科奠定重要基礎。但由于有機物質種類繁多，結構及反應原理復雜，概念抽象等原因，導致在實際教學中，僅僅利用傳統的教學方法很難在有限的教學時間內完成教學任務。

隨著科技的進步和計算機網絡技術的普及應用，多媒體在教育領域發揮的作用日益顯著，并由此引發了教育信息化的浪潮，教育信息化促進了“三教改革”，促使教師形成與時俱進的教育理念、現代化的教學方式以及多樣化的教學方法等。計算機輔助教學以一種勢不可擋的姿態迅速闖入了有機化學教學領域中，能夠透過現象看本質的微觀動畫應運而生，并在化學教學尤其是有機化學領域里逐漸展示了其旺盛的生命力及無可比擬的優勢。

首先，微觀動畫有助于學生理解化學基本概念，激發學生學習興趣。與無機化學相比，有機化學知識更是一個由“形象”到“抽象”、由“現象”到“本質”、由“淺顯”到“深入”的過程，即逐步向系統化、理論化靠近，既重視微觀世界的探索，又重視與宏觀世界的聯系和有機統一，更為重要的是要求學生建立一定的微粒觀、元素觀、結構觀、守恒觀，以上這些要求不僅需要教師口頭表達清楚，更加需要教師設法把微觀的變化過程放大、抽象的事情具體化。微觀動畫能夠將不可見的原子、分子等形象清晰地展現在學生的眼前，其變化運動等情況也以動態的形式呈現在學生的視野中，使枯燥的抽象的有機化學變得有聲有色。如在對取代反應概念的理解教學時，我們可以通過演示實驗激發學生學習興趣，培養學生觀察能力等。如指導學生觀察到氯氣顏色變淺，有油狀物生成且液面上升等宏觀現象，但即便是這樣，我們還是無法解釋何為取代反應？如何取代的？因為我們無法通過實驗觀察到微觀層面的原子之間變化的實際情況，學生也無法通過宏觀的現象去理解取代反應的實質。但是通過微觀動畫我們就可以將甲烷分子中氫原子被氯原子逐步代替的這個過程放慢，并且可以將內部變化過程清晰明了的展示在學生眼前，視聽結合的方式生動形象地揭示了反應的實質。這種新穎的教學方式不僅大大激發了學生的好奇心和求知欲，而且增加了學生的感知深度，提高了學習效率，增強了學習效果，從而激發學習興趣，樹立學習信心。

其次，微觀動畫有助于解決學生難以理解物質的微觀空間結構的難題。有機化學之所以讓學生覺得很難理解和接受，一個很重要的原因就是有機物質結構復雜，即使構成物質的原子各類和數目都相同，但連接方式不同就能形成不同的物質，性質也會產生差異。所以學生會產生有機化學很難的感覺。而利用三維微觀動畫將分子內部微觀原子連接方式形象地展示在學生面前則可以大大降低學習難度，幫助學生克服恐懼心理，并且可以以其多彩的形式，豐富的表現等獨特的魅力引導學生愛上有機化學。如在進行同分異構現象教學時，以分子式為C7H8O的含苯環的同分異構體為例，請學生嘗試書寫的過程中我們發現學生感覺很困難。即便是給學生模型教具以小組為單位自行搭建也很不順暢。但是在采用微觀動畫輔助教學之后再引導他們搭建卻發現效果很好，多數同學都可以順利完成。之后再進行書寫也就無障礙了，難點迎刃而解。

最后，微觀三維動畫可以促進學生更加有效地進行有機化學學習。我們的中職生是在新技術下成長起來的，他們從小就接觸了各種生動活潑有趣的影像資料，如智能手機和動畫游戲等，所以僅僅依靠具體的模型和教科書表述等教學工具對新一代中職學生的幫助非常有限。所以我們需要使用更多的方法技巧來吸引這些學生的注意力。將微觀動畫等新技術引導到有機化學教學中來，可以引導學生進行微觀層次的深入觀察，方便學生理解化學反應的實質，從而進行有效的高效的學習。?；瘜W是一門以實驗為基礎的學科，雖然我們在教學過程中讓學生動手實驗，觀察其變化過程，但是我們只能看到顏色的變化，氣體或沉淀的生成等宏觀現象，對分子內或分子間尤其是原子間的變化無法觀察和理解。傳統的利用幾張掛圖、幾個模型的上課模式，對于我們中職學生來說已經不能吸引他們的注意力了，同時由于中職學生各方面的基礎比較薄弱，而且記憶也不長久。所以導致學生在書寫方程式時經常出錯，從而使學生怕寫方程式、不喜歡化學課等。而利用微觀動畫則可以很好地向學生展現有機化合物分子的空間構型，形象動態地表示有機化學反應中原子與原子之間舊鍵斷裂和新鍵形成的過程，有助于學生理解化學反應的反應機理，從而認識化學反應的本質。例如在乙醇的脫水反應中，學生在寫產物的結構式的時候，不知道怎么去寫，主要原因是不知道反應時到底斷裂哪些鍵，新化學鍵又是如何形成的。如圖所示：乙醇分子內共有五種不同的化學鍵，有時單一斷某一種鍵，有時會同時斷不同的幾種鍵，斷鍵位置情況復雜，相應的新鍵形成也不單一。用傳統的教學方式對于中職學生來說很是枯燥無味，幾乎不能吸引他們的注意力，更不用說集中注意力去理解、記憶。我們迫切需要改變傳統的教學方式，把學生的拉回到課堂中來。而對于從小就接觸各種影像、影視的這一代中職生來說，三維微觀動畫無疑是極佳的選擇。微觀動畫有利于幫助他們在腦海中建立分子結構模型，這種展示分子結構的動態方式能夠引導他們加深對化合物及化學反應過程的理解，有效避免了機械記憶，有利于歸納總結，并有利于他們在學習過程中獲得自信心，更能引導他們樹立學習有機化學的信心，激發學生學習有機化學的學習興趣。

綜上所述，微觀動畫在有機化學教學中可以將化學實驗中的各種變化過程以運動的形式表達出來，有助于學生建立化學學科的運動觀。同時可以將有機化學中抽象的事物變成可活動、變化的物體，體現“三教改革”中的教材改革，有利于學生接受新知識。由于微觀動畫形象逼真，能以不同的色彩表現不同的原子及其變化過程，極大地提高了學生的課堂參與度，為學生創設了一個愉快的學習環境，給學生一種“畫面感”，進而加強理論學習的直觀性，能極大地提高有機化學教學效果。

參考文獻：

1.李林 《計算機輔助高中有機化學教學的研究》

2.陳晨，蔡其勇 《計算機輔助化學教學的現狀及對策研究》

3.劉保平，孫彥坤 《動畫在分子生物學教學中的應用》

4.蔡東，胡樹煜 《有機化學教學中三維動畫案例的制作和應用》

5.王慧彥，馬衛興，陶傳洲，程青芳 《計算機在有機化學及實驗教學中的應用》