現(xiàn)在，化學(xué)教師可以使用復(fù)雜的多媒體，其可提供可供學(xué)生觀看和互動(dòng)的現(xiàn)象和過程的模型。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用論文，希望大家喜歡!

　　計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用論文篇一

　　試談?dòng)?jì)算機(jī)模擬在化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

　　【摘要】興趣是學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的源動(dòng)力，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)無機(jī)及分析化學(xué)的興趣，調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)熱情，在無機(jī)及分析化學(xué)課程教學(xué)中顯得尤為重要。對(duì)于如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)無機(jī)及分析化學(xué)的興趣，筆者結(jié)合幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在本文中提出了幾點(diǎn)具體措施。

　　【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)模擬;化學(xué)

　　一、引言

　　在當(dāng)代社會(huì)，要想在生存的環(huán)境中對(duì)自己的健康和幸福做出明智的判斷，化學(xué)教育被認(rèn)為是至關(guān)重要的。但是化學(xué)教學(xué)情況不容樂觀，許多學(xué)生對(duì)化學(xué)甚至科學(xué)都不感興趣，只是盡可能少的選擇一些必需的科學(xué)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。在過去幾年中，人們期待通過以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的教學(xué)氛圍能夠培養(yǎng)并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣多媒體材料的使用也被認(rèn)為是順理成章的事情了，多媒體可以提供積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的有利條件、情境教學(xué)和可視化的說明復(fù)雜的概念，致使在健全的教學(xué)實(shí)踐中配備多媒體就成為水到渠成的事。

　　二、計(jì)算機(jī)模擬在化學(xué)中的應(yīng)用

　　現(xiàn)在，化學(xué)教師可以使用復(fù)雜的多媒體，其可提供可供學(xué)生觀看和互動(dòng)的現(xiàn)象和過程的模型。對(duì)于一些靜止?fàn)顟B(tài)的教科書難以表征但對(duì)理解事物運(yùn)行至關(guān)重要的動(dòng)態(tài)理論實(shí)體，利用這些模擬可得到形象的表征。通過提供學(xué)生處理復(fù)雜體系和通過自己的研究識(shí)別模式的機(jī)會(huì)，這些模擬可促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)。當(dāng)與模擬互動(dòng)時(shí)，學(xué)生可參與到科學(xué)推理的過程，例如題目說明、假設(shè)生成、實(shí)驗(yàn)、觀察和數(shù)據(jù)解釋。因此，C不僅僅能夠幫助學(xué)生理解化學(xué)現(xiàn)象，還可以培養(yǎng)學(xué)生探究和解決問題的能力。

　　但是現(xiàn)在化學(xué)教師們現(xiàn)在總是致力于發(fā)展和傳播分子水平化學(xué)過程的電腦動(dòng)畫制作和模擬，往往忽略了哪種模擬特性才能更好的幫助學(xué)生。特別是在模擬設(shè)計(jì)上，教師們只重視了表述的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性，忽略了設(shè)計(jì)特性是否適合學(xué)生學(xué)習(xí)?；瘜W(xué)模擬的設(shè)計(jì)和形成應(yīng)該建立在學(xué)習(xí)理論、認(rèn)知力和多媒體的研究以及化學(xué)教育最佳做法的基礎(chǔ)上。將學(xué)生結(jié)合進(jìn)化學(xué)模擬的過程中，采取迭代設(shè)計(jì)過程，對(duì)于模擬的實(shí)用性不斷測(cè)試和改進(jìn)完善。這樣制作出來的模擬結(jié)果，有些地方是與僅以化學(xué)專家的觀點(diǎn)制作模擬時(shí)通常接受的方式相違背的。例如，在模擬中應(yīng)盡量減少符號(hào)的使用，而以文化熟悉的圖標(biāo)代替;支持探索而避免使用已經(jīng)制定出的例子;在整個(gè)模擬中使用一致的界面。

　　三、如何將計(jì)算機(jī)模擬應(yīng)用到化學(xué)教育中

　　在模擬的設(shè)計(jì)和改進(jìn)過程中，我們可參考Gabel (1999)和Johnstone (1982)的研究成果，他們?cè)鴮?duì)“不同級(jí)別表示形式”的思想以及其在化學(xué)家理解世界過程中所起的作用都進(jìn)行了研究。Gabel認(rèn)為化學(xué)現(xiàn)象最初是在可見的或宏觀層面進(jìn)行感知的，這也是人們體驗(yàn)化學(xué)的方式。但是這些現(xiàn)象卻通常被化學(xué)老師用亞顯微水平的原子和分子的特性和行為來進(jìn)行解釋?；瘜W(xué)老師通常會(huì)使用符號(hào)、公式和方程式等展現(xiàn)這些宏觀和亞顯微水平，從而進(jìn)一步使簡(jiǎn)單問題復(fù)雜化。化學(xué)教育的一個(gè)中心目標(biāo)是協(xié)助學(xué)生掌握這些不同形式的表征。正如Kozma所認(rèn)為的，理解和使用這一系列的表征不僅僅是化學(xué)老師應(yīng)該做的一部分，從更深遠(yuǎn)的層次上講，這就是化學(xué)。Kozma 和Russell認(rèn)為學(xué)生進(jìn)行不同層次上的認(rèn)知可成就他們的表征能力。所以，我們?cè)谀M時(shí)應(yīng)注意，用敘述的形式表征觀察到的，用代表性的粒子模型進(jìn)行解釋，用符號(hào)展現(xiàn)現(xiàn)象和解釋之間的聯(lián)系。

　　(1)可見的現(xiàn)象：用敘述法介紹每天的經(jīng)歷。科學(xué)的基礎(chǔ)是用理論和模型解釋觀察到的現(xiàn)象。給學(xué)生介紹需要解釋的現(xiàn)象時(shí)敘述是一個(gè)很有利的工具。在模擬中，用敘述展現(xiàn)熟悉的現(xiàn)象，學(xué)生可通過與運(yùn)動(dòng)粒子動(dòng)態(tài)解釋模型的互動(dòng)來探究它。結(jié)構(gòu)上，我們的敘述是典型的流派：它們要有完整的開頭、中間和結(jié)尾;融入制作人的意圖;作者和讀者協(xié)作確定最終結(jié)果。研究表明，人類是基于敘事結(jié)構(gòu)的思考組織事件，并在不知不覺中把時(shí)間和因果關(guān)系強(qiáng)加于事件的邏輯語義關(guān)系結(jié)構(gòu)。敘述被認(rèn)為是最為學(xué)生熟悉的形式。

　　(2)展示一個(gè)解釋性模型。以教授分子動(dòng)力學(xué)理論及相關(guān)主題的概念時(shí)為例。這個(gè)理論需要學(xué)生理解物質(zhì)是由恒定運(yùn)動(dòng)的粒子組成的，多媒體就可以用視覺上的動(dòng)態(tài)方法表達(dá)這種思想，這是靜態(tài)的教科書無法做到的。通過交互式計(jì)算機(jī)模擬展示一個(gè)解釋性模型可給學(xué)生提供一個(gè)積極的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)生完全投入進(jìn)去，這個(gè)模型有可能是不切實(shí)際或不可能的。在這個(gè)例子中，我們的模擬可形象的展示粒子的行為，但實(shí)際上是看不到的。描述顆粒模型

　　(3)符號(hào)表示。文字和符號(hào)在模擬設(shè)計(jì)中都是重要的要素。每個(gè)解釋性模型都要有一個(gè)變量關(guān)系示意圖。創(chuàng)作和解釋圖形的能力在學(xué)習(xí)科學(xué)中是重要的技能。根據(jù)原始數(shù)據(jù)繪制圖形可幫助科學(xué)工作者進(jìn)行認(rèn)知和解釋，還可以直觀系統(tǒng)的觀察大量數(shù)據(jù)。在我們的模擬中，還應(yīng)該將學(xué)生引入化學(xué)定量方面，這也是國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注的方面。

　　在一個(gè)模擬中應(yīng)該融合了以上三個(gè)層次的表征：可見，解釋，和符號(hào)。以相變的模擬為例：在可見層次，相變可通過一段女主人公和哥哥試圖給水加熱制作熱巧克力的敘述引入。這段敘述可將相變?nèi)谌雽W(xué)生熟悉的日常生活實(shí)踐中。在解釋層次，可提供相變(液態(tài)向氣態(tài))分子動(dòng)態(tài)行為的粒子模型來形象的表征。其中可用不同顏色的點(diǎn)代表容器內(nèi)的不同氣體分子，爐子代表加熱，插進(jìn)容器內(nèi)的溫度計(jì)代表溫度。在符號(hào)層次，基于顆粒模型每個(gè)用戶操作的數(shù)據(jù)可生成一個(gè)圖形。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] Gabel，D. Improving teaching and learning through chemistry education research： A lookto the future. Journal of Chemical Education，1999 (76).

　　[2]Johnstone，A. H. Macro- and microchemistry. School Science Review，1982 (64).

　　[3]Kozma，R. B. (2000). The use of multiple representations and the social construction of understanding in chemistry. In M. Jacobson & R. Kozma (Eds.)，Innovations in science and mathematics education：Advanced designs for technologies of learning (pp. 11-46). Mahwah，NJ：Erlbaum.

　　[4]Kozma，R.，& Russell，J. (2005). Students becoming chemists：Developing representational competence. In J. K. Gilbert (Ed.)，Visualisation in science education (pp. 121-146). Dordrecht，The Netherlands：Springer