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Java模拟实验支持化学平衡原理教学的设计与省思 麦裕华 (广州市协和中学，广东广州510160) 摘要：使用Java模拟实验支持化学平衡原理课堂教学，将有助于通过引导式探究教学，建构支持学生科学发现、学习和交流的 环境，促进学生对化学平衡原理的学习。以“温度对化学平衡的影响”为例，说明其教学过程和学案的设计，并对该教学方式进行了省 思。 关键词：引导式探究教学；科学发现学习；化学平衡原理；计算机模拟；Java模拟实验 中图分类号：G633．8 文献标识码：B 文章编号：1005—6629(2011)05～0018—03 1问题的提出 化学平衡是一种宏观七“静止’、微观上持续不断 对于抽象而义复杂的化学平衡原理，许多化学教 进行的动态平衡。不同类型的可逆反应在不同反应条 育T作者设计出使用多媒体软件11-31、类比推理[4-71等 件下的反应过程是一种复杂性体系。Java模拟实验可 教学方式辅助学生渐进地学习。然而，这仍存在着2个 以让使用者独立设置物质的初始浓度等变量和恒温恒 教学问题：(1)学生对化学平衡的建立和移动的具体过 容等多种实验条件，同时可以设置是否加入催化剂或 程和微观机制仍然会产生相当多难以更正和消除的迷 惰性气体的条件，并且展现反应物和生成物的浓度与 思概念；(2)教师利用不完全归纳得到化学平衡原理 时间的关系图、某一物质的正逆反应速率与时间的关 的相关规律，甚至将相关规律直接给予学生。教师应当 系图、该反应的微观粒子运动动画。一些程序设计者 组织开放的教学活动，让学生有目的地尝试独立“发现” 设计了功能不一的化学平衡原理Java模拟实验，并且 化学平衡原理的相关规律。在这样的要求下，极其需要 公开放置于网络上提供他人使用(如表l所示)。多代 使用科技手段支持化学平衡原理的课堂教学，一个较 好的选择是使用跨平台、性能优异、动画和模拟效果较 Workbench netlogo／)、交互型科学模拟软件Molecular 好的Java程序作为支持教学活动的工具。 Simu— 2化学平衡原理Java模拟实验的设计 Java程序是以Java程序设计语言编写的，运行时 理Java模拟实验下载使用。 需要计算机启动Java平台支持。目前，Java在科学教育 表1网络上公开的化学平衡原理Java模拟实验 网络地址 化学反应 可调控的变量 模拟内容 中也得到相应的重视和应用，尤其在动嘶(animation) 和模拟(simulation)方面。 http：／／www． 微观粒子初始数 物质的甲．衡浓度、 ehem．arizona． 日．反应体系的 物质浓度与时nⅡ 2N02{g)；±N20Jg) 常见的动画和模拟有2种设计方式。一种是程序 Pdu／lpp／java／ 压强，反应体系 关系罔．微观粒 equilno／ 的温度 子运动动画 设计者在设计程序时已经设定好运行路径，使用者只 htt