網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)對(duì)初中化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)的影響

何金火

[摘 要]

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)不僅可以充分創(chuàng)造讓實(shí)驗(yàn)“開(kāi)口說(shuō)話”的機(jī)會(huì)，達(dá)成實(shí)驗(yàn)影響，而且還可以讓學(xué)生能像科學(xué)家那樣進(jìn)行一些在實(shí)驗(yàn)室難以操作的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生獲得進(jìn)行科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)。教師應(yīng)多注意探討網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱娲n堂實(shí)驗(yàn)及哪些實(shí)驗(yàn)更適合使用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到兩者的有機(jī)結(jié)合，完成最佳的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)；化學(xué)課堂；實(shí)驗(yàn)影響

所謂網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)就是采用多媒體技術(shù)在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的仿真操作。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐表明，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)適用于：一是可以形象、逼真地表示宏觀世界的化學(xué)現(xiàn)象和微觀世界的原子、分子等物質(zhì)的內(nèi)部變化和發(fā)展過(guò)程，能藝術(shù)地表現(xiàn)化學(xué)世界的奧秘，從而有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，幫助學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)；二是現(xiàn)實(shí)中一些難以做到的實(shí)驗(yàn)，在多媒體課件中通過(guò)動(dòng)畫的形式卻能很好地模擬出來(lái)。

一、抽絲剝繭，分析教材演示實(shí)驗(yàn)，挑選適用于網(wǎng)絡(luò)模擬的實(shí)驗(yàn)

人教版初中化學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)有40個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，九年級(jí)下冊(cè)有18個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。其中，基本操作實(shí)驗(yàn)有10個(gè)，如聞氣體時(shí)的正確操作、液體傾倒、酒精燈的使用等；物質(zhì)制取實(shí)驗(yàn)有6個(gè)，如石灰石與鹽酸的反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水、制取氫氣以及制取氧氣的三個(gè)實(shí)驗(yàn)等；性質(zhì)實(shí)驗(yàn)有個(gè)42個(gè)，包括物質(zhì)的性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、規(guī)律探究實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)中，基本操作實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)用網(wǎng)絡(luò)模擬大多數(shù)是可行的，因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)它們基本上是以操作為主的，沒(méi)有嗅覺(jué)（聞氣味）、觸覺(jué)（溫度變化）等層次的要求。而性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中有少數(shù)實(shí)驗(yàn)用網(wǎng)絡(luò)模擬是不盡如人意的，如濃硫酸稀釋實(shí)驗(yàn)、氧化鈣與水反應(yīng)、中和反應(yīng)（在氫氧化鈉溶液中加入鹽酸）等，有溫度變化，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)不能感知溫差，僅僅借助文章或配音來(lái)描述觸覺(jué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有點(diǎn)如同“畫屏充饑”感覺(jué)，不是科學(xué)實(shí)驗(yàn)。所以，選擇使用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)要排除那些觸覺(jué)和嗅覺(jué)的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然最好是將網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

二、效能模擬，縮短演示實(shí)驗(yàn)時(shí)間，動(dòng)手模仿網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)

在課堂上很多實(shí)驗(yàn)需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間去演示和說(shuō)明操作步驟，通過(guò)教師的“言傳身教”學(xué)生才能有所領(lǐng)悟。但是，教師所演示的這些實(shí)驗(yàn)對(duì)于班級(jí)全體學(xué)生而言，過(guò)程的現(xiàn)象清晰度不一定理想，有的現(xiàn)象時(shí)間過(guò)短，一瞬即逝，有的實(shí)驗(yàn)因?qū)W生相距甚遠(yuǎn)，現(xiàn)象是霧里看花。若采用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)則有效的彌補(bǔ)了過(guò)程與現(xiàn)象的反差，也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)放大特寫讓現(xiàn)象一目了然。

如氧氣的實(shí)驗(yàn)室制備實(shí)驗(yàn)，倘若教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一邊演示一邊對(duì)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)加以說(shuō)明，一節(jié)課45分鐘是不足以解決的。實(shí)驗(yàn)有諸多的環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)都是制備氣體物質(zhì)至關(guān)重要的部分，也是學(xué)習(xí)化學(xué)、科學(xué)探究的基礎(chǔ)。例如，檢驗(yàn)氧氣制備裝置的氣密性，發(fā)生裝置用手握住微熱后，浸入水下導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡；松開(kāi)手恢復(fù)到室溫，浸入水下導(dǎo)管回升一段水柱。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分兩個(gè)部分，現(xiàn)象是“氣泡”、“水柱”，因?yàn)樗趯?dǎo)管中的現(xiàn)象并不十分明顯，所以學(xué)生往往將最重要的現(xiàn)象忽視了，在以后的實(shí)驗(yàn)探究或高中學(xué)習(xí)中就產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)“缺陷”。用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M，可以將水添加“色彩”，將手松開(kāi)，氣體發(fā)生裝置恢復(fù)到室溫，浸入水下導(dǎo)管回升一段水柱就一目了然了。將這兩個(gè)特別關(guān)注的“氣泡”、“水柱”用特寫方式留在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的“精彩瞬間”視窗中，自然可以加深實(shí)驗(yàn)操作的印象。先將“精彩瞬間”展示如下：

氧氣的制備實(shí)驗(yàn)操作的各個(gè)重要環(huán)節(jié)都可以用相似的方式進(jìn)行處理，便于學(xué)生在接下來(lái)的氧氣制備實(shí)驗(yàn)的探究中按圖索驥。這樣既節(jié)省了教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)驗(yàn)說(shuō)明花費(fèi)大量的時(shí)間和藥品，又留下了供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的步驟和要領(lǐng)的充足時(shí)間，學(xué)生可以通過(guò)小組合作來(lái)體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)習(xí)中的強(qiáng)大作用，學(xué)會(huì)讓實(shí)驗(yàn)“開(kāi)口說(shuō)話”，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程和方法。

三、微觀解釋，詮釋演示實(shí)驗(yàn)原理，分子層面網(wǎng)絡(luò)模擬細(xì)說(shuō)實(shí)驗(yàn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是宏觀現(xiàn)象對(duì)微觀物質(zhì)變化的一種探究。初中化學(xué)中有一些實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，但微觀變化的原理不易理解，用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)就能達(dá)到事半功倍的效果。例如，在學(xué)習(xí)“乳化概念”時(shí)，在課堂上教師演示用洗潔精洗滌沾有植物油的試管，這一生活常識(shí)熟為人知，但學(xué)生知其然不知其所以然，這時(shí)若用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“微觀實(shí)驗(yàn)”：乳化劑中親水基和親油基共同作用分散油滴的動(dòng)畫模擬，形象直觀的動(dòng)畫既滿足了學(xué)生的好奇心，又輕而易舉地解釋了化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的原理，一舉兩得，甚至可以一舉多得，何樂(lè)而不為。

又如，學(xué)習(xí)水的電解實(shí)驗(yàn)。水（H2O）在直流電的作用下生成氫氣和氧氣的過(guò)程被稱為電解水。從實(shí)驗(yàn)裝置產(chǎn)生的氣體來(lái)看，氫氣生成的體積大約是氧氣的兩倍。這是一個(gè)定量與定性相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過(guò)前面學(xué)習(xí)過(guò)的氫氣和氧氣的性質(zhì)來(lái)驗(yàn)證電解裝置兩極產(chǎn)生的氣體分別是什么。但為什么氫氣生成的體積大約是氧氣的兩倍？這個(gè)質(zhì)疑就反映了一種化學(xué)反應(yīng)原理問(wèn)題，只能用微觀粒子的變化加以解釋。用網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行水分子的分解和氫原子形成氫分子、氧原子形成氧分子的 “微觀實(shí)驗(yàn)”模擬過(guò)程，學(xué)生就能夠清楚地認(rèn)知到“2H2O[通電]2H2↑+O2↑”的真正內(nèi)涵了。

四、拓寬探究，重新感悟?qū)嶒?yàn)原理，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)

當(dāng)然，（2）和（3）的實(shí)驗(yàn)裝置是相同的。而（1）則不然，它采用的是液體滴加到固體中的方法來(lái)制備氧氣，不需要加熱。在復(fù)習(xí)課時(shí)，要想總結(jié)不同的實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)，教師需要將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室搬到講臺(tái)上，不進(jìn)行演示不能達(dá)到預(yù)期的效果，對(duì)所有的實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行演示又是不現(xiàn)實(shí)的，也是不可能做到的。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)可以填補(bǔ)這項(xiàng)空白。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)它可以選擇不同實(shí)驗(yàn)不同的特征、最關(guān)鍵的環(huán)境進(jìn)行操作模擬，或“截取實(shí)驗(yàn)中的某一重要片段”，反復(fù)演示給學(xué)生觀察，加深實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，這是真正的演示實(shí)驗(yàn)不能做到的。例如，兩套裝置氣密性的檢查方法是完全不一樣的，可以進(jìn)行對(duì)比模擬實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生就容易形成完整的氣體制備裝置的氣密性檢查的知識(shí)體系。

早在19世紀(jì)初期，荷蘭藥物商人啟普發(fā)因商業(yè)需要發(fā)明了一種氣體發(fā)生器，這是隨制隨取的氣體發(fā)生器（裝置3），后來(lái)人們?yōu)榱思o(jì)念他而稱該氣體發(fā)生器為“啟普發(fā)生器”。通過(guò)化學(xué)史的介紹，讓學(xué)生感悟化學(xué)創(chuàng)新并不是化學(xué)家的事情，每一個(gè)有智慧、有頭腦的人都有創(chuàng)新的能力。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，將啟普發(fā)生器進(jìn)行分解，它是由加液漏斗、容器、反應(yīng)器、帶導(dǎo)管的活塞四部分組成。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)很容易對(duì)其構(gòu)造進(jìn)行拆分和重新組合，并通過(guò)裝置中的液體的變化來(lái)闡述隨制隨取的原理。然后，根據(jù)該構(gòu)造原理，用實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的儀器組裝了可以代替啟普發(fā)生器的簡(jiǎn)易裝置4。

隨制隨取的氣體發(fā)生器具有可以控制反應(yīng)的開(kāi)始和結(jié)束、方便制取、節(jié)約試劑等優(yōu)點(diǎn)。在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中，對(duì)這種裝置的拓展是開(kāi)發(fā)學(xué)生探索智慧的一個(gè)很重要的挑戰(zhàn)。因此，利用電子白板化學(xué)模式中的可以移動(dòng)的化學(xué)儀器，讓學(xué)生去創(chuàng)新設(shè)計(jì)“新作品”。例如，隨制隨取的氣體發(fā)生器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)裝置，先由教師在儀器庫(kù)中拿出一些常見(jiàn)儀器，再讓學(xué)生去選擇適當(dāng)?shù)膬x器，進(jìn)行合理組裝。

由此可見(jiàn)，將網(wǎng)絡(luò)與課堂化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，不但可以增大課堂容量，還可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)和探索問(wèn)題的興趣，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)求知的欲望，對(duì)事物性質(zhì)的認(rèn)知和理解經(jīng)過(guò)由好奇——不滿足——求知欲更強(qiáng)烈——物質(zhì)本質(zhì)的探究的和諧過(guò)程，學(xué)生的思想和情緒會(huì)自覺(jué)融入到問(wèn)題中，從而體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]錢浩，張瑩雪，林志勇.高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007（8）.

[2]熊焰.網(wǎng)絡(luò)化條件下物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量保證體系[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（3）.

[3]呂斌，呂芳.基于網(wǎng)絡(luò)的化學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室儀器管理初探[J].化學(xué)教育，2002（5）.

（責(zé)任編輯：張華偉）