借助智能手機檢評學生化學實驗作業(yè)

李興 齊俊林 馬怡陽

摘要： 利用化學實驗作業(yè)與智能手機的巧妙對接，搭建一個較為理想的學習平臺。通過這個平臺，學生可以進行實驗作業(yè)的互相交流、互相討論、互相評價和互相促進，從而使每個學生都能夠發(fā)現(xiàn)自身實驗作業(yè)的優(yōu)缺點，還可以彌補學生在校學習過程中的欠缺。實踐表明，此平臺有利于激發(fā)學生的學習興趣、提升學生化學實驗作業(yè)的效能和培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

關鍵詞： 化學實驗作業(yè); 媒體技術; 評價機制; 智能手機

文章編號： 1005-6629（2018）11-0073-06中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

1 問題提出

化學是一門以實驗為基礎的學科。在校進行化學實驗有多種形式，歸納起來不外乎有以下幾種： 課堂演示實驗、學生分組實驗、邊講邊實驗等。然而，在化學實驗教學中，我們面對的是對化學知識非?？释那嗌倌陮W生，他們對化學實驗都有著極大的興趣和好奇。在校學習過程中，他們經常向教師反映化學實驗摸不著、做不夠、看不細、不過癮、了解不深等諸多意見。由此可見，學生在學校接觸的化學實驗，已經遠遠不能滿足他們的求知欲望。前人雖然對化學實驗作業(yè)的有關問題有所研究和探討，但因受到當時傳媒技術欠缺的影響，根本無法達到預期的教學目的，具體表現(xiàn)為： 教師向學生布置完化學實驗作業(yè)以后，學生做不做不知道，學生做好做壞不清楚，教師無法掌握每個學生的完成情況，不能衡量和評判每個學生化學實驗作業(yè)完成的質量。那么，作為化學教師如何解決這個問題呢？經過教學實踐發(fā)現(xiàn)，將化學實驗作業(yè)與智能手機結合，能大大提高化學實驗作業(yè)的教學價值，增強化學實驗作業(yè)的教學效果，使化學實驗作業(yè)的教學功能得到進一步提升，從而使上述問題迎刃而解，深受學生和家長的好評。

2 研究現(xiàn)狀及分析

化學實驗作業(yè)（家庭化學實驗）實際上早已為國內外化學同仁們所用。但是，查閱大量教學期刊發(fā)現(xiàn)，有關化學實驗作業(yè)的文章雖然較多，但大都沒有指出對學生實驗作業(yè)如何進行觀看、檢查和評價。有的文章[1]只介紹了選題標準、反應原理、尋找代用品以及在化學教學中的地位、作用、特點等;有的文章[2～3]即使提到了對化學實驗作業(yè)的評價問題，但讓讀者感到似乎有些不切合實際。這是因為每個學生都在家里完成化學實驗作業(yè)，對于學生完成作業(yè)情況，教師和其他學生一無所知。教師只能根據實驗報告單對實驗作業(yè)進行簡單評價，因而較為片面，缺乏說服力，容易造成學生做實驗作業(yè)時敷衍了事，導致教師布置的化學實驗作業(yè)虎頭蛇尾，無果而終。無論是設計方案還是操作過程，對錯與否均不知曉，這與教師只布置書面作業(yè)而不進行批改一樣，對于學生的學習和進步幫助甚小。針對目前化學實驗作業(yè)的現(xiàn)狀，我們利用現(xiàn)代傳媒技術，將學生實驗作業(yè)的實況錄像進行傳播，在師生面前再現(xiàn)學生完成實驗作業(yè)的過程，然后進行認真討論、作出客觀評價。

3 實施目的

化學實驗教學的初心是向學生傳授化學知識，提高學生化學實驗技能，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)，激發(fā)學生學習興趣。作為新時代化學教師應該不忘初心，牢記使命。在化學教學中，有計劃、有目的地給學生布置家庭化學實驗作業(yè)，是化學實驗教學的進一步延伸和擴展。學生可以利用家庭生活用品完成化學實驗作業(yè)，充分發(fā)揮家庭生活用品在學生自主學習化學過程中的作用。通過學生完成化學實驗作業(yè)，培養(yǎng)學生的設計、操作和觀察能力，拓展學生的實驗思維，進一步加深對課堂知識的理解和記憶。利用現(xiàn)代媒體技術與化學實驗作業(yè)巧妙對接，通過學生觀看視頻、微信留言、在線討論和評價，擴大化學實驗作業(yè)的教學功能，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生與家長的協(xié)調和溝通能力，加強學生家長對學生學習的支持和重視，在家庭環(huán)境中營造愉快、和諧的學習氛圍。此外，學生通過完成教師布置的家庭化學實驗作業(yè)，能夠彌補在校化學實驗教學的不足，讓學校和家庭都成為學生化學實驗的空間，從而達到全方位、多角度提高化學教學質量之目的。

4 實施方法

在日常生活中，每個家庭都有生活必需品，如： 食鹽、食醋、純堿、小蘇打、水垢清潔劑、潔廁靈、肥皂水、蔗糖、蠟燭、日常器皿以及智能手機等。教師根據教材中的教學內容，通過認真研究、精心設計，開發(fā)出與教學知識點同步的化學實驗作業(yè)，然后布置給學生去完成。學生在完成化學實驗作業(yè)過程中，積極發(fā)掘家庭生活用品的應用潛能，充分發(fā)揮它們在化學教學中的重要作用。學生根據教師布置的化學實驗作業(yè)的內容和要求，認真研究實驗、設計實驗、準備材料、完成實驗（家長可以協(xié)助或指導學生完成）。整個實驗作業(yè)的完成過程通過智能手機的錄像功能全程錄像，將錄制好的實驗視頻通過智能手機上傳到化學課微信群里，讓全體學生共同分享學習成果。同時引進評價機制，建立評價標準，使得師生對每個學生的實驗作業(yè)都能夠做出客觀、合理的評價，從中選出最佳化學實驗作業(yè)進行表彰。具體實施方法可以通過圖1來表示。

教師布置的化學實驗作業(yè)，對于每個學生來說都是公平的，學生人人都可參與，不受時間和場地的限制。學生完成化學實驗作業(yè)以后，將錄制好的化學實驗作業(yè)視頻導入指定的微信群中，在規(guī)定的時間段內（利用非課堂時間），師生隨時都可以完成觀看、討論、評價任務，從而提高學習效率。這種教學模式，學生通過對比他人的實驗作業(yè)，可以發(fā)現(xiàn)自己實驗作業(yè)的優(yōu)缺點，也可以通過取他人之長補自己之短，進一步完善自己的化學實驗作業(yè)內容，從而提高自己的實驗能力。學生感到有意思、很充實。如果學生家長也加入到化學課微信群中，在了解每個學生的化學實驗作業(yè)的同時，也了解了自己孩子完成化學實驗作業(yè)的情況。這種完成家庭實驗作業(yè)的新模式，投資小、見效快、看得見、有比較、長能力、促提高，增強了家長的參與意識，調動了家長的積極性，贏得了家長的支持、認可和好評。

5 設計方案

5.1 實驗材料

透明玻璃酒瓶;礦泉水塑料瓶;醬豆腐玻璃瓶;小燈泡（手電專用）;生日賀卡;一次性注射器;導線;銅片（可從廢電器上拆卸，0.2cm×1cm×8cm）;鐵片（0.2cm×1cm×8cm）;干電池;化肥（如硝酸銨）;酒精;碳酸鈉（純堿）;碳酸氫鈉（小蘇打）;白醋;蔗糖;肥皂水、潔廁靈（主要成分為硫酸）;水垢清潔劑（主要成分為檸檬酸）;高錳酸鉀晶體（外用消毒藥）;西紅柿（或酸梨）;農用硫酸銅;鐵釘、石墨棒（干電池芯）;木炭;銅絲;氣球;pH試紙（教師分發(fā)）;溫度計;玻璃管;塑料管;細線;砂紙;鐵絲;橡膠塞;火柴;玻璃杯;激光筆;智能手機;手機支架等

5.2 實驗作業(yè)設計

利用家庭生活用品可設計的化學實驗作業(yè)題很多，在此列舉幾例，以供同行們參考。

5.2.1 實驗作業(yè)一“外界因素對氣體溶解度影響的實驗[4]”

（1） 二氧化碳的生成

取1只透明的礦泉水塑料瓶，首先在瓶內加入350mL左右的冷水（自來水即可），然后加入50mL的白醋（主要成分： CH3COOH）振蕩均勻，接著再向瓶內加入約2g純堿，可觀察到瓶內迅速產生氣泡（2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2↑，如圖2所示）。

（2） 壓強對二氧化碳溶解度的影響

迅速用右手大拇指將瓶口堵?。ㄈ鐖D3所示），此時，壓強增大，瓶內繼續(xù)生成氣泡。當不再產生氣泡時（此時反應結束）放開拇指，此時，可觀察到瓶內液體中又開始冒出大量氣泡（二氧化碳氣體）。這是由于放開拇指后，瓶內壓強減小，原來溶解在液體中的二氧化碳氣體不斷逸出。由此說明，當溫度不變，壓強減小時，氣體的溶解度隨之減小。

（3） 溫度對二氧化碳溶解度的影響

當步驟（2）中的實驗結束，液體內不再產生氣泡時，取1個大碗，加入2/3容積的沸水后，將水瓶放入其中（如圖4所示），此時，瓶子及其內部液體溫度逐漸升高，可觀察到液體內再次有大量氣泡不斷產生。由此說明，壓強不變，溫度升高時，二氧化碳的溶解度減小。

5.2.2 實驗作業(yè)二“吸熱反應實驗[5]”

（1） 取一個透明的小玻璃酒瓶，向瓶內加入50mL飽和小蘇打（NaHCO3）溶液，用溫度計測得溫度為15.4℃（如圖5所示）。

（2） 向玻璃瓶內加入5g除垢劑（主要成分為檸檬酸，化學式為： C6H8O7），反應立即進行，生成大量無色氣體（2NaHCO3+C6H8O7Na2C6H6O7+2CO2↑+2H2O），待反應結束后，用溫度計測得溫度為8.8℃，由此說明碳酸氫鈉與檸檬酸的反應是吸熱反應。

5.2.3 實驗作業(yè)三“水果電池實驗[6]”

（1） 將銅片、鐵片的表面用砂紙分別打磨干凈，除掉氧化膜。

（2） 將打磨好的銅片和鐵片用導線與生日賀卡的揚聲器連接好。

（3） 將銅片和鐵片分別插入西紅柿（或酸梨、橙子內，如圖6所示），隨之產生電流（Fe-2eFe2+， 2H++2eH2↑），生日賀卡上揚聲器立刻發(fā)出“祝你生日快樂”的美妙動聽的音樂聲。

5.2.4 實驗作業(yè)四“酸堿性溶液的檢驗[7]”

（1） 用涼白開水、純堿、小蘇打、食鹽、肥皂、蔗糖分別制成碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、肥皂水、食鹽水和蔗糖溶液。

（2） 取7只透明玻璃水杯分別加入碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、食鹽水、肥皂水、蔗糖溶液、白醋、酒精。

（3） 用7根筷子分別蘸取7種上述溶液，分別滴在pH試紙上，可觀察到滴有碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液和肥皂水的pH試紙變?yōu)樗{色;滴有食鹽水、蔗糖溶液、酒精的不變色;滴有白醋的pH試紙變?yōu)榧t色。由此說明碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液和肥皂水顯堿性;食鹽水、蔗糖溶液和酒精顯中性;白醋顯酸性。

5.2.5 實驗作業(yè)五“反應速率的比較[8]”

（1） 取兩只300mL透明的空礦泉水瓶，分別裝入50mL飽和除垢劑（主要成分為檸檬酸）溶液;在兩只大小相同的氣球內分別裝入5g純堿和小蘇打，然后用細線將氣球系在瓶口處（如圖7所示）。

（2） 將氣球內的純堿和小蘇打同時倒入塑料瓶中，可觀察到小蘇打、純堿都能與檸檬酸反應（3NaHCO3+C6H8O7Na3C6H5O7+3CO2↑+3H2O; 3Na2CO3+2C6H8O72Na3C6H5O7+3CO2↑+3H2O），但小蘇打與檸檬酸反應要比純堿與檸檬酸反應劇烈得多，盛放小蘇打的氣球膨脹速度比盛放純堿氣球快（如圖8所示）。

5.2.6 實驗作業(yè)六“蠟燭燃燒實驗[9]”

（1） 取一段鐵管（內徑： 2cm;長： 10cm），用棉布包裹三層純棉藍色布條，以防鐵管發(fā)熱燙手。

（2） 用火柴點燃一支蠟燭（直徑： 1.8cm;長： 20cm），然后將蠟燭放入鐵管內。當火焰在鐵管外時，火焰明亮，沒有黑煙（如圖9所示）;下移蠟燭，使火焰部分進入鐵管內時，黑煙飄渺（如圖10所示）。由此說明蠟燭不完全燃燒時生成了單質碳，從而說明石蠟含有碳元素。

5.2.7 實驗作業(yè)七“溶液導電實驗[10]”

（1） 取6只醬豆腐玻璃瓶，分別加入食鹽溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、蔗糖溶液、酒精和白醋。

（2） 將導線、干電池和小燈泡（手電專用）連接好。

（3） 將兩根導線各自的另一端分別插入以上6種溶液中（如圖11所示），可觀察到食鹽溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液和白醋可以導電，小燈泡發(fā)光，而蔗糖溶液和酒精不導電，小燈泡不亮。

5.2.8 實驗作業(yè)八“檢驗呼出氣體中的二氧化碳[11]”

（1） 取一只透明的玻璃杯，加入100mL新制澄清石灰水。

（2） 取一根塑料管，通過塑料管向澄清石灰水中吹入氣體，過一段時間，可觀察到溶液變渾濁[CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O];繼續(xù)吹入氣體時渾濁的溶液又變澄清[CO2+H2O+CaCO3Ca（HCO3）2]。由此說明，呼出的氣體中含有二氧化碳氣體成分。

5.2.9 實驗作業(yè)九“檢驗二氧化硫實驗[12]”

（1） 取一個玻璃小酒瓶，注入3mL酸性稀高錳酸鉀溶液（稍帶紅色即可）后，在其瓶口塞上帶有氣球、玻璃管和火柴（2～3根）的橡膠塞（火柴用鐵絲系在橡膠塞下端的玻璃管上，如圖12所示）。

（2） 打開激光筆的開關，用激光照射瓶內的火柴頭。片刻，火柴頭開始燃燒，生成的氣體使高錳酸鉀的顏色褪去。

5.2.10 實驗作業(yè)十，“置換反應實驗[13]”

（1） 取5粒農用硫酸銅晶體加入冷水制成飽和溶液。

（2） 取1只玻璃杯加入20mL硫酸銅溶液后，在玻璃杯內加入一個用砂紙將表面打磨干凈的鐵釘，片刻鐵釘表面有紅色物質生成（Fe+CuSO4FeSO4+Cu）。

6 幾點說明

（1） 有條件的家庭可以到化學儀器藥品商店購買一些簡單儀器或常用藥品。簡單儀器如試管、試管夾、酒精燈、燒杯、玻璃棒、滴管、藥匙、鑷子等;常用藥品如酸堿指示劑、石蕊試紙、酚酞試紙、pH試紙等。這樣不僅可以擴大化學實驗作業(yè)量，還可以提供多種實驗設計方案，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，提高學生對常見化學儀器的使用能力。

（2） 學生完成化學實驗作業(yè)時，如若家庭缺乏實驗材料如試紙、濾紙、無毒、無害藥品等，教師可以事先分發(fā)給學生，留作完成化學實驗作業(yè)之用。

（3） 教師布置化學實驗作業(yè)前一定要強調應該注意的問題，保證實驗的創(chuàng)新性、可行性、規(guī)范性、安全性和環(huán)保性等。

（4） 不論學生還是教師一定要對每個學生實驗作業(yè)的創(chuàng)新性、可行性、安全性、環(huán)保性以及實驗操作的規(guī)范化程度進行客觀評價，評價可以在微信群內留言（寫入文字或錄入語音），既簡單又方便。評價結果的比較，可以通過給每個學生賦分的方法（如表1所示）進行排位，選出最佳化學實驗作業(yè)進行表彰。在化學實驗作業(yè)中引進競爭機制后，學生認真完成化學實驗作業(yè)的自主性和積極性將進一步提高。

（5） 學生完成化學實驗作業(yè)的時間為節(jié)假日、雙休日或寒暑假。給學生布置的作業(yè)要適度，以免學生學習負擔過重而影響休息。

（6） 充分利用智能手機的錄像功能和媒體傳播技術，為學生互相觀看、互相討論、互相學習搭建一個新的學習平臺，也為引進評價機制開辟一條新的途徑，增強化學實驗作業(yè)的效果和功能。

（7） 視頻錄制不要太長，把主要的操作過程錄制下來即可。做到短小精悍，重點突出。

（8） 學生到校后，將微信軟件下載。教師可以在教室使用電腦及大屏幕或多媒體一體機，組織學生集體觀看相關實驗作業(yè)實況錄像視頻，然后面對面共同分析、討論和評價，效果更佳。此外，也可以利用學生化學實驗作業(yè)錄像視頻，組織學生進行現(xiàn)場答辯，通過評委點評、賦分的方法對學生化學實驗作業(yè)進行評判，讓學生印象深刻。

（9） 師生觀看化學實驗作業(yè)視頻、微信留言、討論評價等均不受時間和地點的限制，田間地頭、城市公園、醫(yī)院病床、飛奔列車等都可作為相互交流的場地，只要手握智能手機，輕輕撥動按鈕都能隨時隨地進行。

（10） 對于優(yōu)秀的化學實驗作業(yè)視頻材料，教師可以下載，作為教學資料保存。

（11） 利用QQ群代替微信群可以得到同樣的效果。

（12） 及時與家長溝通交流，使得家長們積極配合，全力支持孩子圓滿完成化學實驗作業(yè)任務。

7 結束語

教師根據教學內容給學生布置適當化學實驗作業(yè)，是化學教學中不可缺少的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代媒體技術與化學實驗作業(yè)相結合，提高了化學實驗作業(yè)的教學效果，拓展了化學實驗作業(yè)的教學功能。學生通過設計、完成、錄制、傳播、討論、評價實驗以及進行化學實驗作業(yè)答辯等，可以增強他們的創(chuàng)新能力和實驗能力。此外，也是對化學實驗教學的一種完善和補充，有利于提高化學教學質量。我們列舉的化學實驗作業(yè)例子并不多，希望能夠起到拋磚引玉的作用。在化學教學中，需要開發(fā)的化學實驗作業(yè)很多，涉及到的知識點也很廣，只要我們開動腦筋，積極探索，努力發(fā)掘，必然碩果累累。我們堅信，只要持之以恒，依據教學內容，長期采用學生化學實驗作業(yè)與多媒體技術相結合的教學模式，一定會在化學實驗教學中開花結果，進一步提高中學化學教學質量。

參考文獻：

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