高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微課設(shè)計(jì)初探

江西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院(330022) 熊 茜

1 問(wèn)題的提出

微課作為具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源,近年來(lái)受到廣泛關(guān)注,也引發(fā)了許多學(xué)者對(duì)微課制作、微課教學(xué)設(shè)計(jì)的思考。實(shí)驗(yàn)探究在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中起著不可或缺的作用,化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高考中從未缺席。實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,獲得化學(xué)知識(shí),體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力,發(fā)展問(wèn)題解決能力起著至關(guān)重要的作用。范艷花等學(xué)者在 《河南省普通縣級(jí)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查研究》中,通過(guò)調(diào)查河南省若干有代表性的縣級(jí)高中發(fā)現(xiàn)：所調(diào)查地區(qū)學(xué)校的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)率僅有20%；另外,數(shù)據(jù)顯示盡管實(shí)驗(yàn)室設(shè)備齊全,但化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)并沒(méi)有明顯地提高中學(xué)生對(duì)化學(xué)的興趣與成績(jī)。

為了有效地激發(fā)高中學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究興趣,針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課設(shè)計(jì),本文運(yùn)用維果斯基“最近發(fā)展區(qū)”理論,根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知情況逐步搭建學(xué)生學(xué)習(xí)的的腳手架,構(gòu)建從宏觀→微觀的認(rèn)識(shí)視角,從觀察、識(shí)別→實(shí)踐操作→習(xí)題鞏固→復(fù)習(xí)強(qiáng)化的思維過(guò)程,并加以引導(dǎo),提出以下微課實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四部曲。

2 微課實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四部曲

2.1 貫徹實(shí)驗(yàn)的宏觀辨識(shí)與展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的微觀探析

在難度低且現(xiàn)象明顯的演示實(shí)驗(yàn)中,如焰色反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),可通過(guò)播放絢麗多彩的煙花燃放片段,讓學(xué)生猜測(cè)其中可能含有哪種金屬化合物。在不利于師生健康的實(shí)驗(yàn)中,如Cl2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)燃不純H2的爆炸實(shí)驗(yàn)等,通過(guò)微課的制作,展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,既可以有效保證師生的安全,又能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。對(duì)含有微觀層次的實(shí)驗(yàn)中,可通過(guò)動(dòng)畫(huà)制作將肉眼看不見(jiàn)的微觀過(guò)程展示給學(xué)生看,讓微觀不再微觀。如在原電池實(shí)驗(yàn)的微課中,可通過(guò)動(dòng)畫(huà)制作將電解質(zhì)電離、電子的移動(dòng)等微觀現(xiàn)象形象的展現(xiàn)出來(lái)。

在微課制作中,實(shí)施 “大步小步并駕走”原則。“大步子”：可通過(guò)軟件CS加速播放不重要的片段(如試劑的移動(dòng)過(guò)程)； “小步子”：放慢或暫停實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)片段,展示主要步驟[如Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的白→灰綠→紅褐實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]。貫穿于整個(gè)微課的語(yǔ)言講解要情景交融、抑揚(yáng)頓挫,抓住學(xué)生聽(tīng)覺(jué),帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入微課的世界,突出實(shí)驗(yàn)宏觀現(xiàn)象,有效貫徹實(shí)驗(yàn)的宏觀辨識(shí)。如在鈉和水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,易得到“芙蓉尤想紅”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及口訣,但在實(shí)驗(yàn)中易忽視學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出質(zhì)疑、獨(dú)立思考、合作交流的能力。在微課實(shí)驗(yàn)的播放中對(duì)“浮”“融”“游”“紅”等階段要適當(dāng)?shù)貢和?提出疑問(wèn),鼓勵(lì)學(xué)生多角度假設(shè),引導(dǎo)學(xué)生思考、交流討論,并即時(shí)反饋,以提高學(xué)生 “主動(dòng)發(fā)現(xiàn)－分析－解決問(wèn)題”的綜合能力和創(chuàng)新能力,促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng),提高教學(xué)質(zhì)量。

借微課為媒介,引導(dǎo)學(xué)生從不同的視角 (宏觀→微觀)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn),將展開(kāi)實(shí)驗(yàn)的微觀探析和貫徹實(shí)驗(yàn)的宏觀辨識(shí)相結(jié)合,發(fā)展學(xué)生的 “宏觀辨識(shí)與微觀探析”素養(yǎng)。

2.2 保證學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作

“目見(jiàn)之不如足踐之”,對(duì)于較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),繼觀察學(xué)習(xí)后,應(yīng)及時(shí)讓學(xué)生進(jìn)行參與性學(xué)習(xí),學(xué)生自己動(dòng)手參與其中,加深理解,有利于學(xué)生將實(shí)驗(yàn)各個(gè)點(diǎn)連成線(xiàn),構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),在腦海中形成一個(gè)整體的思路,以保證實(shí)際操作時(shí)有條不紊。實(shí)驗(yàn)完畢后建議再觀看一遍微課視頻,讓學(xué)生將自身實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程與微課進(jìn)行對(duì)比,有錯(cuò)改之,無(wú)則加勉,增強(qiáng)記憶。

2.3 深化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的習(xí)題理解

歷年化學(xué)高考題都設(shè)有實(shí)驗(yàn)題,以高考題為例,常規(guī)講解實(shí)驗(yàn)題僅僅憑借試題上的平面靜態(tài)圖講解實(shí)驗(yàn)步驟。若將習(xí)題中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)錄制成微課,通過(guò)控制視頻進(jìn)度分步講解實(shí)驗(yàn)各個(gè)流程及裝置反應(yīng),更能幫助學(xué)生接受、理解該實(shí)驗(yàn),進(jìn)而掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)。并將與之有共同要素的微課實(shí)驗(yàn)相對(duì)比,引導(dǎo)學(xué)生分析、比較,清晰、直觀的展現(xiàn)其相似點(diǎn)與不同點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。如2018年全國(guó)Ⅰ卷第26題,可將該實(shí)驗(yàn)的原理、步驟制作成微課,簡(jiǎn)述如下。

(2018 年全國(guó)Ⅰ卷第26 題)醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體,難溶于水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價(jià)鉻還原為二價(jià)鉻；二價(jià)鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。回答下列問(wèn)題：

圖1 2018年全國(guó)Ⅰ卷第26題圖

(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是________。儀器a的名稱(chēng)是________。

(2)將過(guò)量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸溜水,按圖1連接好裝置。打開(kāi)K1、K2,關(guān)閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________。

②同時(shí)c 中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_________。

(3)打開(kāi)K3,關(guān)閉K1和K2,c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是_________；d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是_________、_______、洗滌、干燥。

(4)指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)_________。

2.3.1 文字信息動(dòng)態(tài)化

如題中所示加好樣品連接裝置,將文字信息轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)信息,使其更直觀,更具體化,以解決隱形的知識(shí)盲區(qū)。通過(guò)微課視頻,播放分離沉淀時(shí)的具體操作,如過(guò)濾、干燥片段,將文字信息動(dòng)態(tài)化,在看到 “干燥”等字眼時(shí)腦海中形成具體操作流程。

2.3.2 知識(shí)拓展形象化

由于H2無(wú)色無(wú)味,實(shí)際操作中只能觀察到止水夾變化后圖1里c中亮藍(lán)色溶液倒吸。為加強(qiáng)理解,可在微課視頻中將H2以動(dòng)畫(huà)的形式呈現(xiàn)出來(lái),形象的展現(xiàn)出反應(yīng)產(chǎn)生H2,瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大,致使c中溶液倒吸。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中綠色變亮藍(lán)色的視覺(jué)沖擊,有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)Cr3＋及Cr2＋顏色的記憶,降低離子方程式書(shū)寫(xiě)的難度。

2.3.3 隱形知識(shí)具體化

分離沉淀部分,可適當(dāng)進(jìn)行知識(shí)拓展,播放分離不同物質(zhì)時(shí)的操作,重視知識(shí)間的聯(lián)系,建立網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu),分化應(yīng)用,不再是機(jī)械答題。其中,題中產(chǎn)生H2以排除空氣,可在講解時(shí)播放其他通氣體排空氣的微課視頻,如實(shí)驗(yàn)前通入N2排空氣的片段,提供多個(gè)案例對(duì)比,以促進(jìn)學(xué)生理解、掌握、概括相關(guān)知識(shí)。

2.4 鞏固學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的單元復(fù)習(xí)

微課實(shí)驗(yàn)可用于促進(jìn)單元復(fù)習(xí),如在鈉的復(fù)習(xí)中,先構(gòu)建鈉的思維導(dǎo)圖,然后在鈉的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中分別插入相應(yīng)的微課視頻超鏈接 (可將視頻剪輯為只呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的短視頻),充分給予學(xué)生視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的沖擊,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,抓住學(xué)生眼球,“哪里不會(huì)點(diǎn)哪里”,不再局限靜態(tài)的思維導(dǎo)圖,讓思維導(dǎo)圖 “動(dòng)”起來(lái),將學(xué)生機(jī)械的接受學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為有意義的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題,以微課建設(shè)為契機(jī),貫徹“教師主導(dǎo),學(xué)生主體”思想,探究高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)在微課中的應(yīng)用,提出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課四部曲,即貫徹實(shí)驗(yàn)的宏觀辨識(shí)與展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的微觀探析、保證學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作、深化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的習(xí)題理解、鞏固學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的單元復(fù)習(xí),形成支架式教學(xué)。教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)的探索實(shí)驗(yàn)知識(shí),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)“異常”,體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作的樂(lè)趣,以提高學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性、自覺(jué)性、主動(dòng)性。