大數(shù)據(jù)背景下的高中化學(xué)實驗教學(xué)探究

摘 要：大數(shù)據(jù)不僅逐漸進(jìn)入了各行各業(yè)，而且深入了人們生活，同樣也慢慢進(jìn)入各門課程的教學(xué)中，并推動了課程教學(xué)質(zhì)量和效率的提升。在高中化學(xué)課程的教學(xué)實踐中，實驗是很重要的教學(xué)構(gòu)成，不僅可以為學(xué)生提供驗證理論知識的探究機會，還能很好地鍛煉學(xué)生的動手操作能力?；诖髷?shù)據(jù)背景有效組織與創(chuàng)建化學(xué)實驗教學(xué)，不僅有助于教師解決實際教學(xué)中的各種問題，還能讓學(xué)生獲取更加多元的學(xué)科知識，推動實驗教學(xué)的發(fā)展，豐富學(xué)生在課堂上的整體學(xué)習(xí)收獲。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);實驗教學(xué);大數(shù)據(jù)

中圖分類號：G420? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：095-624X（2020）06-0049-02

引 言

在大數(shù)據(jù)背景下組織與構(gòu)建高中化學(xué)實驗課堂，教師需要就實驗的開展過程進(jìn)行有效設(shè)計。教師首先可以鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和各類資源進(jìn)行充分的課前預(yù)習(xí)，讓學(xué)生建立初步的學(xué)習(xí)印象。同時，教師也可以合理使用大數(shù)據(jù)，豐富實驗課堂的教學(xué)知識，促進(jìn)學(xué)生對實驗方法和原理的有效掌握。教師合理地利用大數(shù)據(jù)不僅能為化學(xué)實驗課堂增添很多新鮮色彩，同樣還能全面提升實驗教學(xué)的綜合實效，讓實驗課的綜合教學(xué)目標(biāo)更好實現(xiàn)。

一、教師要積極走進(jìn)互聯(lián)世界

想要讓大數(shù)據(jù)更好地為高中實驗教學(xué)服務(wù)，教師首先需要熟悉互聯(lián)網(wǎng)世界，并善于有效利用這部分教學(xué)資源。不少教師對網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境仍然比較陌生，在課堂上對各種教學(xué)輔助工具和媒介的使用也不夠熟練。這使課堂整體的構(gòu)建方式相對陳舊，學(xué)生很難在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境中感受到課堂的趣味性。對此，教師應(yīng)積極探尋教學(xué)改革的方法和途徑，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)思維，積極走進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)世界，對網(wǎng)絡(luò)化工具、大數(shù)據(jù)等有更多的了解，并且將這些輔助資源和工具充分融入課堂。這不僅有助于解決實驗教學(xué)中可能存在的各種問題，還可以給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的平臺。學(xué)生基于大數(shù)據(jù)可以廣泛獲取各種相關(guān)知識，能夠提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，并豐富自己的背景知識。在這樣的教學(xué)背景下，實驗活動會更好地推進(jìn)，學(xué)生能夠更快地理解實驗內(nèi)容，認(rèn)識到實驗操作的基本方法，更好地吸收和掌握教學(xué)知識[1]。

例如，對實驗課“物質(zhì)的分離與提純”開展教學(xué)時，教師就可以利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式來組織課堂，首先，讓學(xué)生預(yù)習(xí)實驗，在網(wǎng)絡(luò)上查詢與實驗相關(guān)的知識內(nèi)容，然后，讓學(xué)生自己動手制作整個實驗的多媒體展示內(nèi)容，最后在課堂上對實驗結(jié)果進(jìn)行驗收。學(xué)生在整個準(zhǔn)備過程中，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息，了解了物質(zhì)提純實驗的注意事項及相關(guān)知識，將實驗過程展現(xiàn)出來。教師設(shè)計這樣的課前預(yù)習(xí)活動不僅使學(xué)生的整體學(xué)習(xí)印象更深刻，還會給學(xué)生帶來更多啟示，從而輔助學(xué)生更好地掌握實驗原理和相關(guān)的操作方法。有了這些教學(xué)鋪墊后，教師可以充分了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，認(rèn)識到學(xué)生就這個實驗在知識掌握上存在的不足，然后有針對性地進(jìn)行強化。這是實驗課堂更值得推崇的教學(xué)組織與構(gòu)建方式，不僅可以提高學(xué)生的課堂參與積極性，還能鍛煉學(xué)生的多元學(xué)科能力。

二、豐富實驗教學(xué)的資源獲取

化學(xué)課本中關(guān)于實驗知識的介紹整體比較簡單，由于篇幅限制，課本只大致交代了實驗的內(nèi)容、實驗的基本操作步驟等知識。如果僅靠課本讓學(xué)生學(xué)習(xí)實驗知識，不僅會造成學(xué)生的認(rèn)知障礙，還容易使學(xué)生產(chǎn)生一些學(xué)習(xí)誤區(qū)。對此，教師可以利用大數(shù)據(jù)加以彌補，鼓勵學(xué)生在課前廣泛瀏覽網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)的實驗背景知識和專業(yè)化知識，以此豐富實驗教學(xué)資源。這樣的學(xué)習(xí)方式給學(xué)生提供了更開放的探索空間，學(xué)生可以結(jié)合自己的興趣點或者有疑問的地方，有針對性地瀏覽信息，既能消除很多學(xué)習(xí)障礙，解答各種問題，又能對實驗原理和與實驗相關(guān)的知識都有更好的理解和吸收[2]。

例如，在“鋁及其重要化合物的性質(zhì)”的實驗課上，教師可以基于大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)化資源有效組織、設(shè)計實驗教學(xué)過程。首先，教師可以利用PPT給學(xué)生引出鋁的重要化合物，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并指出這些化合物與鋁有怎樣的聯(lián)系。然后，讓學(xué)生自由發(fā)言，把知道的鋁的化合物都說出來。最后，教師讓學(xué)生分組總結(jié)回答，并在此基礎(chǔ)上引出各組實驗，讓學(xué)生觀察實驗的過程和結(jié)果，使其對鋁的化合物有更深刻的認(rèn)識。在這個實驗教學(xué)過程中，學(xué)生前期會通過網(wǎng)絡(luò)知識和信息的瀏覽，更深入地了解相應(yīng)的背景知識。在歸納總結(jié)學(xué)生提供的信息后，教師可以有針對性地給學(xué)生播放提前準(zhǔn)備好的實驗短片，這些內(nèi)容是在大數(shù)據(jù)環(huán)境中篩選獲取的教學(xué)素材。整個實驗教學(xué)給學(xué)生提供了更大的參與空間，同時，也極大地提升了實驗教學(xué)的綜合實效，使學(xué)生可以快速建立對這節(jié)課的整體認(rèn)識。

三、做好充分的實驗教學(xué)準(zhǔn)備

大數(shù)據(jù)給教師和學(xué)生提供了極為豐富的教學(xué)素材和學(xué)習(xí)資源，讓化學(xué)實驗課的教學(xué)能夠更好地延伸。要想體現(xiàn)教學(xué)的針對性，并讓學(xué)生更快地吸收掌握相關(guān)知識，教師還需要做好充分的實驗教學(xué)準(zhǔn)備。教師在開展教學(xué)設(shè)計時要明確實驗課的教學(xué)重心，了解相應(yīng)的教學(xué)重難點，然后有針對性地給學(xué)生設(shè)計預(yù)習(xí)任務(wù)。同時，對于一些特殊實驗，教師的課前準(zhǔn)備更為重要。如果是課堂演示實驗，教師需要提前準(zhǔn)備好各種需要用到的實驗器具和物質(zhì);如果是視頻演示實驗，則要提前做好實驗素材和資源篩選。此外，在組織學(xué)生開展自主實驗探究時，教師引導(dǎo)學(xué)生做深入、細(xì)致的實驗預(yù)習(xí)準(zhǔn)備尤為重要。這樣才能避免學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)誤區(qū)，讓學(xué)生更快地吸收掌握知識原理，了解實驗的操作方法和流程，進(jìn)而更好地完成自主實驗學(xué)習(xí)任務(wù)[3]。

要想在課堂上高效利用好每一分鐘，教師需要在課下進(jìn)行充分、全面的準(zhǔn)備工作，對于實驗涉及的知識點、實驗過程中存在的風(fēng)險，以及實驗效果的展示都要做好全面準(zhǔn)備。只有經(jīng)過這樣的數(shù)據(jù)收集和分析，教師才能更好地成為實驗教學(xué)的指導(dǎo)者和領(lǐng)跑者，給學(xué)生打造質(zhì)量更高的實驗課題。例如，在進(jìn)行“亞硝酸鈉和食鹽的鑒別”這個實驗的教學(xué)時，考慮到亞硝酸鈉有劇毒，且形狀和食鹽十分接近。對此，教師可以提前給學(xué)生布置非常明確的課前預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生收集、整理兩種物質(zhì)的各種性質(zhì)，并以列表的形式展開直觀對比。有了這樣的實驗準(zhǔn)備后，當(dāng)教師在課堂上給學(xué)生呈現(xiàn)這個實驗時，學(xué)生才能更快地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。不僅如此，這還能夠加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象，引導(dǎo)學(xué)生在生活中遠(yuǎn)離亞硝酸鈉這種劇毒物質(zhì)，從而讓學(xué)生的學(xué)科能力不斷得到強化。

四、營造開放性的實驗活動環(huán)境

大數(shù)據(jù)能讓實驗課堂的教學(xué)氛圍更加輕松、有趣，營造開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，能極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對于那些在現(xiàn)有教學(xué)條件下難以開展的化學(xué)實驗，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上觀看相應(yīng)的實驗視頻，讓學(xué)生仔細(xì)觀察每一個操作步驟，理解相應(yīng)的操作方法，進(jìn)而掌握吸收實驗背后涵蓋的知識原理。在此基礎(chǔ)上，教師可以在課堂上有針對性地組織與創(chuàng)?實驗教學(xué)的實施過程，篩選一些有代表性的實驗視頻片段，和學(xué)生一同觀察、分析，并且在過程中給學(xué)生做相應(yīng)的分析解讀，解答學(xué)生可能存在的各種疑問。這樣的實驗教學(xué)組織與構(gòu)建方式讓學(xué)生在實驗課堂上有更充分的參與空間，能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。同時，這也增強了師生間的交流與互動，能夠讓教師及時給予學(xué)生引導(dǎo)和啟發(fā)，幫助學(xué)生更直接地吸收掌握實驗中涵蓋的知識原理。這些都是大數(shù)據(jù)帶給高中化學(xué)實驗教學(xué)的輔助效果，合理地利用這些資源和途徑，不僅可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實驗教學(xué)的實施模式，還會讓學(xué)生對知識吸收掌握得更好，能夠很好地提升實驗教學(xué)的整體質(zhì)量[4]。

例如，在學(xué)習(xí)“生產(chǎn)生活中的含氮化合物”這部分內(nèi)容時，在講到“氨”這種物質(zhì)時，教師可以給學(xué)生介紹高中化學(xué)中非常經(jīng)典的“噴泉實驗”。在大數(shù)據(jù)背景下，教師和學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺對噴泉實驗的發(fā)生條件進(jìn)行整合，然后對能夠發(fā)生噴泉實驗的例子進(jìn)行總結(jié)。氯化氫和氨氣有一個共同點，就是易溶于水：1體積的水在常溫下，能夠分別溶解500體積的氯化氫和700體積的氨氣。教師可利用這種特性，將氯化氫和氨氣溶于水的實驗設(shè)計成噴泉實驗。此外，還有氯氣跟氫氧化鈣的反應(yīng)，在500ml圓底燒瓶里集滿氯氣，加入約10g的氫氧化鈣后，塞緊帶尖嘴的玻璃管膠塞，搖動燒瓶，使氯氣跟氫氧化鈣充分接觸并發(fā)生反應(yīng)，然后將玻璃管插入盛有紅色水的燒杯中，再打開玻璃管上的止水夾，燒瓶內(nèi)就會出現(xiàn)噴泉。教師可以利用大數(shù)據(jù)收集各種典型的實驗視頻，讓學(xué)生觀看不同物質(zhì)發(fā)生噴泉實驗的效果，并結(jié)合視頻給學(xué)生分析解讀其中的實驗原理。這樣的學(xué)習(xí)過程給化學(xué)課堂注入了很多的趣味和活力，學(xué)生的思維也受到了啟發(fā)，就這部分知識建立了非常深刻的學(xué)習(xí)印象，能夠基于實驗教學(xué)輔助更加牢固地吸收掌握相應(yīng)的知識原理。

結(jié) 語

在高中化學(xué)實驗課堂上，教師合理利用大數(shù)據(jù)可以為實驗教學(xué)帶來很多幫助。大數(shù)據(jù)的引入首先可以拓寬實驗教學(xué)的范疇和維度，能夠讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和大數(shù)據(jù)資源廣泛獲取各種學(xué)習(xí)資料和信息，能夠豐富學(xué)生的知識積累。同時，大數(shù)據(jù)也解決了化學(xué)實驗教學(xué)中存在的各種問題和障礙，讓很多在現(xiàn)有條件下難以展開的實驗可以直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象。教師有效利用大數(shù)據(jù)還可以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)的實施過程，并能夠極大地提升實驗教學(xué)的整體質(zhì)量和效率。

[參考文獻(xiàn)]

陳海燕.精準(zhǔn)聚焦事半功倍——基于大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教學(xué)背景下初中化學(xué)教學(xué)實踐研究[J]. 數(shù)理化解題研究，2019（35）：2.

陳喜玲.高中化學(xué)實驗創(chuàng)新的實踐與思考[J]. 課程教育研究，2019（47）：171.

馬建平.在大數(shù)據(jù)背景下的中學(xué)化學(xué)教學(xué)實踐思考[J].考試周刊，2019（69）：160.

喬萌萌.大數(shù)據(jù)時代下的高中化學(xué)有效教學(xué)探究[J].教學(xué)管理與教育研究，2018（20）：87-88.

作者簡介：吳紅艷（1969.7—），女，江蘇鹽城人，本科學(xué)歷，中學(xué)高級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究。