基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的策略研究

摘 ?要：初中化學(xué)作為一門基于實(shí)驗(yàn)發(fā)展與創(chuàng)新的學(xué)科，在為學(xué)生提供學(xué)科常規(guī)化的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，需要根據(jù)時(shí)代發(fā)展的要求，力求創(chuàng)新。當(dāng)下，“綠色化學(xué)理念”作為一項(xiàng)重要的學(xué)科理念，推動(dòng)中學(xué)化學(xué)教師在教學(xué)實(shí)踐中對(duì)這一理念在教學(xué)中的滲透進(jìn)行精妙的設(shè)計(jì)，以便于學(xué)生了解學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的意義，扎實(shí)掌握學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，養(yǎng)成執(zhí)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生樹立探究綠色化學(xué)的理想。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);綠色化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新策略

中圖分類號(hào)：G43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-9192（2021）15-0019-02

引 ?言

信息技術(shù)作為有效的教學(xué)模式革新手段，在初中化學(xué)教學(xué)中，能夠確?！熬G色化學(xué)理念”得以落實(shí)。本文將重點(diǎn)闡述在初中化學(xué)教學(xué)中，基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮的重要作用，以及具體的實(shí)踐方法。

一、初中化學(xué)教學(xué)中“綠色化學(xué)理念”涵蓋的層面

綠色化學(xué)主要指的是設(shè)計(jì)和研究一些對(duì)環(huán)境污染和危害程度比較低甚至沒有污染的化學(xué)品和生產(chǎn)過(guò)程[1]。將這一源自美國(guó)的化學(xué)學(xué)科教育發(fā)展理念滲透到我國(guó)初中階段的化學(xué)教學(xué)中，具體涵蓋以下三個(gè)層面。

第一，基于化學(xué)學(xué)科的教育使命——培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)使命感，清晰知曉隨著社會(huì)發(fā)展需求的變化，化學(xué)教育要為全球環(huán)境保護(hù)事業(yè)服務(wù)。

第二，“盡小者大，慎微者著”——對(duì)剛?cè)腴T學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成學(xué)習(xí)使命的同時(shí)，要將綠色化學(xué)理念滲透到學(xué)習(xí)的細(xì)節(jié)中，通過(guò)改變學(xué)習(xí)途徑，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)耗材的保護(hù)引申來(lái)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)資源的保護(hù)意識(shí);以最大化降低化學(xué)實(shí)驗(yàn)有害物質(zhì)、氣體、廢棄物的認(rèn)知引申來(lái)培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注日常生活中化學(xué)學(xué)科所覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域，引導(dǎo)學(xué)生充分重視環(huán)保問(wèn)題。

第三，“科學(xué)的偉大進(jìn)步，來(lái)源于嶄新與大膽的想象力?！薄囵B(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)創(chuàng)新精神，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)探索，提出化學(xué)學(xué)習(xí)的創(chuàng)新、綠色學(xué)習(xí)途徑。

二、信息技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮的作用

（一）轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，推?dòng)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展

將信息技術(shù)作為初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、過(guò)程、材料、反應(yīng)等實(shí)驗(yàn)要素的表達(dá)手段，代替實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)過(guò)程的教學(xué)方法，可以大大地減少實(shí)驗(yàn)材料的耗費(fèi)，降低實(shí)驗(yàn)過(guò)程潛在的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色轉(zhuǎn)型。在化學(xué)學(xué)科實(shí)踐教學(xué)改革的歷程中，為了在教學(xué)中有效滲透環(huán)保意識(shí)，很多基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的學(xué)校紛紛實(shí)踐可行性更強(qiáng)、靈活度更高的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)[2]。然而，微型實(shí)驗(yàn)也不能完全消除潛在的實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。但基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃龅酵耆龑?shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，卻不影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察視角，甚至可以為學(xué)生在同樣的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，提供更加多樣化的化學(xué)藥品反應(yīng)現(xiàn)象的觀摩機(jī)會(huì)。

信息技術(shù)除推動(dòng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的綠色化變革外，基于信息技術(shù)的化學(xué)學(xué)習(xí)資源，可供學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)觀察與學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知效率，幫助學(xué)生抓住實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵信息，提升數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的利用率，這同樣是踐行綠色化學(xué)理念的一種體現(xiàn)。

（二）為初中化學(xué)創(chuàng)設(shè)多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境提供了有利條件

當(dāng)下初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中借助的信息技術(shù)大多為多媒體教育技術(shù)，其中包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，如《（人教版）初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)合集》《初中化學(xué)關(guān)于爆炸實(shí)驗(yàn)集錦》《初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作示范》等;還包括幫助學(xué)生針對(duì)性提升化學(xué)成績(jī)，以及解決學(xué)生對(duì)具體實(shí)驗(yàn)問(wèn)題有疑惑的微課，如《燃燒條件實(shí)驗(yàn)》《中考化學(xué)考點(diǎn)解析之?？嫉氖藗€(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的敘述》《實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)》等;同時(shí)，包括以學(xué)生為多媒體化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)者或操作者的多媒體實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，如電子化的、可展示的文檔或PPT化學(xué)實(shí)驗(yàn)自主探究成果。

除了以上提到的功能導(dǎo)向的信息技術(shù)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)素材，當(dāng)下還有一些興趣導(dǎo)向的自主學(xué)習(xí)素材，如化學(xué)動(dòng)漫——《初中趣味科學(xué)實(shí)驗(yàn)——化學(xué)》;有助于提升學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)感，具有互動(dòng)性、過(guò)程化要求的化學(xué)實(shí)驗(yàn)App，如NB化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生端。

在不考慮當(dāng)下信息技術(shù)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用水平和當(dāng)下初中生自身的信息技術(shù)掌握水平的理想條件下，實(shí)踐基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是一種將化學(xué)“理想實(shí)驗(yàn)”“抽象實(shí)驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)具象化、直觀化的一種實(shí)驗(yàn)表達(dá)手段，能夠讓學(xué)生高效地理解實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)要點(diǎn)。

三、基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施策略

（一）構(gòu)建信息化綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂

鑒于多媒體技術(shù)、智慧課堂等教育信息技術(shù)的不斷迭代與普及，教師通過(guò)導(dǎo)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課或教學(xué)視頻，能簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的儀器準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)等過(guò)程。在以信息技術(shù)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)手段的課堂情境中，化學(xué)教師可由實(shí)驗(yàn)課堂組織管理者、實(shí)驗(yàn)示范者、操作者等角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)觀摩者、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述者、實(shí)驗(yàn)結(jié)論啟思者等角色。這樣的教學(xué)模式有助于集中學(xué)生的注意力，使其不受現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)器材、化學(xué)藥品、操作不規(guī)范等要素的干擾。

（二）實(shí)現(xiàn)信息化綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐性微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效結(jié)合

為了確保學(xué)生能夠在化學(xué)學(xué)習(xí)中得到全面發(fā)展，化學(xué)教師可以通過(guò)巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì)，將信息化綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐性微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效結(jié)合，甚至融合，在貫徹綠色化學(xué)這一理念的前提下，為學(xué)生創(chuàng)造體驗(yàn)性、趣味性均更強(qiáng)的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)。

其間，信息化綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源可發(fā)揮的作用包括：第一，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo);第二，在教師精心設(shè)計(jì)“錯(cuò)誤教學(xué)資源”的前提下，讓學(xué)生通過(guò)切實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，從實(shí)驗(yàn)行動(dòng)中獲得目標(biāo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)的真知，借此讓學(xué)生從動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中感悟關(guān)于學(xué)習(xí)、關(guān)于知識(shí)獲取的“真理”。

（三）實(shí)施基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式

信息化綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的“信息化”屬性，決定了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的應(yīng)用空間、應(yīng)用時(shí)間都已延伸與擴(kuò)展，不僅被應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂中，還可以應(yīng)用于學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課后鞏固等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中。一方面這樣的學(xué)習(xí)方式體現(xiàn)了學(xué)生綠色化的化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程;另一方面，學(xué)生能夠基于對(duì)這些資源的學(xué)習(xí)，不僅熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與現(xiàn)象，還能掌握微觀化學(xué)元素變化的原理。

（四）鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新

初中階段的學(xué)生已經(jīng)具有相對(duì)良好的自主學(xué)習(xí)與探究能力，從跨學(xué)科的角度來(lái)看，在互聯(lián)網(wǎng)陪伴下成長(zhǎng)的這一代學(xué)生，對(duì)信息技術(shù)是不陌生的，甚至很多學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用水平比較高，在初中階段已經(jīng)掌握了借助信息技術(shù)進(jìn)行繪畫創(chuàng)作、建模、剪輯制作視頻，甚至編程等能力。因此，對(duì)于初中化學(xué)教師而言，在設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案時(shí)，可以嘗試對(duì)學(xué)生提出一些“高要求”，激發(fā)學(xué)生將自身掌握的信息技術(shù)手段與化學(xué)學(xué)科的教學(xué)要求、學(xué)習(xí)要求進(jìn)行有效結(jié)合，或許一些學(xué)生會(huì)取得出人意料的基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)成果，如使用幾何畫板對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行模擬，或者將繪圖軟件、基礎(chǔ)動(dòng)畫制作軟件與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，自主創(chuàng)作化學(xué)實(shí)驗(yàn)漫畫、動(dòng)畫等。

結(jié) ? 語(yǔ)

信息技術(shù)作為基礎(chǔ)教育領(lǐng)域普及應(yīng)用的教育技術(shù)，在與初中綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合的過(guò)程中，化學(xué)學(xué)科的學(xué)科特性及“綠色化學(xué)”這一學(xué)科理念都會(huì)被信息技術(shù)手段放大。我們圍繞“教師作為施教主體，學(xué)生作為受教主體，而教師與學(xué)生均為信息技術(shù)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的操作主體、應(yīng)用主體”這個(gè)教學(xué)思路設(shè)計(jì)信息化綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略時(shí)，便能夠?qū)ⅰ熬G色化學(xué)理念”的教育教學(xué)實(shí)用價(jià)值與實(shí)用性層級(jí)結(jié)構(gòu)清晰地展現(xiàn)出來(lái)，讓教師、學(xué)生，以及化學(xué)學(xué)科均成為信息技術(shù)背景下“綠色化學(xué)理念”的受益主體。

[參考文獻(xiàn)]

趙增新.在初中化學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)綠色化學(xué)理念[J].科技資訊，2020，18（12）：161-162.

許鵬.綠色理念在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用[J].科學(xué)咨詢，2020（16）：218.

基金項(xiàng)目：本文為福州市教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃2019年度課題“基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的策略研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：FZ2019GH039）的研究成果之一。

作者簡(jiǎn)介：張緋華（1975.11-），女，福建三明人，現(xiàn)任福州市三牧中學(xué)初三化學(xué)教師兼集備組長(zhǎng)，一級(jí)教師。