基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)在實驗教學(xué)中的策略研究

張緋華

（福建省福州三牧中學(xué)，福建福州 350001）

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。本文將重點闡述在初中化學(xué)教學(xué)中，基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)在實驗教學(xué)中發(fā)揮的重要作用，以及具體的實踐方法。

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)計和研究一些對環(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)過程[1]。將這一源自美國的化學(xué)學(xué)科教育發(fā)展理念滲透到我國初中階段的化學(xué)教學(xué)中，具體涵蓋以下三個層面。

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”——對剛?cè)腴T學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的學(xué)生來說，在學(xué)習(xí)過程中形成學(xué)習(xí)使命的同時，要將綠色化學(xué)理念滲透到學(xué)習(xí)的細(xì)節(jié)中，通過改變學(xué)習(xí)途徑，以化學(xué)實驗耗材的保護(hù)引申來培養(yǎng)實驗資源的保護(hù)意識；以最大化降低化學(xué)實驗有害物質(zhì)、氣體、廢棄物的認(rèn)知引申來培養(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)保問題。

第三，“科學(xué)的偉大進(jìn)步，來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，鼓勵學(xué)生通過自主學(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)實驗中發(fā)揮的作用

（一）轉(zhuǎn)變實驗?zāi)Ｊ?，推動綠色化學(xué)實驗發(fā)展

將信息技術(shù)作為初中化學(xué)實驗?zāi)康摹⑦^程、材料、反應(yīng)等實驗要素的表達(dá)手段，代替實際操作實驗過程的教學(xué)方法，可以大大地減少實驗材料的耗費，降低實驗過程潛在的風(fēng)險，實現(xiàn)化學(xué)實驗的綠色轉(zhuǎn)型。在化學(xué)學(xué)科實踐教學(xué)改革的歷程中，為了在教學(xué)中有效滲透環(huán)保意識，很多基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的學(xué)校紛紛實踐可行性更強、靈活度更高的微型化學(xué)實驗[2]。然而，微型實驗也不能完全消除潛在的實驗風(fēng)險。但基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實驗?zāi)軌蜃龅酵耆龑嶒烇L(fēng)險，卻不影響學(xué)生對實驗的觀察視角，甚至可以為學(xué)生在同樣的實驗時間內(nèi)，提供更加多樣化的化學(xué)藥品反應(yīng)現(xiàn)象的觀摩機會。

信息技術(shù)除推動實驗過程的綠色化變革外，基于信息技術(shù)的化學(xué)學(xué)習(xí)資源，可供學(xué)生對實驗進(jìn)行反復(fù)觀察與學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生對化學(xué)實驗的認(rèn)知效率，幫助學(xué)生抓住實驗的關(guān)鍵信息，提升數(shù)字化實驗教學(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)多元化的實驗教學(xué)情境提供了有利條件

當(dāng)下初中化學(xué)實驗教學(xué)中借助的信息技術(shù)大多為多媒體教育技術(shù)，其中包括實驗教學(xué)視頻，如《（人教版）初中化學(xué)實驗合集》《初中化學(xué)關(guān)于爆炸實驗集錦》《初中化學(xué)實驗操作示范》等；還包括幫助學(xué)生針對性提升化學(xué)成績，以及解決學(xué)生對具體實驗問題有疑惑的微課，如《燃燒條件實驗》《中考化學(xué)考點解析之?？嫉氖藗€實驗現(xiàn)象的敘述》《實驗方案的設(shè)計與評價》等；同時，包括以學(xué)生為多媒體化學(xué)實驗內(nèi)容設(shè)計者或操作者的多媒體實驗學(xué)習(xí)內(nèi)容，如電子化的、可展示的文檔或PPT化學(xué)實驗自主探究成果。

除了以上提到的功能導(dǎo)向的信息技術(shù)綠色化學(xué)實驗教學(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)動漫——《初中趣味科學(xué)實驗——化學(xué)》；有助于提升學(xué)生化學(xué)實驗體驗感，具有互動性、過程化要求的化學(xué)實驗App，如NB化學(xué)實驗學(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，實踐基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實驗，是一種將化學(xué)“理想實驗”“抽象實驗”實現(xiàn)具象化、直觀化的一種實驗表達(dá)手段，能夠讓學(xué)生高效地理解實驗的各項要點。

三、基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實驗實施策略

（一）構(gòu)建信息化綠色化學(xué)實驗課堂

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，教師通過導(dǎo)入化學(xué)實驗微課或教學(xué)視頻，能簡化實驗教學(xué)的儀器準(zhǔn)備、實驗流程設(shè)計等過程。在以信息技術(shù)為化學(xué)實驗呈現(xiàn)手段的課堂情境中，化學(xué)教師可由實驗課堂組織管理者、實驗示范者、操作者等角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒炗^摩者、實驗現(xiàn)象描述者、實驗結(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)場實驗器材、化學(xué)藥品、操作不規(guī)范等要素的干擾。

（二）實現(xiàn)信息化綠色化學(xué)實驗與實踐性微型化學(xué)實驗的有效結(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)教師可以通過巧妙的教學(xué)設(shè)計，將信息化綠色化學(xué)實驗與實踐性微型化學(xué)實驗進(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)造體驗性、趣味性均更強的微型化學(xué)實驗機會。

其間，信息化綠色化學(xué)實驗教學(xué)資源可發(fā)揮的作用包括：第一，對學(xué)生的動手實驗過程進(jìn)行指導(dǎo)；第二，在教師精心設(shè)計“錯誤教學(xué)資源”的前提下，讓學(xué)生通過切實的實驗操作，從實驗行動中獲得目標(biāo)化學(xué)實驗知識點的真知，借此讓學(xué)生從動手實驗中感悟關(guān)于學(xué)習(xí)、關(guān)于知識獲取的“真理”。

（三）實施基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實驗翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式

信息化綠色化學(xué)實驗教學(xué)資源的“信息化”屬性，決定了化學(xué)實驗教學(xué)資源的應(yīng)用空間、應(yīng)用時間都已延伸與擴展，不僅被應(yīng)用于化學(xué)實驗教學(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)過程；另一方面，學(xué)生能夠基于對這些資源的學(xué)習(xí)，不僅熟悉化學(xué)實驗的過程與現(xiàn)象，還能掌握微觀化學(xué)元素變化的原理。

（四）鼓勵學(xué)生對基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實驗進(jìn)行創(chuàng)新

初中階段的學(xué)生已經(jīng)具有相對良好的自主學(xué)習(xí)與探究能力，從跨學(xué)科的角度來看，在互聯(lián)網(wǎng)陪伴下成長的這一代學(xué)生，對信息技術(shù)是不陌生的，甚至很多學(xué)生對信息技術(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，對于初中化學(xué)教師而言，在設(shè)計化學(xué)實驗教學(xué)方案時，可以嘗試對學(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)生會取得出人意料的基于信息技術(shù)的綠色化學(xué)實驗自主學(xué)習(xí)成果，如使用幾何畫板對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行模擬，或者將繪圖軟件、基礎(chǔ)動畫制作軟件與初中化學(xué)實驗進(jìn)行有機結(jié)合，自主創(chuàng)作化學(xué)實驗漫畫、動畫等。

結(jié) 語

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)實驗結(jié)合的過程中，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)實驗技術(shù)的操作主體、應(yīng)用主體”這個教學(xué)思路設(shè)計信息化綠色化學(xué)實驗教學(xué)策略時，便能夠?qū)ⅰ熬G色化學(xué)理念”的教育教學(xué)實用價值與實用性層級結(jié)構(gòu)清晰地展現(xiàn)出來，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。