利用電子媒體技術(shù)激發(fā)學(xué)生的趣味性學(xué)習(xí)

趙業(yè)平

（定西市隴西縣第一中學(xué) 甘肅 隴西 748112）

1.新時(shí)代化學(xué)教育創(chuàng)新基點(diǎn)

1.1 電子媒體的使用

對(duì)比邏輯記憶方法和聲音記憶方法，圖像記憶是目前最合乎人類大腦運(yùn)作模式的記憶方法。而從邏輯記憶與聲音記憶的死記硬背轉(zhuǎn)化到圖像記憶的自由聯(lián)想，從文字閱讀記憶方式轉(zhuǎn)化為視覺圖像記憶，是促進(jìn)學(xué)生更快掌握化學(xué)知識(shí)的有效途徑。例如可以使用ChemDraw,Material Studio等模型軟件快速生成分子空間結(jié)構(gòu)、晶胞晶系三維結(jié)構(gòu)和有機(jī)物化學(xué)鍵與空間分布。從三維實(shí)景的角度認(rèn)識(shí)微觀分子的結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵，理解晶胞的形成過程與形態(tài)變化，更能幫助學(xué)生理解固液氣三相態(tài)之間的奇妙變化。在晶體二氧化硅的晶體球棍模型中，我們可以自由切換使用堆積模型和球棍模型，更能通過對(duì)比其他體心立方、面心立方的晶格形狀，并通過對(duì)比其空間結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其物理熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度的變化情況。

而結(jié)合線下課程使用線上微課，可以在短短幾分鐘里，快速將學(xué)生帶入情境，節(jié)約教學(xué)時(shí)間成本，提高教學(xué)效率。事實(shí)上，互聯(lián)網(wǎng)+的實(shí)現(xiàn)，已在各行各業(yè)越加廣泛地深入。結(jié)合書面教學(xué)，更可以減輕教師教學(xué)壓力。

1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)室

在新冠疫情影響下，經(jīng)濟(jì)、教育等各個(gè)領(lǐng)域均受到不同程度的影響，為保證教學(xué)進(jìn)度需要完成線上教學(xué)，而對(duì)于實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容無法實(shí)體演示，在這種情況下，虛擬實(shí)驗(yàn)室的開展是保證教學(xué)進(jìn)度和提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。

而對(duì)于探究原子、分子結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)來說，使用虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以更直觀地觀察到微觀粒子的空間結(jié)構(gòu)，學(xué)生更可以根據(jù)想象自己創(chuàng)造原子，旋轉(zhuǎn)、拆分、組合，甚至可以檢驗(yàn)該原子在自然界是否存在。

虛擬實(shí)驗(yàn)室作為一種基于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)和VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全新網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，具有直觀性好、安全性高、操作更規(guī)范等優(yōu)點(diǎn)。例如對(duì)于《甲烷的取代反應(yīng)》和《氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法》等危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)來說，使用虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以有效阻止發(fā)生學(xué)生操作不規(guī)范導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)。而對(duì)于探究醋酸鈉水解平衡地影響因素的實(shí)驗(yàn)中，更是可以使用虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬化學(xué)反應(yīng)的微觀作用過程和宏觀反應(yīng)速率變化情況，在這樣的過程中讓學(xué)生在自我體驗(yàn)、自我探索中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，寓教于樂。

1.3 生活小實(shí)驗(yàn)

除了虛擬實(shí)驗(yàn)室以外，使用生活中處處可見的酸性、堿性物質(zhì)，同樣可以開展部分居家小實(shí)驗(yàn)。對(duì)于酸堿指示劑檢測(cè)酸性堿性溶液實(shí)驗(yàn)，可以很容易在家中完成。例如紫甘藍(lán)、紫洋蔥、桑葚、黑枸杞中均含有不同含量花青素，而花青素作為一種酚類物質(zhì)，遇酸遇堿會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色變化。取適量的紫甘藍(lán)或紫洋蔥其切成片，碾碎后放入熱水中充分浸泡，20分鐘后過濾掉殘?jiān)?，留下剩下的花青素溶液，此時(shí)使用制備好的花青素溶液就可以作為我們所使用的酸堿指示劑。再準(zhǔn)備幾個(gè)杯子分別倒入適量的白醋、檸檬水、蘇打水、肥皂水，將呈現(xiàn)從紅到藍(lán)的變化。而該實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)，更能深刻體悟酸性物質(zhì)、堿性物質(zhì)在生活中的無處不在。同時(shí)我們更是可以通過蒸發(fā)來獲得更高酸堿度的溶液，開發(fā)出更多的顏色變化。

再如認(rèn)識(shí)銅及其氧化物的實(shí)驗(yàn)中，由于電線中的銅電線多為純銅，我們可以讓學(xué)生自己在廢舊的電子元件中獲得銅絲，然后觀察其色澤為亮紅色。再找一個(gè)蠟燭對(duì)其灼燒，銅絲表明產(chǎn)生黑色物質(zhì)。而該黑色物質(zhì)是由于銅和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成黑色的氧化銅。之后再將其放入使用白醋事先準(zhǔn)備好的醋酸溶液，發(fā)現(xiàn)其表面的黑色重新變?yōu)榧t色。這是由于表面的氧化鐵與醋酸發(fā)生反應(yīng)，而銅由于與醋酸很難發(fā)生反應(yīng)而不變色。

以上生活小實(shí)驗(yàn)均是靈活利用各種物質(zhì)其物理化學(xué)屬性的結(jié)果，根據(jù)這些特性，學(xué)生可以探索出更多的生活實(shí)驗(yàn)，使用該種方法，更能提高學(xué)生對(duì)于中學(xué)化學(xué)課程的興趣與愛好，充分挖掘?qū)W生地主觀能動(dòng)潛力，激發(fā)創(chuàng)造力。

2.學(xué)生整體思維培養(yǎng)與教研水平提升

2.1 培養(yǎng)學(xué)生整體認(rèn)知模型

化學(xué)中的一個(gè)基本誤解是在新獲得的化學(xué)概念中加入現(xiàn)有的現(xiàn)象概念，因此初學(xué)者認(rèn)為化學(xué)實(shí)體本身具有與我們通過感官觀察到的完全相同的“宏觀”性質(zhì)。那些教授或練習(xí)化學(xué)的人永遠(yuǎn)不會(huì)獲得這些誤解，因?yàn)樗麄兡軌驈囊婚_始就自然地了解這門學(xué)科的性質(zhì)。但結(jié)果是，他們?nèi)匀粵]有意識(shí)到他們與之合作的基本假設(shè)和理解，而許多初學(xué)者一直缺乏這些假設(shè)和理解。因此，需要闡明化學(xué)理論與可觀察現(xiàn)象相關(guān)的工作原理的系統(tǒng)圖景，以便使化學(xué)教育者注意到他們已經(jīng)擁有的、化學(xué)初學(xué)者缺乏的對(duì)這門學(xué)科的基本理解，從而使初學(xué)者有機(jī)會(huì)了解化學(xué)解釋與可觀察現(xiàn)象的一般關(guān)系。在化學(xué)理論中，化學(xué)實(shí)體和物理實(shí)體相互聯(lián)系的“分層”方式也可以用這種方式澄清。

人們?cè)谘芯孔灾鲗W(xué)習(xí)時(shí)需要考慮到集體和情境的整體。我們需要研究人與人之間的關(guān)系，以及人與工具（軟件）之間的關(guān)系，以及這如何構(gòu)成一個(gè)構(gòu)建學(xué)習(xí)和自我調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。Leslie Laud提出并分析了一個(gè)這樣的案例，即從自主學(xué)習(xí)的角度使用博客來幫助學(xué)習(xí)。該研究闡述了學(xué)生網(wǎng)絡(luò)博客的各個(gè)方面及其與自主性學(xué)習(xí)的關(guān)系。它還表明，網(wǎng)絡(luò)博客中表達(dá)的非正式的開放式學(xué)習(xí)也能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)SRL的思考方式。

2020年11月，周永豪[4]通過線上微信問答的方式與青島市四所初級(jí)中學(xué)的四名化學(xué)教師深入溝通發(fā)現(xiàn)，其對(duì)于系統(tǒng)思維陌生，現(xiàn)有教育體制對(duì)于教師對(duì)學(xué)生的系統(tǒng)思維教育模糊甚至近乎空白。而提高學(xué)生整體認(rèn)知思維，能夠全面發(fā)展建設(shè)學(xué)生化學(xué)知識(shí)體系，取代孤島式記憶方式，同互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)一樣，實(shí)現(xiàn)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)記憶聯(lián)想，有助于學(xué)生加深印象，增強(qiáng)學(xué)生自信力。因此，對(duì)于中學(xué)課程教學(xué)的各個(gè)片段，首當(dāng)其次地建立相應(yīng)地思維導(dǎo)圖或樹狀圖，提高課程內(nèi)容之間地聯(lián)系，章節(jié)之間地聯(lián)系、甚至是每章內(nèi)容內(nèi)部的聯(lián)系。例如對(duì)于必修2第一章中對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律的學(xué)習(xí)，首當(dāng)其沖應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生觀察我們的物質(zhì)世界，引導(dǎo)學(xué)生思考宏觀物質(zhì)世界和微觀物質(zhì)世界，之后再從宏觀規(guī)律類比理解微觀規(guī)律的能量平衡與能量最低原理，從而實(shí)現(xiàn)微觀到介觀再到宏觀的統(tǒng)一。

事實(shí)上，從化學(xué)哲學(xué)的角度來看，國(guó)外化學(xué)課堂一直以來以激發(fā)學(xué)生辯論思考潛力，建立整體認(rèn)知邏輯為著力點(diǎn)。例如Erduan曾提供了一個(gè)特別的任務(wù)來說明教學(xué)如何在哲學(xué)討論的背景下進(jìn)行。作為介紹，學(xué)生可以面對(duì)他們關(guān)于水的基本假設(shè)。給他們一杯水，上面寫著H2O和“水”兩個(gè)字樣。以化學(xué)成分、分子結(jié)構(gòu)和結(jié)合為目標(biāo)的問題可以以引起還原主題的方式提出來。例如：H2O和水的成分一樣嗎？單個(gè)H2O加熱到100℃會(huì)沸騰嗎？H2O和水能一樣嗎？

對(duì)這些問題的介紹有望挑戰(zhàn)學(xué)生們的假設(shè)，即分子的宏觀性質(zhì)和微觀性質(zhì)之間似乎有直接關(guān)系的假設(shè)。這里的目的不是讓學(xué)生回答這些問題，而是喚起他們對(duì)化學(xué)中基本思維方式之一的好奇心。微觀和宏觀層面的相互作用。此外，創(chuàng)造一種環(huán)境，在物質(zhì)的象征、抽象和具體經(jīng)驗(yàn)之間進(jìn)行明確的比較，可能會(huì)讓學(xué)生沉浸在哲學(xué)思維中。

2.2 課后輔導(dǎo)

學(xué)生的學(xué)習(xí)過程肯定會(huì)產(chǎn)生很多的疑問，如果不能及時(shí)解決，可能會(huì)在某個(gè)細(xì)節(jié)上形成知識(shí)體系的硬傷，因?yàn)槟承﹩栴}的產(chǎn)生也是需要情景的激發(fā)，我們說的時(shí)過境遷也適合學(xué)習(xí)過程，因此，及時(shí)的課后輔導(dǎo)答疑是非常必要的。例如：在乙醇和乙酸的酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生提出為什么不是乙醇失去羥基乙酸失去羧基上的氫，我們可以提出使用放射性示蹤原子的方法，把乙酸中羧基中羥基上的氧原子用放射性同位素18O標(biāo)識(shí)，再從產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)18O在產(chǎn)物水中，而沒有出現(xiàn)在乙酸乙酯中。這里可以給學(xué)生介紹化學(xué)史知識(shí)，例如匈牙利化學(xué)家海維西于1923年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內(nèi)的分布和轉(zhuǎn)移?？梢蚤_闊學(xué)時(shí)的知識(shí)視野，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.3 教師自身知識(shí)結(jié)構(gòu)建設(shè)

蘇霍姆林斯基認(rèn)為，對(duì)于教師來說教育的樂趣和幸福來源于科學(xué)研究。黃楠等人[6]對(duì)貴州省畢節(jié)市中學(xué)化學(xué)教師科研能力進(jìn)行了相關(guān)調(diào)查研究，樣品容量為207。研究結(jié)果表明，有54.11%的教師認(rèn)為提高科研能力對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)的幫助很大。而有超過80%以上的人認(rèn)為開展中學(xué)化學(xué)教師科研能力，有助于提高教師綜合素質(zhì)，提高教師專業(yè)知識(shí)，更能提高教師對(duì)于化學(xué)專業(yè)的認(rèn)知能力?？梢钥闯?，中學(xué)化學(xué)教師對(duì)于其自身科研水平提升的必要性具有很高的認(rèn)同度，大力推進(jìn)開展中學(xué)教師科研成果創(chuàng)新，有助于提高教師的教學(xué)積極性和教學(xué)能力，營(yíng)造更好的教學(xué)氛圍。

教育資源的合理分配同樣是重點(diǎn)區(qū)域。教育管理層更要鼓勵(lì)相關(guān)學(xué)科教師，配合課程教學(xué)來大力推廣相關(guān)虛擬實(shí)驗(yàn)室的線上使用率，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。根據(jù)相關(guān)調(diào)查反應(yīng)，西部相當(dāng)一部分學(xué)校對(duì)于新媒體的利用率依舊較低，且更多的是局限于課程教學(xué)PPT的展示，而未能充分挖掘和使用新媒體技術(shù)。同時(shí)存在著基本電腦操作知識(shí)技能匱乏，網(wǎng)絡(luò)資料檢索能力較差等問題。因此對(duì)中學(xué)化學(xué)教師新媒體使用的相關(guān)技能培訓(xùn)是提高新媒體和“互聯(lián)網(wǎng)+”使用率的關(guān)鍵因素。

中學(xué)化學(xué)課程改革的主要目標(biāo)是力圖體現(xiàn)“為了每一個(gè)中學(xué)生的發(fā)展”。本文從新媒體技術(shù)在中學(xué)化學(xué)課程中的應(yīng)用出發(fā)，針對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻疫情形勢(shì)下如何開展中學(xué)化學(xué)課程教學(xué)過程中存在的問題，提出了結(jié)合新媒體技術(shù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的微課學(xué)習(xí)和虛擬實(shí)驗(yàn)室使用等相關(guān)解決辦法。并針對(duì)學(xué)生整體認(rèn)知學(xué)習(xí)模型和中學(xué)化學(xué)教師自身科研健身提出了參考意見。理解新時(shí)代背景下的化學(xué)科學(xué)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生整體認(rèn)知邏輯模式和創(chuàng)新聯(lián)想力，能夠促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)價(jià)值觀和實(shí)事求是的健康人生觀，更有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主、客觀聯(lián)想的具有個(gè)人特色的思考模式。