沃賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)APP支持下的“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的教學(xué)設(shè)計(jì)

付榮 康婷 李玉珍

摘要：圍繞化學(xué)核心素養(yǎng)，以翻轉(zhuǎn)課堂理念為基礎(chǔ)，利用APP軟件，對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，以新版普通高中必修二教材中的“化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”為例，詳細(xì)闡述APP支持下的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，以期為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新思路。

關(guān)鍵詞：粗鹽提純;APP;中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)

文章編號(hào)：1008-0546（2022）04x-0076-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04x.025

在當(dāng)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師因擔(dān)心學(xué)生安全問(wèn)題，通常只進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，甚至只播放相關(guān)實(shí)驗(yàn)視頻[1]。依據(jù)2020修訂版新課程標(biāo)準(zhǔn)要求[2]，在新人教版普通高中教科書化學(xué)必修二“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”[3]的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生除了要掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作，還需要認(rèn)識(shí)到化學(xué)方法在物質(zhì)分離和提純中的重要作用。如果教師只通過(guò)播放相關(guān)實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的操作技能無(wú)法得到鍛煉。如果教師在課堂教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，可能因?yàn)椴糠謱?shí)驗(yàn)步驟的重復(fù)導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)而耽誤教學(xué)進(jìn)度，而實(shí)驗(yàn)的枯燥也會(huì)使學(xué)生在后半節(jié)課的學(xué)習(xí)興趣有所下降。課堂教學(xué)無(wú)法深入，存在學(xué)生對(duì)于物質(zhì)分離提純的相關(guān)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)停留在機(jī)械記憶等一系列問(wèn)題。近年來(lái)，“翻轉(zhuǎn)課堂”的引入在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)教育事業(yè)的發(fā)展，它顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新的思路。目前大多數(shù)中學(xué)化學(xué)教師將實(shí)驗(yàn)“微視頻”上傳到在線平臺(tái)，學(xué)生通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)，但這類教學(xué)模式對(duì)自制[4]力較差的中學(xué)生收效甚微“。沃賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)”為一款線上實(shí)驗(yàn)APP，在規(guī)范學(xué)生操作步驟的同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行提示，使其可以切實(shí)參與到實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在鍛煉相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作技能的同時(shí)能夠利用這種沉浸式體驗(yàn)增加活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，如圖1所示。將“沃賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)”APP引入到“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以讓學(xué)生深刻回憶初中所學(xué)的溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)等實(shí)驗(yàn)操作，充分把握初、高中知識(shí)之間的聯(lián)系，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)物質(zhì)分離與提純的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)奠定基礎(chǔ);此外，由于線上虛擬實(shí)驗(yàn)不存在安全隱患，學(xué)生可以切實(shí)參與實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，獲得更多的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，提升成就感，并為后續(xù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)降低風(fēng)險(xiǎn)。

一、教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)新課標(biāo)中相關(guān)主題的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求，結(jié)合學(xué)生具體情況，制訂如下實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)：

1.通過(guò)課前自主學(xué)習(xí)，掌握粗鹽提純實(shí)驗(yàn)原理與方案，回憶相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)，建立物質(zhì)分離的核心活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，并能在簡(jiǎn)單情境中應(yīng)用。

2.通過(guò)課中的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，學(xué)會(huì)利用已有知識(shí)判斷所選方案的可行性，體會(huì)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”在解決問(wèn)題中的作用。

二、教學(xué)流程

借助“沃賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)”APP并參照翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，結(jié)合本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)教學(xué)流程。課前學(xué)生依據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單的引導(dǎo)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并且使用APP進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作。課中教師通過(guò)問(wèn)題探討的方式組織學(xué)生進(jìn)行交流討論并進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐探索將獲得的知識(shí)進(jìn)一步深化，從粗鹽提純中體會(huì)到物質(zhì)分離與提純的活動(dòng)程序、關(guān)鍵性策略、認(rèn)識(shí)角度，并通過(guò)實(shí)際操作鍛煉實(shí)驗(yàn)技能。課后學(xué)生根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)情況完成相關(guān)作業(yè)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化，師生共同進(jìn)行反思。具體教學(xué)流程如圖2所示。

1.課前

教師在課前對(duì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)清單，并在“沃賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)”APP進(jìn)行測(cè)試。學(xué)習(xí)任務(wù)清單是課前學(xué)習(xí)的導(dǎo)線，教師將學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化為可執(zhí)行的任務(wù)，有順序地引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子的實(shí)驗(yàn)原理以及各項(xiàng)具體操作步驟的意圖，結(jié)合“沃賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)”APP熟悉實(shí)驗(yàn)操作，如圖3所示。

老師向?qū)W生下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)清單，學(xué)生回家后依據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)清單的引導(dǎo)對(duì)教材進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，并完成學(xué)習(xí)任務(wù)清單中的第一部分。閱讀學(xué)習(xí)任務(wù)清單中的第二部分，對(duì)三類實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行初步回憶，然后利用

“沃賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)”APP進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生深入理解粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)步驟與操作。由于此APP不受時(shí)間和空間的限制，學(xué)生完全可以反復(fù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，直到自己掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，從而避免了預(yù)習(xí)的盲目性和為完成作業(yè)而完成的“欺騙性”。

對(duì)于粗鹽提純的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教師在課堂上不再進(jìn)行講解，學(xué)生的預(yù)習(xí)質(zhì)量會(huì)直接關(guān)系到本節(jié)課后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教師依據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)清單與如圖4所示的虛擬實(shí)驗(yàn)操作截圖中的計(jì)時(shí)與分?jǐn)?shù)對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)估，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以適應(yīng)大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，這對(duì)學(xué)生與教師均是一種新的挑戰(zhàn)。

2.課中

翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的重要環(huán)節(jié)就是師生之間通過(guò)課堂上的互動(dòng)來(lái)達(dá)到知識(shí)的“吸收內(nèi)化”[5]，以達(dá)到提升學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。本節(jié)課教師隨著學(xué)生實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，適時(shí)插入驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，用粗鹽提純的實(shí)例使學(xué)生深刻體會(huì)物質(zhì)分離提純的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的深刻內(nèi)化。由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)與教學(xué)同時(shí)進(jìn)行，避免了因?qū)嶒?yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)學(xué)生產(chǎn)生應(yīng)付的心理，極大地提升了學(xué)生的注意力，有效促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。此外，在教學(xué)過(guò)程中采用4個(gè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題貫穿課堂始終，由學(xué)生小組討論或自行思考等方式完成，教師主要負(fù)責(zé)及時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)的進(jìn)度與核心知識(shí)的歸納總結(jié)。這樣的教學(xué)模式充分體現(xiàn)了學(xué)生主體地位，同時(shí)也更大程度發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用，讓學(xué)生全面而深入的參與到課堂中，引導(dǎo)學(xué)生釋疑和深化知識(shí)要點(diǎn)。主要教學(xué)設(shè)計(jì)見表1。

3.課后

課后學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行回顧與整理，認(rèn)真完成課后作業(yè)。課后作業(yè)是學(xué)生知識(shí)鞏固與深化的重要一環(huán)，也是教師判斷學(xué)生知識(shí)掌握情況的重要依據(jù)。本節(jié)課后作業(yè)按照學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐、遷移創(chuàng)新三個(gè)層次進(jìn)行分層作業(yè)設(shè)計(jì)，盡可能地滿足不同學(xué)生的差異性需求，幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，有效促進(jìn)能力提升，引領(lǐng)學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容更深層次的思考和理解。

教師在課后要及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行交流，并通過(guò)課后作業(yè)的反饋，了解學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)情況，對(duì)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)救性教學(xué)和單獨(dú)指導(dǎo)。

三、教學(xué)反思

以學(xué)生為中心的化學(xué)實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性與合作性以及教師的引導(dǎo)作用，由于教學(xué)設(shè)計(jì)深度融合了現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的成果，在一定程度上突破了化學(xué)實(shí)驗(yàn)在時(shí)間和空間上的限制。但由于軟件的兼容性較差（僅僅適用于蘋果手機(jī)與電腦），在APP的選取上存在著一定的局限性，所以在隨后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅要選擇更為合適且普適性更強(qiáng)的APP，還要結(jié)合實(shí)際情況打造新型教學(xué)手段與實(shí)驗(yàn)方法的多樣化融合，多角度、多途徑地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)在實(shí)踐中不斷完善。

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