信息化2.0環(huán)境下初中化學實驗教學模式探究

文/吳建春

引 言

信息化2.0更強調(diào)基于互聯(lián)網(wǎng)的大資源觀，具體是指運用信息化教育手段，全面推進教育現(xiàn)代化，開啟智能時代教育。在“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)發(fā)展的背景下，開展基于信息化2.0的化學實驗教學，成為當前初中化學教師的新選擇。在信息化環(huán)境下，初中生能從不同的化學學習渠道獲取信息，自主進行實驗，提高自己的理論聯(lián)系實際能力。如何使用新一代信息技術(shù)輔助學生的化學實驗，是值得每位初中化學教師思考的問題。

一、信息化2.0概述

信息化2.0旨在實現(xiàn)從專用資源向大資源的轉(zhuǎn)變，目的是培養(yǎng)學生的信息技術(shù)應(yīng)用能力，促進學生信息素養(yǎng)的提升，助力學生創(chuàng)新發(fā)展。教師的教育不能僅停留在學習環(huán)境改善方面，而是要將信息化教學嵌入學習系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變教育技術(shù)觀念。信息化2.0強調(diào)轉(zhuǎn)變發(fā)展動力觀念，堅持以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，不斷提升教育治理水平，突出教育治理現(xiàn)代化，助力教學從工具型思維轉(zhuǎn)向人工智能型思維。

二、信息化2.0在初中化學實驗教學中的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）促進學生信息素養(yǎng)提升

在信息化2.0背景下，開展初中化學實驗教學可以促進學生信息素養(yǎng)的提升。初中化學實驗教學應(yīng)與時俱進，充分利用新一代信息技術(shù)輔助學生進行思考與操作，促進學生掌握更多的實踐技能與經(jīng)驗[1]。教師在新一代信息技術(shù)的加持下，可以豐富學生的化學認知，讓學生自主探索與化學現(xiàn)象相關(guān)的原理，通過動手實踐來研究肉眼難以觀察到的化學現(xiàn)象，使之能運用新一代信息技術(shù)完成實驗，進一步提高信息素養(yǎng)。

（二）提高學生自主學習效率

初中化學實驗具有一定的操作難度，教師應(yīng)立足信息化2.0理念，收集不同形式的網(wǎng)絡(luò)資源，為學生的化學知識學習和實踐探索提供輔助，激發(fā)學生的化學學習興趣，從而培養(yǎng)其良好的學習意識，助力學生自主學習效率的提高。實驗是驗證化學原理的重要手段，在信息化2.0環(huán)境中指導(dǎo)學生做實驗，可以調(diào)動學生的主觀能動性和探究積極性。教師為學生提供不同的學習資料與實驗用具，科學指導(dǎo)學生進行自主探索，有助于提高學生的自主學習效率。

（三）助力學生創(chuàng)新思維發(fā)展

在信息化2.0實驗中，學生可以獲得良好的視覺、聽覺、觸覺體驗，有助于創(chuàng)新思維發(fā)展，促進實驗設(shè)計能力的提升。在信息化2.0環(huán)境下的化學實驗中，學生可以利用不同的渠道來共享資源，根據(jù)教師的指導(dǎo)來交流實踐經(jīng)驗，由此獲得化學實驗的設(shè)計靈感。通過學習基礎(chǔ)知識，設(shè)計實驗方案，學生可以在信息化環(huán)境中驗證自己的想法，切實提高創(chuàng)新思維能力，為今后的化學學習與可持續(xù)發(fā)展強基固本。

（四）培養(yǎng)學生問題解決能力

化學與生活聯(lián)系密切，教師在信息化2.0環(huán)境下指導(dǎo)學生做實驗，利用生活中的化學問題驅(qū)動學生進行思考，不僅能幫助學生深入理解所學化學知識，且有助于培養(yǎng)學生良好的問題解決能力。信息化2.0強調(diào)對學生信息技術(shù)能力的培養(yǎng)，初中化學教師為學生提供實驗資源與學習指導(dǎo)，要求學生自主分析、解決問題，可以拓寬實驗教學的路徑，讓學生在實驗中把握解決問題的關(guān)鍵，獲得良好的操作體驗。

三、初中化學信息化2.0實驗教學模式應(yīng)用策略

（一）設(shè)計實驗微課視頻，突破化學知識學習難點

信息化2.0開啟了初中化學智能教育時代，教師運用新一代信息技術(shù)設(shè)計和呈現(xiàn)實驗微課視頻，能讓學生理解抽象的化學反應(yīng)現(xiàn)象，助力其突破化學知識學習難點。在初中化學實驗教學中，教師應(yīng)做到與時俱進，充分應(yīng)用新一代信息技術(shù)激發(fā)學生的實驗參與興趣，在信息化2.0環(huán)境中設(shè)計實驗微課視頻，助力學生突破化學知識學習難點，促進教學質(zhì)效提升[2]。

例如，在講解滬教版初中九年級（上冊）化學“性質(zhì)活潑的氧氣”一課內(nèi)容時，教師可以根據(jù)氧氣的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)設(shè)計微課視頻，直觀展現(xiàn)氧氣的用途以及氧氣與人類的關(guān)系，讓學生在觀看微課視頻的同時，研究物質(zhì)及其相關(guān)變化，把握實驗操作的關(guān)鍵步驟，突破化學知識學習難點。首先，教師要在設(shè)計微課視頻時，融入“潛水氧氣瓶、航天供氧裝置、煉鋼、焊接”等素材，讓學生在觀看微課視頻時，聯(lián)系實際生活，理解氧氣的用途。然后，教師帶領(lǐng)學生觀看微課視頻并引出新課，指導(dǎo)學生根據(jù)視頻內(nèi)容提示做實驗，總結(jié)相關(guān)化學反應(yīng)方程式。

通過完成以上實驗，學生可以發(fā)現(xiàn)可燃物在氧氣中會劇烈燃燒，理解氧氣的活潑化學性質(zhì)。最后，教師可以根據(jù)學生的實驗結(jié)果，呈現(xiàn)“氧氣制備”微課視頻，讓學生在微課視頻的指導(dǎo)下，連接“高錳酸鉀分解制氧氣”裝置，在完成氧氣制備后，總結(jié)化學反應(yīng)方程式明白利用高錳酸鉀溶液在一定條件下的化學變化，可以制得氧氣。在信息化2.0環(huán)境下，學生能了解氧氣不易溶于水的特點，學會按照微課視頻中的化學實驗提示，運用排水集氣法成功集得氧氣，獲得學習的成就感，進而激發(fā)對化學實驗探究的熱情。

（二）妙用智慧教育平臺，降低化學實驗操作難度

智慧教育平臺是信息化2.0環(huán)境下的產(chǎn)物，平臺內(nèi)含有豐富的課程資源，可以為廣大師生的教學工作與學習探究提供服務(wù)。智慧教育平臺是構(gòu)建智慧化學課堂、降低實驗操作難度的重要資源，可以將抽象的化學實驗內(nèi)容視覺化、直觀化、趣味化，助力學生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，幫助教師突破教學重難點。

例如，在講解滬教版化學九年級（上冊）“二氧化碳的奇妙變化”一課內(nèi)容時，教師要利用智慧教育平臺展示“二氧化碳的狀態(tài)變化”，聯(lián)系實際生活中的“人工降雨、二氧化碳滅火器”，引發(fā)學生的良好情感體驗，帶領(lǐng)學生通過制備二氧化碳，培養(yǎng)其自主探究能力。首先，教師可以利用智慧教育平臺搜索有關(guān)“二氧化碳”的資料，引導(dǎo)學生在相關(guān)資料的幫助下，識別生活中的二氧化碳狀態(tài)。然后，教師為學生提供實驗所需道具，指導(dǎo)學生在智慧教育平臺中搜索相關(guān)實驗視頻，在自行觀看以后，按以下步驟進行操作。

（1）檢查裝置氣密性，在錐形瓶中裝入少量大理石，在長頸漏斗中注入稀鹽酸。用集氣瓶收集二氧化碳氣體并驗滿。（2）將收集到的二氧化碳氣體通入少量石灰水的試管中。（3）將收集到的二氧化碳氣體通入紫色石蕊試液的試管中，觀察后加熱。（4）將二氧化碳氣體緩緩倒入放有燃著蠟燭的燒杯中。

教師妙用智慧教育平臺指引學生學習二氧化碳相關(guān)知識，為學生的“二氧化碳制備”實驗提供保障，可以降低實驗操作的難度，使其了解二氧化碳的性質(zhì)。學生能根據(jù)二氧化碳與水的反應(yīng)，寫出方程式根據(jù)碳酸加熱的反應(yīng)現(xiàn)象，總結(jié)出化學反應(yīng)方程C2O+H2O”。最后，教師指導(dǎo)學生回顧自己學過的一些化學反應(yīng)知識，在智慧教育平臺中自行搜索相關(guān)實驗視頻，驅(qū)動學生自主進行探究，培養(yǎng)自主探究能力。

（三）構(gòu)建翻轉(zhuǎn)實驗課堂，培養(yǎng)化學信息技術(shù)能力

構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂契合《教育信息化2.0行動計劃》，可以賦予學生學習的決定權(quán)，有助于培養(yǎng)學生良好的信息技術(shù)能力。構(gòu)建翻轉(zhuǎn)實驗課堂，可以讓學生在課前先行了解將要學習的重難點化學知識，初步了解實驗內(nèi)容，進而在課堂上與教師進行交流與互動，闡述自己對實驗的想法及疑惑，通過動手實踐，解決實驗問題，增強自主學習能力。初中化學教師應(yīng)在信息化2.0環(huán)境下為學生提供充足的學習資源，引導(dǎo)學生運用信息技術(shù)進行學習與實踐，從而解決實驗問題。

例如，在講解滬教版初中九年級（下冊）化學“常見的酸和堿”一課內(nèi)容時，教師可以在課前向?qū)W生提供導(dǎo)學案，要求學生了解鎂、鋁、鋅、鐵等活動性較強的金屬與稀硫酸、鹽酸發(fā)生的置換反應(yīng)，再了解生石灰與水反應(yīng)后轉(zhuǎn)變成氫氧化鈣的化學反應(yīng)。教師可在課上與學生進行探討，圍繞學生不理解的問題展開教學，培養(yǎng)學生運用信息技術(shù)手段解決問題的能力。首先，教師可以在課堂上以提問化學實驗現(xiàn)象的方式，了解學生的導(dǎo)學案完成情況；然后，運用多媒體教具展示以下三個化學反應(yīng)方程式。

教師讓學生根據(jù)方程式闡述自己對置換反應(yīng)的理解與疑問，指導(dǎo)學生運用互聯(lián)網(wǎng)搜索有關(guān)金屬與稀硫酸、鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)的視頻，帶領(lǐng)學生按照金屬活動性由強到弱的規(guī)律，總結(jié)出常見金屬的活動性順序，幫助其深入理解置換反應(yīng)，提高其運用信息技術(shù)手段解決實驗問題的能力。在此基礎(chǔ)上，教師要列出化學反應(yīng)方程式“CaO+H2O====Ca（OH）2”，運用動畫軟件呈現(xiàn)生石灰變成熟石灰的過程，鼓勵學生踴躍提問，在翻轉(zhuǎn)課堂中判斷學生對相關(guān)知識的理解程度。最后，教師帶領(lǐng)學生做“生石灰煮雞蛋”實驗，要求學生利用生石灰的強烈吸水性和易跟水反應(yīng)的特點，運用互聯(lián)網(wǎng)收集和整理實驗所需的各類數(shù)據(jù)，在有限時間內(nèi)完成“煮雞蛋”操作，使之理解在“干燥劑”中融入生石灰的用意，提高學生信息技術(shù)應(yīng)用能力。

（四）模擬反應(yīng)劇烈實驗，打造化學實驗安全環(huán)境

教師在信息化2.0環(huán)境下，運用新一代信息技術(shù)手段模擬反應(yīng)劇烈的化學實驗，可以為學生打造一個安全的化學實驗環(huán)境，由此保護學生的人身安全，讓學生放心、大膽進行操作。教師要引導(dǎo)學生用所學化學知識解決問題，同時運用模擬軟件來操作，觀察反應(yīng)劇烈的化學實驗現(xiàn)象。

例如，在講解滬教版化學九年級（下冊）“常見的化學反應(yīng)——燃燒”一課內(nèi)容時，教師可以運用模擬軟件呈現(xiàn)燃燒實驗，帶領(lǐng)學生通過實踐操作，了解、探究物質(zhì)燃燒所需要的條件，使其明白爆炸的成因，總結(jié)滅火方法，提高安全用火的意識。首先，教師可以播放《火影雄兵》視頻片段，讓學生直觀了解可燃物燃燒與消防員滅火的過程。然后，運用模擬軟件進行以下操作：（1）點燃虛擬木炭；（2）點燃虛擬鎂條；（3）點燃虛擬鐵絲。在以上可燃物燃燒、燃盡時，教師要截圖并保存，要求學生觀察圖上的各項數(shù)據(jù)，使之明白：木炭劇烈燃燒發(fā)出白光，放熱并產(chǎn)生白煙；鎂條燃燒發(fā)出耀眼白光，放熱并產(chǎn)生白煙，生成白色物質(zhì)；鐵絲劇烈燃燒，火星四射，放熱并生成黑色固體。教師指導(dǎo)學生總結(jié)以上三項實驗的共同之處“發(fā)光、放熱、劇烈、化學反應(yīng)”，鼓勵學生運用模擬軟件做以上三項燃燒實驗，分析完全燃燒與不完全燃燒的化學方程式。

最后，教師引導(dǎo)學生結(jié)合以上兩個化學方程式，分析燃燒的條件：可燃性、與氧氣接觸、燃點。此外教師要介紹一氧化碳的特點：無色、無臭、無味的氣體。然后，帶領(lǐng)學生運用模擬軟件做實驗，觀察虛擬實驗中的“生命體征”變化情況，總結(jié)一氧化碳燃燒的化學方程式，使之在安全的環(huán)境中，理解一氧化碳具有毒性，提高學生化學實驗探究能力。

結(jié) 語

簡而言之，信息化2.0在初中化學實驗教學中具有重要地位，可以促進學生的信息素養(yǎng)提升，提高學生的化學自主學習效率，助力學生創(chuàng)新思維發(fā)展，培養(yǎng)學生問題解決能力。初中化學教師設(shè)計不同形式的實驗微課視頻，運用智慧教育平臺指導(dǎo)學生學習與實踐，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂，模擬反應(yīng)劇烈的化學實驗，可以幫助學生深入理解重難點知識。學生在信息化2.0環(huán)境下的實驗中，可以通過模擬操作，感受化學實驗的價值，提高自我信息技術(shù)能力，在相對安全的環(huán)境中進行操作，不斷提高化學學習能力和水平。