教育信息化背景下中專化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究

關(guān)鍵詞：教育信息化背景；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)策略

教育信息化不僅提供了新的教育工具和資源，還改變了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取更多的信息，進(jìn)行在線輔助學(xué)習(xí)，并利用模擬軟件進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，教師也可根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和興趣制定不同的教學(xué)策略，提高教學(xué)工作的針對(duì)性與指向性［1］。對(duì)此，化學(xué)教師也要積極運(yùn)用信息技術(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)其核心素養(yǎng)的培育。

1豐富授課模式，激發(fā)學(xué)生興趣

1.1翻轉(zhuǎn)課堂模式

翻轉(zhuǎn)課堂是一種將傳統(tǒng)課堂的學(xué)習(xí)方式顛倒過(guò)來(lái)的教學(xué)模式。在這種模式下，學(xué)生會(huì)在課前通過(guò)在線教育資源學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本原理和步驟。對(duì)于“氧化性、還原性”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在家里或?qū)W校的電腦上觀看教學(xué)視頻或?yàn)g覽虛擬實(shí)驗(yàn)室，了解實(shí)驗(yàn)背后的化學(xué)原理、反應(yīng)機(jī)制以及安全操作規(guī)程［2］。隨后教師在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，以展示實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵步驟和技巧。這種自主學(xué)習(xí)的方式使學(xué)生在課堂上更專注于實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

1.2合作學(xué)習(xí)模式

合作學(xué)習(xí)是另一種有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的模式。在“氧化性、還原性”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以分成小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)一部分實(shí)驗(yàn)操作，如實(shí)驗(yàn)操作者、數(shù)據(jù)記錄員和數(shù)據(jù)分析者。通過(guò)這種分工合作，學(xué)生能夠深入?yún)⑴c到實(shí)驗(yàn)中，體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。

1.3利用在線教育資源和虛擬實(shí)驗(yàn)室

教育信息化時(shí)代提供了豐富的在線教育資源和虛擬實(shí)驗(yàn)室，可以為“氧化性、還原性”等實(shí)驗(yàn)提供多樣化的內(nèi)容呈現(xiàn)方式。學(xué)生可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)模擬實(shí)驗(yàn)軟件，模擬和探索不同條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而更好地理解實(shí)驗(yàn)原理［3］。

此外，虛擬實(shí)驗(yàn)室具有安全性和資源節(jié)約的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橛行?shí)驗(yàn)可能涉及有害物質(zhì)或昂貴的實(shí)驗(yàn)材料，虛擬實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生可以在沒(méi)有實(shí)際材料的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并隨時(shí)重復(fù)實(shí)驗(yàn)以加深理解。通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)模式，學(xué)生能更好地適應(yīng)教育信息化的發(fā)展趨勢(shì)，提高化學(xué)學(xué)習(xí)成效。

2完善實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加深學(xué)生理解

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)注意完善實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟、注意事項(xiàng)等進(jìn)行全面講解。同時(shí)，教師還要重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高實(shí)驗(yàn)效果。

以“原電池”實(shí)驗(yàn)為例，作為一個(gè)典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，涉及電化學(xué)原理和化學(xué)反應(yīng)的基本概念。在教育信息化背景下，教師可以通過(guò)精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，深入討論原電池實(shí)驗(yàn)，以加深學(xué)生對(duì)化學(xué)原理的理解。

為了確保實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單明了，教師可選擇常見(jiàn)的材料和設(shè)備，如銅片、鋅片、導(dǎo)線、酸性電解液等，這些材料易于獲取，且實(shí)驗(yàn)操作相對(duì)安全。教師應(yīng)提前檢查和準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料，以避免實(shí)驗(yàn)中的不必要中斷和困擾。

實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)可觀察到的電池，讓學(xué)生能夠觀察到電流流動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)中使用銅片和鋅片作為電極，將它們浸泡在酸性電解液中。通過(guò)連接導(dǎo)線和1個(gè)小燈泡，學(xué)生可以觀察到燈泡的亮和暗以及電流的流動(dòng)情況。這種可視化的效果有助于學(xué)生更好地理解電池的工作原理。

隨后，教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行原理探究，通過(guò)設(shè)置如下問(wèn)題幫助學(xué)生深入思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的原理：

（1） 為什么銅片和鋅片會(huì)在酸性電解液中發(fā)生反應(yīng)？

（2） 電池是如何產(chǎn)生電流的？

（3） 為什么電池會(huì)在一段時(shí)間后失效？

通過(guò)這些問(wèn)題的探討，學(xué)生可以逐步理解化學(xué)反應(yīng)、電位差、電子流動(dòng)等電化學(xué)原理。教師可以示范和解釋化學(xué)反應(yīng)的平衡過(guò)程，并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以驗(yàn)證理論模型。

完成實(shí)驗(yàn)后，教師要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并得出結(jié)論。記錄電流的變化、觀察化學(xué)反應(yīng)以及電池的性能變化，通過(guò)這些觀察數(shù)據(jù)，學(xué)生可以深入分析電池的工作原理，并討論電池的應(yīng)用領(lǐng)域和限制，以培養(yǎng)自身良好的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

3依托媒體技術(shù)，規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作

利用多媒體技術(shù)，教師可以向?qū)W生展示正確的實(shí)驗(yàn)操作方法與技巧，幫助學(xué)生掌握規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能［4］。此外，還可以借助虛擬實(shí)驗(yàn)室等軟件，讓學(xué)生在線上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)技能水平。以“乙醛的銀鏡反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)為例，教師可以為學(xué)生提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)介紹和背景知識(shí)，解釋乙醛銀鏡反應(yīng)的化學(xué)原理以及實(shí)驗(yàn)的目的，引導(dǎo)學(xué)生了解反應(yīng)的方程式、反應(yīng)機(jī)制和重要的化學(xué)概念，以便他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中有更深刻的理解。

（1） 教師可讓學(xué)生使用虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前的模擬操作。這些軟件通常具有生動(dòng)的圖形界面和交互性，使學(xué)生能夠模擬實(shí)驗(yàn)步驟，使用虛擬試管、燒杯等工具進(jìn)行模擬操作，添加試劑，觀察反應(yīng)過(guò)程，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以此熟悉實(shí)驗(yàn)的步驟和操作技巧。除了虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件外，教師也可錄制視頻，展示實(shí)驗(yàn)的每個(gè)步驟，同時(shí)解釋每個(gè)步驟的重要性和注意事項(xiàng)。這些視頻可以隨時(shí)供學(xué)生觀看，反復(fù)學(xué)習(xí)，以確保他們理解和掌握實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程。通過(guò)視頻教學(xué)，學(xué)生可以在實(shí)際操作之前多次觀看和學(xué)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

（2） 在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，教師可進(jìn)行在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，讓學(xué)生通過(guò)在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)文檔或平臺(tái)獲取詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟和安全注意事項(xiàng)。這些指導(dǎo)文檔應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)的儀器和試劑清單、實(shí)驗(yàn)步驟的詳細(xì)說(shuō)明，以及常見(jiàn)錯(cuò)誤和解決方法。同時(shí)在數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中，學(xué)生要利用電子實(shí)驗(yàn)記錄表格，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入電腦，并使用分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形生成。這有助于提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，促進(jìn)學(xué)生們科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

4跨學(xué)科知識(shí)引導(dǎo)，強(qiáng)化化學(xué)思維

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)注意引入跨學(xué)科知識(shí)，例如物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的原理、學(xué)科知識(shí)的交互性及其在日常生活中的應(yīng)用。這樣可以開(kāi)闊學(xué)生的視野，提高其綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

以“原電池”實(shí)驗(yàn)為例，作為1個(gè)典型案例，其涵蓋化學(xué)、物理和電學(xué)等領(lǐng)域知識(shí)，在教育信息化背景下，教師可以更好地整合這些跨學(xué)科知識(shí)，以加強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)思維和跨學(xué)科思維能力。

（1） 掌握基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)，滲透物理知識(shí)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入理解原電池中的化學(xué)反應(yīng)，掌握電池中的電極反應(yīng)和離子傳遞過(guò)程，并學(xué)習(xí)有關(guān)電池材料的化學(xué)性質(zhì)，如銅、鋅、酸性電解液等。了解這些材料的化學(xué)性質(zhì)有助于他們選擇適當(dāng)?shù)牟牧线M(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也有助于他們理解電池中的反應(yīng)過(guò)程。隨后，教師可滲透物理學(xué)科知識(shí)，在原電池實(shí)驗(yàn)中，物理知識(shí)也起到關(guān)鍵作用，學(xué)生需要了解電流的概念、電壓的產(chǎn)生以及電池的電動(dòng)勢(shì)等物理原理。教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析電池中電子的流動(dòng)過(guò)程，以及電壓是如何測(cè)量的，同時(shí)還可帶領(lǐng)他們學(xué)習(xí)關(guān)于電路的知識(shí)，包括串聯(lián)電路和并聯(lián)電路等基本概念。這有助于他們理解電池在電路中的應(yīng)用以及涉及的跨學(xué)科知識(shí)。

（2） 教師還可滲透數(shù)學(xué)知識(shí)。數(shù)學(xué)在原電池實(shí)驗(yàn)中也扮演重要的角色，教師可讓學(xué)生使用數(shù)學(xué)公式來(lái)計(jì)算電流、電壓和電阻等參數(shù)，同時(shí)利用信息軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，分析電池的性能和電路中的參數(shù)關(guān)系。也可在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)跨學(xué)科項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用這些知識(shí)解決復(fù)雜的問(wèn)題。例如：教師可讓學(xué)生自主探究不同材料對(duì)電池性能的影響，并使用數(shù)學(xué)模型來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)深入探討化學(xué)、物理和數(shù)學(xué)等知識(shí)領(lǐng)域，學(xué)生可以更全面地理解原電池的工作原理，培養(yǎng)出色的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，這有助于他們?cè)谖磥?lái)的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題和挑戰(zhàn)［4］。

5精確實(shí)驗(yàn)結(jié)果，構(gòu)建知識(shí)體系

教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析，通過(guò)對(duì)比、歸納等方法得出正確的結(jié)論。同時(shí)，還要注重幫助學(xué)生將零散的化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化、條理化，構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

以“制取乙烯”實(shí)驗(yàn)為例，如何確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和如何構(gòu)建知識(shí)體系是非常重要的。對(duì)此，教師可從以下幾個(gè)方面入手，引導(dǎo)學(xué)生利用信息化工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以幫助他們更好地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用于化學(xué)理論的驗(yàn)證和知識(shí)體系的構(gòu)建。

5.1觀察判斷是否產(chǎn)生副產(chǎn)物

（1） 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在制取乙烯實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生應(yīng)仔細(xì)觀察反應(yīng)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。副產(chǎn)物可能表現(xiàn)為顏色變化、氣體產(chǎn)生、溶液渾濁等，學(xué)生需要記錄這些變化，并與理論預(yù)期進(jìn)行比較。

（2） 結(jié)合化學(xué)反應(yīng)方程式。學(xué)生應(yīng)了解制取乙烯的理論反應(yīng)方程式，以便識(shí)別產(chǎn)物和副產(chǎn)物。如果實(shí)驗(yàn)中觀察到的產(chǎn)物與理論反應(yīng)方程式不符，那么可能存在副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

（3） 分析產(chǎn)物。學(xué)生可以利用化學(xué)分析技術(shù)，如質(zhì)譜、紅外光譜等鑒定產(chǎn)物和副產(chǎn)物。這些技術(shù)可以提供關(guān)于化合物結(jié)構(gòu)和組成的信息，有助于確定反應(yīng)是否產(chǎn)生了副產(chǎn)物。

5.2副產(chǎn)物的處理

如果在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了副產(chǎn)物，教師要引導(dǎo)學(xué)生采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理：

（1） 分離和純化。如果副產(chǎn)物可以分離和純化，學(xué)生可以使用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)技術(shù)將它們分離出來(lái)，并確定其性質(zhì)。

（2） 記錄和分析。學(xué)生應(yīng)記錄副產(chǎn)物的性質(zhì)和數(shù)量，并嘗試分析它們的來(lái)源和反應(yīng)機(jī)制。這有助于深入理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

（3） 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件。學(xué)生可以嘗試改變實(shí)驗(yàn)條件，以減少副產(chǎn)物的生成，提高反應(yīng)的選擇性。這需要他們運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技巧來(lái)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

5.3判斷反應(yīng)是否完全

（1） 理論計(jì)算。學(xué)生可以使用化學(xué)計(jì)算方法，如物質(zhì)的量比、化學(xué)當(dāng)量等，來(lái)估算反應(yīng)中反應(yīng)物和產(chǎn)物的理論數(shù)量。理論計(jì)算結(jié)果可以與實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以判斷反應(yīng)是否完全。

（2） 實(shí)驗(yàn)觀察。學(xué)生應(yīng)仔細(xì)觀察反應(yīng)過(guò)程，包括反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間、顏色變化和產(chǎn)物的收率。如果反應(yīng)時(shí)間過(guò)短或產(chǎn)物不完全收集，可能意味著反應(yīng)沒(méi)有完全進(jìn)行。

（3） 重復(fù)實(shí)驗(yàn)。為了驗(yàn)證反應(yīng)的完全性，學(xué)生可以進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性和可重復(fù)性。這有助于排除誤差和提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。

通過(guò)以上方法，學(xué)生可以更好地處理制取乙烯實(shí)驗(yàn)中的副產(chǎn)物問(wèn)題，并判斷反應(yīng)是否完全。同時(shí)，教育信息化工具可以為學(xué)生提供數(shù)據(jù)分析和模擬實(shí)驗(yàn)的支持，幫助他們更好地理解化學(xué)原理，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用于知識(shí)體系的構(gòu)建。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)思維，為他們未來(lái)的學(xué)術(shù)研究和職業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［5］。

6結(jié)語(yǔ)

教育信息化為中?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在這樣的背景下，教師應(yīng)當(dāng)積極采取措施，通過(guò)豐富授課模式，完善實(shí)驗(yàn)過(guò)程，依托媒體技術(shù)、跨學(xué)科知識(shí)引導(dǎo)以及精確實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和熱情，更有助于培養(yǎng)其綜合素質(zhì)和核心素養(yǎng)。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)親手操作、觀察分析以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等過(guò)程，可以更好地理解和掌握化學(xué)知識(shí)，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

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作者簡(jiǎn)介：陸巖，女，江蘇如東人，助理講師，本科，從事化工學(xué)科教學(xué)與研究。