交互式白板在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略初探

摘 要： 實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，筆者通過(guò)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用交互式白板，利用其強(qiáng)大的多媒體功能，基于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)展開(kāi)教學(xué)，能夠提升學(xué)生科學(xué)探究水平，優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 交互式白板;化學(xué)實(shí)驗(yàn);科學(xué)素養(yǎng)

一、 引言

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，教育信息技術(shù)高速發(fā)展，交互式白板以其豐富的多媒體工具、強(qiáng)大的交互能力和健康環(huán)保功能深受師生厚愛(ài)，它完全具備和超越了黑板的功能，可幫助實(shí)現(xiàn)高效的互動(dòng)教學(xué)模式。

蘇聯(lián)心理學(xué)家維果斯基（Lev Vygotsky）的最近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)為：“學(xué)習(xí)與發(fā)展是一種社會(huì)和合作活動(dòng)，它們是永遠(yuǎn)不能被‘教給某個(gè)人的?！痹诨瘜W(xué)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生是活動(dòng)的主體，他們自我認(rèn)知、合作探究，而教師只是指導(dǎo)者和幫助者?；瘜W(xué)課程的重要目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要手段。筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中借助動(dòng)畫(huà)可以將枯燥的化學(xué)用語(yǔ)可視化、抽象的化學(xué)原理直觀化、晦澀的概念理論形象化，通過(guò)人機(jī)互動(dòng)，能將化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的宏觀反應(yīng)現(xiàn)象與微觀原理相聯(lián)系，避免被動(dòng)機(jī)械記憶。而實(shí)驗(yàn)視頻的加入，可以在新課中復(fù)習(xí)原有實(shí)驗(yàn)，可以完成一些課堂或?qū)嶒?yàn)室中不易完成的實(shí)驗(yàn)，再有數(shù)字化實(shí)驗(yàn)融入其中，更是極大地促進(jìn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的開(kāi)展。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用交互式白板，可以有效規(guī)避傳統(tǒng)黑板教學(xué)的不足，兼容的動(dòng)畫(huà)、視頻、手持技術(shù)等信息技術(shù)手段，能豐富學(xué)生的視覺(jué)體驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯性化，實(shí)現(xiàn)師生良好互動(dòng)，真正開(kāi)啟高品質(zhì)、高效率的教學(xué)模式。具體以《二氧化碳制取的研究》為例進(jìn)行說(shuō)明。

二、 教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）課題分析

學(xué)生在學(xué)習(xí)了“人教版”九年級(jí)化學(xué)第二單元課題3《制取氧氣》之后，就已經(jīng)認(rèn)識(shí)了身邊一些常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì)、形成了一些最基本的化學(xué)概念、初步具備了一定的實(shí)驗(yàn)技能。本課題在《制取氧氣》實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生可以根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)，通過(guò)類(lèi)比O2實(shí)驗(yàn)室制取的實(shí)驗(yàn)，來(lái)研究在實(shí)驗(yàn)室中如何制取CO2。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中要學(xué)習(xí)掌握藥品的選擇、儀器的選用、裝置設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法等知識(shí)技能，進(jìn)一步理清氣體實(shí)驗(yàn)室制備的一般路徑，為下一階段的化學(xué)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)目標(biāo)

1. 學(xué)生知道CO2的實(shí)驗(yàn)室制取原理，能選擇反應(yīng)藥品、挑選實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，初步學(xué)會(huì)CO2實(shí)驗(yàn)室制法的操作、收集、檢驗(yàn)和驗(yàn)滿的方法，并正確說(shuō)出所選藥品和裝置的依據(jù)。

2. 學(xué)生通過(guò)自主閱讀、交流討論、類(lèi)比歸納設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，規(guī)范操作、認(rèn)真觀察、科學(xué)記錄完成實(shí)驗(yàn)探究，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，能初步掌握氣體實(shí)驗(yàn)室制取的一般路徑。

3. 在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到制取氣體的探究過(guò)程中，豐富學(xué)生的科學(xué)體驗(yàn)，增強(qiáng)自信心。

（三）教學(xué)重難點(diǎn)

基于以上分析，可將CO2實(shí)驗(yàn)室制法的原理、藥品選擇、裝置設(shè)計(jì)及制取方法作為教學(xué)重點(diǎn);通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取O2和本課題的對(duì)比學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)CO2的實(shí)驗(yàn)室制取，形成氣體實(shí)驗(yàn)室制法的一般思路和方法則是難點(diǎn)所在。

學(xué)生通過(guò)與O2制法類(lèi)比，可突破“CO2實(shí)驗(yàn)室制法的反應(yīng)原理”這個(gè)重點(diǎn);通過(guò)“簡(jiǎn)易裝置加酸不易”引發(fā)學(xué)生對(duì)優(yōu)化氣體制取裝置的思考，后再進(jìn)行合作交流突破“設(shè)計(jì)和優(yōu)化制取裝置”這個(gè)難點(diǎn)。

（四）教學(xué)方法

教師利用學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和已有的化學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展科學(xué)探究;學(xué)生通過(guò)自主閱讀、交流討論、類(lèi)比歸納、合作學(xué)習(xí)等學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室如何制取CO2，進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)得出氣體實(shí)驗(yàn)室制法的一般思路和方法。

（五）教學(xué)準(zhǔn)備

鴻合交互式白板（HiteBoard Pro V2.0）、多媒體課件、石灰石、稀鹽酸、碳酸鈣粉末、稀硫酸、碳酸鈉粉末等藥品;燒杯、長(zhǎng)頸漏斗、試管、水槽、導(dǎo)管、集氣瓶、錐形瓶等有關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器。

（六）教學(xué)思路

根據(jù)課標(biāo)要求和筆者執(zhí)教學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，將二氧化碳制取分為原理探究、裝置設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)優(yōu)化和成果展示等四個(gè)主要環(huán)節(jié)展開(kāi)教學(xué)。利用交互式電子白板的窗口播放器、聚光燈、學(xué)科工具、幕布、放大鏡、書(shū)寫(xiě)窗口、展臺(tái)等附屬功能，師生合作，共同完成本課題二氧化碳制取的探究。

（七）教學(xué)過(guò)程

教學(xué)環(huán)節(jié)1：復(fù)習(xí)引入

活動(dòng)設(shè)計(jì)：播放實(shí)驗(yàn)室制取O2實(shí)驗(yàn)視頻。問(wèn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室如何制取CO2？到目前為止，你知道多少種能獲得CO2的方法。學(xué)生討論并列舉：蠟燭燃燒、木炭燃燒、人或動(dòng)物的呼吸……

設(shè)計(jì)意圖：討論氣體實(shí)驗(yàn)室制法的決定因素，通過(guò)回顧實(shí)驗(yàn)室制取O2的實(shí)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生對(duì)原理及裝置的思考。教師利用“窗口播放器”播放實(shí)驗(yàn)室制取O2的視頻，學(xué)生觀看并小結(jié)?！按翱诓シ牌鳌辈シ乓曨l，形象具體，比講解實(shí)驗(yàn)學(xué)生易于接受。

[強(qiáng)調(diào)]請(qǐng)學(xué)生回憶第一單元課題2《對(duì)人體吸入空氣和呼出氣體的探究》中收集呼出氣體的方法，為后續(xù)探究做好知識(shí)的鋪墊。

教學(xué)環(huán)節(jié)2：原理探究

活動(dòng)設(shè)計(jì)：利用實(shí)驗(yàn)桌上的實(shí)驗(yàn)藥品在試管中能否完成實(shí)驗(yàn)？

藥品：石灰石、稀鹽酸、碳酸鈣粉末、稀硫酸、碳酸鈉粉末……

儀器：燒杯、長(zhǎng)頸漏斗、試管、水槽、導(dǎo)管、集氣瓶、錐形瓶等。

設(shè)計(jì)意圖：討論適合實(shí)驗(yàn)室制備CO2的方法，學(xué)生們列舉生產(chǎn)生活中可以獲取CO2的方法，并說(shuō)說(shuō)是否適合實(shí)驗(yàn)室制取。利用插入模擬動(dòng)畫(huà)，解釋實(shí)驗(yàn)室不能用稀硫酸制取二氧化碳的原因。在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，教師在白板展示可以獲取CO2的方法，并用“聚光燈”鎖定。在白板上羅列，用“聚光燈”功能鎖定反應(yīng)原理和藥品。

[強(qiáng)調(diào)]實(shí)驗(yàn)室不能用稀硫酸和塊狀大理石或石灰石制取二氧化碳的原因，同時(shí)提醒學(xué)生若改變大理石或石灰石的狀態(tài)也能起到意想不到的效果，建議學(xué)生可通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。

教學(xué)環(huán)節(jié)3：裝置設(shè)計(jì)

活動(dòng)設(shè)計(jì)：利用試管和大橡皮塞的導(dǎo)管能否制取氣體，怎么收集氣體（排水法或排空氣法）？請(qǐng)利用身邊的材料合作完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)意圖：探究CO2的發(fā)生及收集裝置，并利用簡(jiǎn)易裝置實(shí)驗(yàn)，通過(guò)反應(yīng)原理和藥品的選擇，學(xué)生自主設(shè)計(jì)制取裝置。學(xué)生紙筆設(shè)計(jì)，教師通過(guò)白板的“學(xué)科工具”調(diào)出實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行設(shè)計(jì)組裝演示。白板的“學(xué)科工具”比在黑板上畫(huà)圖具有優(yōu)勢(shì)，并利用“幕布”功能遮蓋。

[強(qiáng)調(diào)]在收集氣體方法的選擇上，提示學(xué)生閱讀白板展示的洪碧瑜老師《排水法收集二氧化碳可行性的實(shí)驗(yàn)探究》這篇論文，學(xué)生要認(rèn)識(shí)到排水法也是可行的。

教學(xué)環(huán)節(jié)4：設(shè)計(jì)優(yōu)化

活動(dòng)設(shè)計(jì)：學(xué)生分組展示實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)方案，從可行性、簡(jiǎn)易性、安全性方面引導(dǎo)學(xué)生討論氣體實(shí)驗(yàn)室制法的條件。

設(shè)計(jì)意圖：分析討論簡(jiǎn)易裝置的不足，思考如何優(yōu)化。學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真觀察分析，指出簡(jiǎn)易裝置的不足“試管量小+加酸不易”。通過(guò)“放大鏡”功能展示長(zhǎng)頸漏斗和分液漏斗的區(qū)別，并提示如何優(yōu)化?！胺糯箸R”功能放大了兩種儀器的差異，便于學(xué)生認(rèn)識(shí)和利用。

教學(xué)環(huán)節(jié)5：成果展示

活動(dòng)設(shè)計(jì)：教師利用優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行演示，學(xué)生觀察記錄。學(xué)生討論歸納氣體實(shí)驗(yàn)室制法的一般思路，師生共同小結(jié)。

一、 反應(yīng)原理

藥品：塊狀大理石（或石灰石）、稀鹽酸

原理：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑

二、 裝置設(shè)計(jì)

固體+液體（不加熱）

裝置改進(jìn)：簡(jiǎn)易裝置→便于加酸→控制反應(yīng)

收集裝置：向上排空氣

設(shè)計(jì)意圖：在演示實(shí)驗(yàn)完成后，白板展示CO2的制備原理、藥品和裝置，師生小結(jié)實(shí)驗(yàn)室制取的原理、藥品和裝置。學(xué)生上臺(tái)利用“書(shū)寫(xiě)窗口”展示一般思路的確定依據(jù)。再利用“放大鏡”功能強(qiáng)調(diào)反應(yīng)所需藥品和化學(xué)方程式?！胺糯箸R”功能其強(qiáng)調(diào)作用，更能引起學(xué)生注意。用“書(shū)寫(xiě)窗口”書(shū)寫(xiě)比用粉筆在黑板書(shū)寫(xiě)更能激發(fā)學(xué)生的好奇心，實(shí)現(xiàn)更佳的反饋效果。

[強(qiáng)調(diào)]教材中提供的裝置并非唯一的標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，注重開(kāi)放性。

教學(xué)環(huán)節(jié)6：拓展延伸

活動(dòng)設(shè)計(jì)：本節(jié)我們利用了CO2不支持燃燒的性質(zhì)驗(yàn)滿，那么是否一切物質(zhì)都不能在CO2中燃燒嗎？

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生合作討論拓展作業(yè)，并將結(jié)論書(shū)寫(xiě)在作業(yè)本上。教師利用“展臺(tái)”功能展示學(xué)生的解決方案，并進(jìn)行評(píng)價(jià)?！罢古_(tái)”真實(shí)再現(xiàn)學(xué)生作業(yè)，批改更具有針對(duì)性。利用“窗口播放器”播放金屬鎂在二氧化碳中燃燒的實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生加深認(rèn)識(shí)。

[強(qiáng)調(diào)]科學(xué)探究結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性，引導(dǎo)學(xué)生明確化學(xué)科學(xué)不能妄下結(jié)論。

（八）教后反思

學(xué)生依據(jù)已經(jīng)掌握的實(shí)驗(yàn)室制O2的知識(shí)儲(chǔ)備，自主選擇、小組合作完成制取CO2的實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)交流類(lèi)比推出最佳裝置和實(shí)驗(yàn)方案。在探究過(guò)程中實(shí)驗(yàn)是重頭戲，學(xué)生的設(shè)計(jì)會(huì)有各種各樣的問(wèn)題，耗時(shí)較多。但學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中樂(lè)于觀察，能積極提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。不足之處在于學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)藥品的用量沒(méi)有著重要求，這樣不利于對(duì)照實(shí)驗(yàn);一部分學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有難度。而本節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)借助電子白板自身功能，綜合了動(dòng)畫(huà)、視頻等信息技術(shù)手段，營(yíng)造了一個(gè)能吸引學(xué)生的課堂探究氛圍，能有效抓住實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)，將微觀現(xiàn)象放大化、形象化，利用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的曲線和數(shù)據(jù)等詮釋實(shí)驗(yàn)過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的目的。同時(shí)我們也應(yīng)該明白多媒體技術(shù)僅僅是輔助教學(xué)，絕對(duì)不能完全利用視頻實(shí)驗(yàn)代替演示實(shí)驗(yàn)，或利用模擬動(dòng)畫(huà)任意解釋化學(xué)原理，一定要注重化學(xué)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性。

三、 結(jié)語(yǔ)

美國(guó)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家赤瑞特拉（Treicher）研究認(rèn)為，人類(lèi)獲取的信息83 % 來(lái)自視覺(jué)，11 % 來(lái)自聽(tīng)覺(jué)，這兩個(gè)加起來(lái)94 % ?？梢?jiàn)，如果在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中，利用交互式白板恰當(dāng)?shù)厝谌胍曨l、動(dòng)畫(huà)等元素，就能有效地吸引學(xué)生的注意，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的眼、耳等器官，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)協(xié)同增強(qiáng)獲取信息的能力，將有助于學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí)，理解化學(xué)原理，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：

李院生，安徽省淮南市，淮南第十七中學(xué)。