化學(xué)實(shí)驗(yàn)及信息技術(shù)支持的學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)建*

趙倩倩，陳繼平

(云南師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，云南 昆明 650500)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)步入信息化時(shí)代，信息技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生著巨大的影響，教育行業(yè)也不例外[1]?；瘜W(xué)是一門實(shí)踐性性較強(qiáng)的學(xué)科，很多知識(shí)內(nèi)容需要學(xué)生親手操作之后才能產(chǎn)生有效的認(rèn)知與理解。但是，化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的局限性，并不是所有的實(shí)驗(yàn)都能夠讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室中操作，這對(duì)于化學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量而言存在著一定的不利影響[2]。經(jīng)過實(shí)際調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)將化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程內(nèi)容以圖片、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種形式展示給學(xué)生，可以讓學(xué)生從三維的視角產(chǎn)生更加形象、直觀的理解，進(jìn)而達(dá)到良好的課堂教學(xué)效果。這是科技進(jìn)步與時(shí)代發(fā)展的要求，同時(shí)也是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的一種改進(jìn)及創(chuàng)新。

1 傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

化學(xué)本身是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)課堂上可以讓學(xué)生通過親手操作對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，這種學(xué)習(xí)方式有助于加深學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解與記憶。單純的理論教學(xué)會(huì)讓學(xué)生感到過于抽象、枯燥，久之便會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣降低，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)也存在一些顯著的問題：首先，由于課程進(jìn)度問題，為了節(jié)省更多的課堂時(shí)間，很多教師習(xí)慣于將實(shí)驗(yàn)器材搬到講臺(tái)上為學(xué)生進(jìn)行集體演示，這種教學(xué)方式固然可以提高實(shí)驗(yàn)效率，但是學(xué)生們由于觀察的角度不同以及離講臺(tái)的距離存在偏差，導(dǎo)致對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的觀察存在一些不足。特別是坐在教室后面的學(xué)生，很難看清實(shí)驗(yàn)過程中的微妙變化。其次，化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性，很多學(xué)生在親手操作時(shí)因?yàn)椴僮鞑襟E不夠標(biāo)準(zhǔn)或其他原因?qū)е鲁霈F(xiàn)一定的人身危害，這種現(xiàn)象的發(fā)生也是常有的[3]。針對(duì)上述兩種情況，將信息技術(shù)手段融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中就可以得到良好的改進(jìn)與完善。

2 信息技術(shù)支持下的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境創(chuàng)建策略

2.1 演示實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建

教師可以借助信息化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從網(wǎng)上直接搜索相關(guān)實(shí)驗(yàn)視頻教材，也可以利用課前備課時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行錄像保存，最后將其制作成多媒體課件，然后在課堂上展示給學(xué)生，這樣可以為學(xué)生創(chuàng)建良好的實(shí)驗(yàn)演示環(huán)境，激發(fā)學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)興趣。例如，對(duì)于一些簡單且沒必要讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作的實(shí)驗(yàn)，還有一些實(shí)驗(yàn)用品具有有毒有害、易燃易爆、樣本昂貴等特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，都可以采取多媒體演示的實(shí)驗(yàn)方法。學(xué)生們通過大屏幕可以更加直觀、形象地觀察實(shí)驗(yàn)的全過程，對(duì)于不明白或有疑惑的地方還可以反復(fù)觀看。

2.2 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)環(huán)境搭建

傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常是教師先在課堂中進(jìn)行理論教學(xué)，讓學(xué)生牢記實(shí)驗(yàn)操作步驟之后，再帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場操作，這種教學(xué)方式是為了避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的失誤，也是為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)資源?，F(xiàn)如今，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)引入信息技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)邊講解邊實(shí)驗(yàn)的授課方式。例如，在教授“如何制取二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)中，教師可以直接帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，通過實(shí)驗(yàn)室中的多媒體設(shè)備為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)用品展示，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所需儀器及用品進(jìn)行檢查;然后，教師可以給學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟，指引學(xué)生進(jìn)行親手實(shí)驗(yàn)操作……這種教學(xué)方式可以為實(shí)驗(yàn)課堂提供充足的時(shí)間，還可以讓實(shí)驗(yàn)課堂成為一種常態(tài)化授課方式，為學(xué)生構(gòu)建起一個(gè)“在學(xué)習(xí)中實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)”的化學(xué)課堂形式。

2.3 微觀模擬環(huán)境搭建

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很多內(nèi)容比較抽象，例如化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)、分子及原子的運(yùn)動(dòng)狀況以及質(zhì)量守恒定律的微觀解釋等等，這些內(nèi)容一般無法通過傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行觀察。但是，利用多媒體模擬教學(xué)形式可以讓學(xué)生更加直觀、形象地看到其中的奧秘。例如，初中化學(xué)中講到金剛石與石墨都是由單一的碳元素組合而成，但是兩者表現(xiàn)出來的物理特性千差萬別，為了給學(xué)生講解碳原子排列方式的不同，教師可以利用多媒體進(jìn)行三維動(dòng)畫展示，在動(dòng)畫中對(duì)金剛石以及石墨的內(nèi)部原子排列狀況進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、延伸等操作，讓學(xué)生從多角度來觀察兩者之間的區(qū)別[4]，進(jìn)而達(dá)到對(duì)課堂內(nèi)容的牢固掌握。

2.4 實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)境搭建

任何工作都缺少不了知識(shí)的歸納與總結(jié)，這也是化學(xué)教學(xué)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)總結(jié)的環(huán)節(jié)，教師可以引入“思維導(dǎo)圖”的概念，把九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中各知識(shí)點(diǎn)的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來，把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接。充分利用記憶、閱讀、思維等方面的規(guī)律開啟學(xué)生大腦的潛能，這樣有助于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行升華，在學(xué)生的腦海中逐漸形成一種知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，最終不斷加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握以及應(yīng)用能力。

3 信息技術(shù)支持下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境創(chuàng)建策略

3.1 構(gòu)建直觀展示平臺(tái)

在以往的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了提高教學(xué)效率，教師往往會(huì)在課前為學(xué)生布置大量的作業(yè)，然后利用課堂幫助學(xué)生將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)連成一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò)。但如果能在這個(gè)基礎(chǔ)上加入信息技術(shù)手段，則能開展學(xué)生的眼界，提高教學(xué)效率。教師可以提前把課件發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生課前通過課件預(yù)習(xí)，節(jié)省更多課堂講解時(shí)間，給足學(xué)生時(shí)間去操作和指導(dǎo)。比如，教學(xué)“氧化還原反應(yīng)”這部分內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生更好地理解氧化還原反應(yīng)相關(guān)的內(nèi)容，對(duì)其概念建立起一種認(rèn)識(shí)，認(rèn)清楚氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征，教師可以通過信息技術(shù)手段將氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)展示出來，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩者是不能獨(dú)立發(fā)生的，如果其中的一個(gè)物質(zhì)失去了氧原子，無法進(jìn)行還原反應(yīng)[5]。通過展示讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同步的，讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)。

3.2 構(gòu)建真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)

化學(xué)教學(xué)中會(huì)涉及微觀和宏觀兩個(gè)世界的內(nèi)容。在化學(xué)中微觀和宏觀世界的統(tǒng)一是任何學(xué)科都不能取代的。高中化學(xué)教師要積極利用信息技術(shù)把化學(xué)宏觀和微觀世界的內(nèi)容更好地呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生更好地掌握這些化學(xué)概念，突破教學(xué)中的重難點(diǎn)，有效提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。例如，“氨、硝酸、硫酸”這部分內(nèi)容的教學(xué)重難點(diǎn)是讓學(xué)生掌握制氨的化學(xué)反應(yīng)原理及氨和銨鹽的化學(xué)性質(zhì)。在上課一開始的時(shí)候，教師可以利用多媒體為學(xué)生展示企業(yè)制冷車間發(fā)生液氨泄露的新聞，通過新聞事實(shí)吸引學(xué)生的注意力，然后過渡到課堂中關(guān)于氨化學(xué)性質(zhì)的內(nèi)容上，讓學(xué)生觀看氨和氯化氫反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過觀看實(shí)驗(yàn)掌握更多化學(xué)知識(shí)，有效培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰6]。

3.3 創(chuàng)建模擬有害實(shí)驗(yàn)

高中化學(xué)教學(xué)中也會(huì)存在一些有毒有害的實(shí)驗(yàn)，為了讓學(xué)生了解這些有毒有害實(shí)驗(yàn)的危害性，教師肯定不能給學(xué)生直接演示實(shí)驗(yàn)，但單純的口頭講述又往往不能給學(xué)生留下深刻的影響。為了獲得同樣的教學(xué)效果，教師可以借助多媒體展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)，把直觀的實(shí)驗(yàn)效果展示給學(xué)生，讓學(xué)生了解這些實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。比如，教學(xué)“來自石油和煤的兩種基本化工原料”這部分內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到乙烯的化學(xué)形式，教師可以為學(xué)生展示某人長期接觸乙烯，導(dǎo)致頭昏、全身不適現(xiàn)象的視頻，吸引學(xué)生的注意，引入課堂的主題，然后為學(xué)生展示一些家里存放的青香蕉或青橘子遇到熟的香蕉和蘋果后的現(xiàn)象，與生活建立起聯(lián)系，使學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)到乙烯這一化學(xué)物質(zhì)的無色無味性和不能溶于水的特性。

3.4 創(chuàng)建引導(dǎo)學(xué)生自主探究的實(shí)驗(yàn)

在傳統(tǒng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了避免學(xué)生發(fā)生一些意外，對(duì)學(xué)生做出了過多的限制。有時(shí)候?qū)W生的實(shí)驗(yàn)可能不能呈現(xiàn)出比較理想的效果;有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反的情況，這些都不利于培養(yǎng)學(xué)生參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的自信心，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?。信息技術(shù)的引入在很大程度上解決了這樣的問題，它能夠更好地帶動(dòng)學(xué)生積極探究，能使學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。比如，教學(xué)“幾種重要的金屬化合物”的內(nèi)容時(shí)，教師可以通過多媒體為學(xué)生展示一些煙花，讓學(xué)生了解煙花其實(shí)是一種堿金屬，使學(xué)生懂得焰色反應(yīng)常用于鑒別物質(zhì)。通過這種方式，能引導(dǎo)學(xué)生更好地探究化學(xué)奧秘，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4 信息化技術(shù)手段對(duì)于搭建化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的意義

4.1 有助于解讀化學(xué)微觀結(jié)構(gòu)

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)涉及微觀粒子反應(yīng)過程的學(xué)習(xí)探究，這部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生而言存在一定的難度，如果在課堂中通過正常的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，并不能將微觀層面的反應(yīng)呈現(xiàn)出來，這樣學(xué)生看到的還是表面現(xiàn)象，只能憑借自己的想象去推理相關(guān)反應(yīng)過程，學(xué)生在理解上可能會(huì)出現(xiàn)問題。但如果能將信息技術(shù)運(yùn)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師就可以利用多媒體設(shè)備把微觀層面的內(nèi)容通過視頻的方式演示出來，讓學(xué)生能夠直觀地看到微觀粒子的反應(yīng)，更加準(zhǔn)確地理解微觀粒子的相關(guān)知識(shí)，使抽象的知識(shí)變得具體化，這樣可大大降低理解難度，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，有助于推動(dòng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展[6]。

4.2 能夠開展虛擬演示實(shí)驗(yàn)

高中化學(xué)課程中設(shè)置了很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而且很多實(shí)驗(yàn)操作起來比較復(fù)雜，難度較大，而且在實(shí)驗(yàn)過程中還可能產(chǎn)生有毒有害的素質(zhì)?？紤]到安全因素，一些實(shí)驗(yàn)并不能讓學(xué)生親身體驗(yàn)，甚至很多教師也會(huì)放棄實(shí)驗(yàn)。此外，部分實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)器材的要求較高，甚至需要通過長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)才可能觀察到現(xiàn)象，甚至超出課堂時(shí)間。但如果不能為學(xué)生呈現(xiàn)出具體的實(shí)驗(yàn)又不能很好地幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。而將信息技術(shù)手段應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，就能保證實(shí)驗(yàn)的安全性，也可以為學(xué)生具體展示實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能讓學(xué)生更好地了解和掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

4.3 有助于開展生活化教學(xué)

化學(xué)本身就蘊(yùn)含了很多生活化的內(nèi)容，化學(xué)反應(yīng)在日常生活中無處不在。新課改要求各個(gè)學(xué)科教學(xué)都要和生活相結(jié)合，希望學(xué)生能在掌握基本知識(shí)的前提下獲得一定的應(yīng)用能力。但因受課堂時(shí)間和教學(xué)環(huán)境的影響，學(xué)生不能夠很好地走進(jìn)社會(huì)或生活中去學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)。但信息技術(shù)的出現(xiàn)打破了這種局面，教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，豐富教學(xué)內(nèi)容，把課堂和學(xué)生的生活結(jié)合在一些，讓學(xué)生能從生活中理解更多的化學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生在化學(xué)和生活的結(jié)合下更好地提升實(shí)踐能力和理解能力。通過生活化教學(xué)的開展也能幫助學(xué)生開拓眼界，不斷培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣。為此，信息技術(shù)的融入對(duì)學(xué)生更好地走進(jìn)生活化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂有重要意義。

5 結(jié)語

綜上所述，時(shí)代在進(jìn)步，社會(huì)在不斷發(fā)展，現(xiàn)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也不能固守自封、停滯不前，身為九年級(jí)化學(xué)教學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷進(jìn)行教學(xué)形式與方法的創(chuàng)新，積極利用現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，將其與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)緊密結(jié)合起來，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)還可以使課堂教學(xué)質(zhì)量得到顯著地提升。