基于信息化条件下初中化学实验教学改革的探索与实践

2017-02-13◎杨影

辽宁教育 2017年1期

◎杨影

◎杨影

全球信息化发展大潮正在深刻影响和改变着整个社会，在此背景下，作为初中化学教学重中之重的实验教学在信息化应用方面进行了大胆尝试，笔者经过两年来的不断探索与实践，建构了与本地、本学科相适切的初中化学实验教学信息化发展框架：以应用信息化手段进行实验教学的课堂评价为切入点，以信息化与实验教学深度融合为主线，以提升学生的学科素养为目标，最终形成具有北镇特色的信息化条件下初中化学实验教学改革的发展之路。

一、建构——信息化条件下初中化学实验教学的发展框架

北镇的教育信息化在硬件上已经搭建了“三网络三平台三教室”，全市各初中每个教室都安装白板一体机，在软件上优教通平台提供各种共享资源。我们的教师经过逐级培训已经能熟练使用各种信息手段和利用信息资源。在这种大背景下为实现初中化学实验教学信息化提供了有力保障。

为了打造信息化化学课堂教学模式，我们决定以实验教学为突破口，首先在实验教学的课堂评价环节引入信息化环节进行大胆尝试探索。从事教研员以来，笔者越来越感到仅凭一支笔一个本传统的经验型的听评课不适应信息化的发展，专业的听评课——课堂观察已经在北镇初中的课堂评价中落地生根。这种“面向事实、基于证据、关注细节”的教学诊断、分析与评价为我们提出了一个新的课题，如何取证？尤其是实验教学的课堂评价，因为一些瞬间即逝的实验和极慢的实验过程我们无法用肉眼观察捕捉，信息化手段恰好弥补了这一空白。

我们做如下探索：在学生分组实验时，通过各组的摄像头传到教学主机，软件自动录制视频。教师在主机上做监控、截图等，并有选择地投影到电子白板上，随时提醒学生实验操作要领，必要时深入学生当中进行个性化指导，学生也可以随时观察其他小组的实验情况。实验结束通过信息技术的“录制功能”和“呈现功能”，教师可以对学生点评，学生间可以互评，教研员也可以提取实证对课堂进行评价。这种评价具有可切分、可重视、可动态观察评价，能深入认识课堂实验教学的核心问题，并由此提升对学科本体和化学教育教学的整体理解水平。

经过近一年的实践，我们认为信息化引入实验课堂教学评价的摸索基本成熟，基于此着力打造信息化与化学实验教学深度融合的范式，以点带面，逐步实现初中化学实验教学信息化。在参观考察山东北门里小学和昌乐一中的基础上，结合北镇区域特点以及初中化学学科的特性，建构了北镇市信息化条件下初中化学实验教学的发展框架。

初中化学实验教学信息化发展框架

二、融合——信息化资源和初中化学实验教学的无缝链接

教育部公开表示的“信息技术与教育教学深度融合”基本思路就是采取应用驱动，一是要着眼于解决教育改革与发展中的问题，在教与学的主战场中开展应用。这种应用应该是师生广泛参与的日常教与学的活动，应该贯穿于教学活动的始终，应该是对即有教学方法的改造与提升。二是要在教育教学改革与发展的过程中不断提出新的应用、实现新的应用。也就是要从教育教学的目标要求和学习者的需求出发，以促进信息技术在教育教学中的应用、教学模式和学习方式的变革为目标来安排教育信息化工作。只有聚焦信息技术在教育教学中的应用，尤其是课堂教学中的应用，为学习者提供高质量的学习体验，才能找到信息技术与教育教学的融合点，才能真正体现融合对于促进教学改革、提高教学质量的强大支撑作用。

按照上述理念和思路，化学实验教学信息化聚焦在仿真实验应用和定量实验应用上。化学是一门以实验为基础的学科，没有实验，学生就很难领略化学的美。但在初中实验教学中，可能会由于各种原因而不能实际操作实验，此时，化学仿真实验就显得尤为重要。优教通平台里的仿真实验室，为我们提供了应有尽有的各种素材,用鼠标就可以自动搭建所需仪器，选择好实验药品和实验装置，便可以进行实验，实验过程中有明显的实验现象，实验结束之后，系统还自动会给出反应方程式。凡是教科书上要求的实验：各种气体的制备，如O2、CO2的制取；气体的检验，如用澄清的石灰水检验CO2，O2的检验等等都可以在这个仿真实验室中完成。另外，对于一些特定实验而言，仿真实验相比真实实验更好。比如铁与硫酸铜反应速度慢，这个实验又是很重要的，这个时候，仿真实验的优势就更为明显了；再比如一氧化碳还原氧化铁实验，大家都知道一氧化碳是有毒气体，如果这个实验在真实课堂做的话，不但会对学生的身体造成一定伤害，同时排放到空气中也会环境，此时，也正是仿真实验崭露头角的时候；再比如仿真实验室模拟学生实验操作错误引发的后果可以警醒学生等。

化学学科从经验走向理论，正是始于一系列定量实验的数据，用定量的手段或定量的眼光来实施或观察实验，将有助于深化学生对化学知识的理解，同时也体现了观察实验从单纯的感性认识过程向理性过程的转变。定量中的实验，是指有目的的通过定量的手段，在展示一般实验现象的基础上，更细致地揭示实验过程中相关物质之间的定量关系，丰富接实验的内涵，增加了学生认知的途径，改变了学生认知过程和学习状态。在二氧化碳实验室制法教学一课中，有学生提出能否用排水法收集二氧化碳，为进一步验证排水法收集的可行性，以7.5%的稀盐酸和块状石灰石反应试剂制取二氧化碳，利用浓度传感器测定不同时刻反应容器排出的气体中二氧化碳的浓度，并通过数据采集器和计算机绘制出浓度变化曲线，从而获取实验所需的相关数据，进而证明二氧化碳能用排水法收集，信息化的应用保护了孩子的创新意识。

在应用信息化的基础上打造信息化与实验教学深度融合的模式，基本模式如下：

北镇市实验教学信息化教学模式

三、实践——信息化条件下初中化学实验教学的成果展示

经过两年多的探索与实践，一些信息技术与化学课堂深度融合的优质教学案例不断涌现，下面我以九年化学《金属矿物》为例呈现信息技术与化学实验课堂教学深度融合的教研成果。

本节课主要是向初中学生介绍现代化的工业炼铁的主要原料、设备、简单流程及反应原理，在实验条件下探究工业炼铁原理。由于书本内容篇幅很少，相关资料也很少，学生在以往常靠教师的讲述、单纯的记忆学习，缺乏自己的主动探究，兴趣不大。探究原理实验由于一氧化碳有毒且装置繁琐操作复杂，失败率高，实验现象学生难以观察，多数教师一般以讲实验为主，最多拿动画演示。学生对这部分知识只停留在简单记忆的认识程度，显然这不符合新课程的要求。

基于以上分析，本节课借助信息化设备，使课件不再是教师的专属操作工具，充分利用平台上提供的即时传输功能以及资源搜索工具，创设了一系列教学情境和学生活动。在教材资源基础上，把一些相关的图片、视频、实验、内容有机结合，通过形象的展示，让学生从感官出发，从教师领着走到学生自己走，把课堂和实际生产串联起来，达到了本节课的教学目的。具体的信息化在课堂中与教学深度融合片段如下：

【课前】

1.欣赏：自制iebook《钢铁世界》。

2.学生观看教师制作的微课《一氧化碳还氧化铁》（师生交流、生生交流本节课学习的困惑和所得，教师利用管理平台上记录的学生的数据制定本节课教学策略，开展智慧教育）

【课中】

【新课导入】

视频：天上掉金子了！

问题：1.天上掉金子了么？天上掉的是什么？

2.铁矿石是铁的单质么？

设计意图：剪辑一段新闻视频，使用电子白板的视频插入插播和批注暂停的功能，激趣的同时引出课题。

【学生探究】工业炼铁原理1.学生百度百科搜索“赤铁矿炼铁”获取知识。2.学生展示课前自制动画“一氧化碳”的自述。3.探究反应装置：利用白板的资源库引入常见仪器图库，学生进行仪器组建或设计实验装置，学生自己介绍思路，其他学生点评。

（学生通过观看微课视频，查阅资料，主动建构知识）

4.实验步骤：利用白板的拖动复制功能让多个学生排序，展现矛盾后由学生自己讨论解决。