王 欢，马荣华

(齐齐哈尔大学 化学化工学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

化学是一门以实验为基础的学科，是将理论与实际联系起来的纽带，在高中化学教学中实验是一项非常重要的教学内容，化学实验教学在高中化学课堂中起着讲授法不可比拟的重要作用。实验教学的特点在于传授知识的同时更注重学生操作技能和思维能力的培养，有利于激发学生的科学探究兴趣。

1 高中化学实验教学的现状

传统的实验教学主要有两种方式:第一种是在高中实验课堂中教师采取做演示实验的授课方式，这是一种普遍的授课方式，这种实验课的形式存在弊端，因为这对距离讲台远、视力弱的或者个子矮的学生来说会导致其不能看清实验现象，而且有些实验现象时间是极短的，当学生还未反应过来时就已经结束，整个实验做完后学生对知识的掌握程度不高，这种看似摸得到的实验教学模式实际起到的教学效果并不理想。另一种授课方式是直接采取讲授法的方式讲解实验内容，并用多媒体设备辅助配一些简单的实验装置图，因为高中课程内容量大，在许多实际的课堂中要受到授课进度的影响，实验课的执行结果就是“老师讲，学生想”，虽然高中学生已经具备一定的知识水平，但面对新知识时，学生的抽象思维还没有形成，即使老师对实验现象的描述很清晰，学生也看到了实验装置图的结构，但学生的现有能力很难达到对知识的理解与掌握的程度。总而言之，传统的高中实验教学沿袭着赫尔巴特的教育思想“学生为辅，教师为主”，这种模式忽略了学生综合能力的培养，会将孩子变成学习的机器人，学生的实践能力得不到锻炼，操作技能没机会学习，与课堂无互动，只是被动的接受。因此，为了培养出有生命的鲜活的个体，全面实施素质教育亟不可待。

2 高中化学实验进行可视化教学的优势

为了培养学生全面发展和提升学生的科学素养，我们首要任务是应将传统的高中化学实验教学模式进行改进，从本质上解决以“学生为辅”到以“学生为中心”的转变，这就需要让学生尽可能的参与到教学活动中来。当今学校的教学配制都已经现代化且多媒体工具普遍使用，将这些设备充分运用到教学中，利用现代化条件从可视化的角度进行教学设计，实验课程将不再单一乏味。可视化的实验教学是指课堂上借助现代技术手段，将实验资料进行系统整理，形成图形、文字和视频相结合的教学资料并辅助必要的讲解，这就是可视化教学[1]。这种教学的优势是通过非语言信息的传递方式向学生传授抽象的知识，使学生能够直观地理解复杂的过程，通过创建具有探索性和激励性的环境激发学生的洞察力和创新精神。

可视化实验教学具有可行性的理论基础是基于脑科学理论，实验表明，人脑在信息的提取方面，提取视觉信息的效果明显好于语言信息[2]。所以，可视化的手段更符合大脑的认知方式，可视化的实验模式在实验教学中扮演者非常重要的角色。

学生在化学实验方面的学习很大程度上依赖插图，实验的现象，包括有机部分会依赖于分子模型，如果教师在教学设计中多采用直观的方式，将帮助学生们理解在广泛的时间和空间上发生的复杂的化学反应过程，这种强有力的形象化的直觉工具在改变学生对科学领悟的思考方式方面也会发挥至关重要的作用。

可视化实验教学具有可行性的实践基础是通过图形工具能够刺激人类的视觉和感知系统从而激发学生对真相的探索，这样就增加了课堂的互动性和有效性，例如在课堂中教师可以拿出分子模型来解释分子的结构，可以通过动画来解释化学反应中各种粒子的变化过程，或者通过MS(Material Studio)、Flash等计算机软件模拟反应的过程，来解释“真实世界”与“模型”之间的关系。由于外部动机对学生内心动力的影响很关键，所以可视化的实验教学作为授课的一种协作工具来激发学生的学习激情是非常强的教学手段。

3 可视化实验教学过程

当今的学生生活在知识大爆炸的时代，在这样的社会背景下，学生对知识的接触有多种方法，不仅仅只局限于书本以及教师的传授，现代的学生非常迷恋网络并且好奇心极强，教师不妨采用借助互联网平台以及让学生亲自实验的可视化方式进行教学。在教学中采用两种方式把传统氯气的性质实验进行了改进，第一种是微格教学，指教师在课前录制好关于实验重难点操作的视频和关于实验安全的视频，并通过将视频传到网络上来让学生观看进行课前预习，例如通过微信，建立班级qq群，或者微博等，这种简单快捷的方式不仅节约师生的时间，更能帮助理解能力弱的学生充分做好课前预习以适应课堂进度，还可以作为课程资源，待学生略有遗忘时帮助学生复习。第二种是采用微型实验的授课方式让学生实操，与传统教师做演示实验相比，同样的药品用量可以满足班级的所有小组学生亲自实验，每位学生能够通过实操观察整个实验过程的实验现象，将氯气性质的实验可视化，不仅加强了学生的参与度，增加学生在课堂中的互动和沉浸，而且这种感觉运动经验将使学生对科学知识的本质有着重要的认知影响，是培养学生科学素养的一个潜在的途径。下面是氯气性质实验的具体教学过程。

3.1 教学准备环节

在课前教师要录制两个视频，由于教学过程中需要学生动手实验，而高中阶段的学生接触实验的机会少，操作能力不强，所以在第一个视频中教师应该明确指出如何避免实验危险，第一，在氢氧化钠与氯气反应时生成的次氯酸钠具有强氧化性，学生在实验中禁止直接接触这种生成物，在实验结束时应严格按照废弃物处理规则进行废物处理，第二，氯气是一种有毒气体，如果实验中将氯气吸入体内将会产生急性呼吸系统损害，所以告诫学生必须遵守实验规则，应该在通风橱中进行实验，同时也能避免污染环境。第二个视频是关于实验中的重难点和实验要点视频，第一，在这个视频中应指出在滴加药品时切记把药品进行编号，以确保实验现象与药品能准确无误的对应，第二，在取氯酸钾固体以及每种液体药品时要少量取用，避免浪费药品，要体现微型实验药品少量效果明显的优势。接着将这两个视频传到班级共享的网络平台上供学生们观看预习，这种形式的教学从学生的视觉感知水平激发学生的兴趣，使他们形成积极的学习态度，帮助学生更有针对性的进行预习。

3.2 学生预习环节

课前学生在网络平台上观看视频进行预习，视频中的每部分内容都是教师精心设计的，包括文字，图片，动画，声音以及模拟图像等，视频的趣味性强，能够满足学生的好奇心，学习方式从以往的听变成了看更具有直观性，在预习环节就能吸引学生的注意力，所以，学生在预习时会非常认真，大大提高学生的预习效果。

学生在认真观看视频的同时就会对不理解的知识产生疑问，而通过网络平台学生可以畅所欲言大胆说出自己的想法，教师也能在平台上指导学生有针对性的查找资料，学生通过查找资料后同学之间在平台上以课前小组讨论的方式互动预先解决能解决的问题，并以小组为单位归纳出还存在的问题，解决不了的在课堂实验中让学生带着问题进行探索，在这样的教学模式中促进了学生与学生，学生与教师之间产生多向和双向的交流。

3.3 学生实验环节

让学生拿一块玻璃片放在一张白纸上，在玻璃片上标A、B、C、D四个位置，每个位置留有一定的距离，分别将药品A.KBr溶液， B.KI溶液+淀粉溶液， C.NaOH溶液+酚酞溶液，D.FeSO4溶液+KSCN溶液，依次滴在玻璃板上A、B、C、D四个位置上，再夹取芝麻大小的KClO3固体放入四个位置中间，在KClO3上滴加浓盐酸并在玻璃片上盖上表面皿，实验产生的现象分别为A位置溶液变为棕黄色；B位置溶液变为蓝色；C位置溶液红色退去；D位置溶液变为红色。

当学生通过自己的努力看到与可视化视频一样的实验现象时，会充分感受到学习化学的乐趣，而且微型实验具有操作简单又直观的特点，对学生来说操作难度低学生能够完成，所以学生在操作的过程中能够获得直接体验并促进了思维的深化，这种实验现象带来的视觉冲击有利于学生对知识的掌握。学生是课堂的主人，教师在课堂只起到指导作用。

3.4 反思与交流

在学生实验时教师利用手机拍一些学生在实验过程中存在的问题图片，并将图片在投影仪中进行播放让学生观看，根据这些情景教师来提出相应问题并让学生反思和交流实验中的不足，给学生一定的思考时间，课堂上借助现代化设备将课堂中出现的问题可视化，将学生隐含的实际问题外显，再让学生进行讨论，能够对知识进行更深层次的剖析，这样的学习方式不但生动并且不容易遗忘。

4 总结

可视化实验教学通过适当的媒介将信息直观的传授给学生，将传统教学中的听变成看和接触，而且教师和学生都可以多方位的并准确及时的获得反馈信息，教师能更有针对性的进行教学提高教学的实效性，同时学生从预习到实际操作中能够获得更直接的经验，对知识的剖析的程度更深更不易遗忘，也促进了学生的多方面能力的提升。与传统的高中实验教学相比，可视化教学具有显著的优势。