基于交互式电子白板支持的化学实验探究教学研究

王珂

摘要：文章概述交互式电子白板、探究性实验教学以及交互式电子白板与实验探究教学的整合，并以九年级粤教版下册“中和反应”为例，展示交互式电子白板在化学实验探究教学中的应用，同时进行教学反思。

关键词：交互式电子白板；实验探究教学；中和反应

文章编号：1008-0546（2017）06-0086-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.026

一、问题的提出

1. 交互式电子白板

交互式电子白板是继黑板、幻灯投影之后发展起来的一种新型的现代教育技术。作为一种信息展示平台、师生互动平台、资源管理平台、再生资源平台、知识构建平台和教育协同平台[1]，交互式电子白板既能充分发挥传统黑板教学的优势，又能实现信息技术与学科教学的深度融合。利用交互式电子白板内置的聚光灯、拉幕、放大镜、书写、图形拖动、视频播放、图形标注库、存储等各项功能进行教学，能够促进多种课堂交互活动，实现技术集成和资源集成，使得最大化方式呈现数字化教学资源、处理教学过程中的知识生成、存储整个教学过程成为可能[2]。

2. 实验探究教学

所谓探究性学习，即从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，在教学中创设一种类似于学术（或科学）研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力发展的学习方式和学习过程[3]。以化学实验为载体的探究性教学活动，在改变学生的学习方式同时，能充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的化学学科素养，因而实验探究教学在初中化学教学中起着举足轻重的作用。

3. 交互式电子白板与探究性实验教学的融合

随着信息技术的迅速发展，将多种技术媒体元素融入探究性学习，以有效促进学生对知识的获取、深化，并进一步培养学生发现问题、解决问题的能力，是教育教学发展的必然要求[4]。交互式电子白板在实验探究教学中的应用，有利于创设特定的探究性教学情境，展示各种支持性教学材料，记录探究实验过程中的生成性学习成果，促进多种形式的课堂交互。教师可以根据学生的实际需求，还可以构建多种教学资源库，在实验探究教学过程中随时调用，为学生实验探究提供强大的技术和资源支持。

二、教学设计

1. 教材分析

本节课为粤教版九年级化学第八章第三节“酸和碱的反应”第一课时。以下分别从教材的“知识线”、“问题线”、“活动线”、“情景线”以及“学生的认知发展”等角度对教材内容进行分析，同时结合教学实际需求，通过多种途径搜集与本节课学习相关的资源，进行整合，最终形成本节课的整体设计。

2. 学生已有的能力基础和认知水平

九年级的学生已经具备了一定的抽象思维能力，通过分析、对比等方法，能对所学的材料中的信息进行归纳总结，具有基本的实验操作技能，能解决一些简单的情境化问题。在学习本节课之前，学生已知酸和碱的相关性质，掌握了测定溶液酸碱性的方法，对于复分解反应有一定的了解，能书写常见的复分解反应化学方程式，这为本节课的学习奠定了坚实的基础。

3. 教学目标设计

（1）知识与技能：①理解中和反应的定义和实质，能写出常见的中和反应方程式； ②理解向氢氧化钠溶液中加入盐酸溶液时，溶液pH的变化过程； ③能设计实验方案，探究反应后溶液的酸碱性。

（2）过程与方法：①通过小组活动，能主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法；②通过探究酸和碱的中和反应，培养学生的科学探究能力；③通过讨论反应过程中溶液pH的变化，培养学生分析问题、解决问题的能力。

（3）情感态度价值观：①通过探究实验，体验化学学习的乐趣，增强学习化学的内在动力；②通过本节课学习，进一步增进对“世界是物质的” 这种辩证唯物主义观点的认识。

4. 教学过程

（1）情境导入

[教师]聚光灯展示皮蛋图片：皮蛋是我们中华民族的一种传统美食，那么老师告诉大家一个小诀窍，吃皮蛋时加些醋会更美味，这是为什么呢？

设计意图：创设教学情境，激起学生学习兴趣。

（2）课堂实验探究

①观察与问题

[教师]电子白板展示：盐酸、氫氧化钠、氢氧化钙、硫酸、硝酸、氢氧化镁的化学式图片。

[学生]在电子白板上拖动所给化学式图片，按照酸和碱进行分类。

设计意图：运用先行组织者策略，帮助学生快速进入新课学习。

[教师] 在前面的学习中我们已经接触到酸和碱的相关性质，那么酸和碱可以反应吗？

[教师] 演示实验：取少量稀氢氧化钠于试管中，逐滴加入稀盐酸，观察到什么现象？

[学生]没有明显现象。

设计意图：激发学生的好奇心理，反应到底发生了没有？

②假设与预测

[教师]通过上述实验，大家有什么问题要提出来吗？

[学生]没有明显的实验现象，酸和碱反应了吗？

[学生]提出猜想：猜想一：没有反应；猜想二：发生反应了。

[教师]大家为什么会提出这样的猜想？

[学生]如果酸和碱只是简单地混合，则猜想一成立；也有可能发生了反应，并没有产生明显的实验现象，那么猜想二就成立。

设计意图：引导学生提出合理的猜想，并分析出现这种猜想的可能原因，培养学生合理猜想的能力。

③实验与事实

[教师]电子白板展示提示信息：紫色石蕊试液在酸性条件下显红色，在碱性条件下显蓝色。无色酚酞在酸性条件下不变色，在碱性条件下显红色。请同学们根据提示信息，设计实验方案。（由于学生可能设计的实验方案较多，因此引导学生先向试管中加入氢氧化钠，学生可调节加入盐酸和指示剂的顺序。）

[学生]四人小组合作，设计实验方案。展示实验方案：

[教师] 利用图形标注库展示学生设计的实验方案。

[学生] 小组合作讨论各种方案可能产生的实验现象和可行性，进行方案优化：①NaOH溶液+酚酞试液+稀HCl； ②NaOH溶液+石蕊试液+稀HCl。

设计意图：培养学生的合作探究能力，利用图形标注库展示学生设计的实验方案，体现课堂的生成性。

[学生]四人小组合作，根据优化后的方案进行实验，展示实验现象。

[教师]提问：（1）酸和碱是否发生反应？（2）方案①和方案②哪个实验更利于验证酸和碱的反应？

[学生]回答问题：酸和碱发生反应了，因为方案①现象明显，更利于验证NaOH溶液和稀盐酸的反应。

[教师]板书化学方程式：HCl+NaOHNaCl+H2O。

[教师]在电子白板上出示坐标轴，展示提示信息NaCl溶液的pH=7。

[学生]交流讨论，方案①中，向滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀盐酸的过程中，溶液pH变化的过程。在电子白板上画出溶液pH的变化曲线。

[教师]提问：在曲线上A、B、C处溶液中的溶质分别是什么？教师进行适当的引导。

[学生]小组交流，回答：A处溶质为NaOH和NaCl；B处溶质为NaCl；C处溶质为HCl和NaCl。

设计意图：通过问题教学，帮助学生由浅入深的剖析溶液酸碱性的变化过程。

④解释与结论

[师生]中和反应：酸和碱反应生成盐和水。师生共同举例，写出常见的两个中和反应。

[课堂练习1]

1、完成下列化学反应方程式，判断哪些属于中和反应。

（1）MgO + HCl；（2）CO2 + Ca（OH）2

（3）KOH + H2SO4；（4）HCl + AgNO3

2、酸和碱之间是否都能发生类似于盐酸与氢氧化钠溶液那样的化学反应？为什么？试着写出以下反应的化学方程式：

（1）稀盐酸与氢氧化钾溶液反应；

（2）稀盐酸与氢氧化钡溶液反应；

（3）稀硫酸与氢氧化钠溶液反应；

（4）稀硫酸与氢氧化钡溶液反應。

[过渡] 那么如何从微观角度认识酸和碱之间的反应呢？

[教师]播放flash动画，展示酸和碱反应的微观过程。

[学生]思考与交流：反应前后哪些微粒数目增多？哪些微粒的数目减少？哪些微粒的数目不变？中和反应的实质是什么？

[学生]小结：酸和碱反应的实质是：H++OH- H2O。

设计意图：通过播放flash动画，使微观反应形象化，便于学生理解中和反应的实质。

[课堂练习2]“幸运开奖游戏”。采取快速抢答的方式，判断盐分别是由什么酸和什么碱反应生成的，强化学生对于中和反应实质的认识。“幸运开奖”游戏设置如下：首先交互式电子白板上展示1-9号数字，学生可以选择自己的幸运数字，教师移开数字后在图第二层会展现出一种盐的名称，学生判断形成这种盐的酸和碱，教师拉开第二图层，在底层会显示正确的答案。在制作课件时要保证上层图片完全覆盖下层图片。

设计意图：利用电子白板中内置的层技术设计课堂游戏，采用学生抢答的模式，使学生积极参与到课堂教学中，激发学生的自主学习意识，创建活跃的课堂气氛。

[教师] 皮蛋的制作过程中要加入大量的碱性物质，为什么加醋可以使皮蛋口感更好？

[学生]通过中和反应，去除其中的碱性物质。

设计意图：前呼后应，学以致用。

⑤拓展与迁移

[教师]白板展示：实验方案①

[教师]提问：很多下水管道都是铁制品，酸碱反应完的废液能否直接倒入水槽中，为什么？

[学生]不可以，酚酞在酸性和中性条件下均不显色，如果酸碱反应后酸过量，会腐蚀下水管道的。

[教师]追问：如何设计实验方案验证上述反应后溶液的酸碱性？

[学生]积极讨论，踊跃展示，结果表3所示。

[教师]大家提出的方法都很好，有很强的可操作性，我们能不能对这些实验方案进行分类呢？

[学生]我们要判断反应后溶液显示酸性还是中性，主要是看其溶质中是否含有HCl，方法主要有：①加入石蕊试液，如方法一；②测反应后溶液的pH，如方法二；③加入活泼金属，如方法三和八；④加入金属氧化物，如方法五和六；⑤加入难溶性的碱，如方法九和十；⑥加入碳酸盐，如方法四和七。

[教师]那么这些试剂是依据什么加入的呢？

[学生]主要是根据稀酸溶液的化学性质加入的。

设计意图：通过设计实验方案，强化学生发现问题、解决问题的能力，同时复习稀酸溶液的化学性质。

3. 课堂小结

[教师]通过本节课的学习，大家有什么收获呢？

[学生1]了解到一个生活小窍门，吃皮蛋时要加醋。

[学生2]知道了什么是中和反应。

[学生3]知道实验后的废液要进行处理才可以排放。

[学生4]……

设计意图：学生从不同角度畅谈本节课的收获，在总结所学知识的同时，拓展课堂的广度。

三、教学反思

1. 作为信息展示平台，在整个实验探究的每个环节中都起着不同程度的支持作用，以促进学生认知的发展。在“情境导入”环节，利用聚光灯展示图片，有效吸引学生的注意，激发学生的学习兴趣；在“实验与事实”环节，利用交互式白板展示提示信息，帮助学生设计并优化实验方案；在“解释与结论”环节，教师通过白板操作，播放中和反应的微观动画，化抽象为具体，有效帮助学生认识中和反应的微观实质。

2. 作为交互平台，在实验探究教学中利用交互式电子白板，使得师生间的信息传递、交流结构形成多通道的网状结构，提高了学生对信息的关注度，使学生能接受更多的有效信息，因而有利于提高信息传输的效率[5]，在本节课的“师生交互”过程中，教师利用交互式电子白板，在“实验与事实”环节创设问题情境，合理搭建学习平台，充分激发学生质疑、思考、探究的欲望；在“课堂练习”环节开发抢答游戏，激发学生学习兴趣，促进师生互动的效果。本节课的“生生互动”主要围绕小组活动展开，对于“设计验证酸和碱发生反应”、“如何判断反应后溶液中的溶质和酸碱性”等关键内容，通过小组活动，集思广益，充分拓展课堂教学的深度和广度。而在“人机交互”中，教师利用交互式电子白板的各项功能提供各类教学资源，促进教学生成，而学生白板操作则促进学生身体力行的对学习任务进行操作，从而提高课堂的参与度。

3. 作为技术集成和资源集成平台，交互式电子白板的运用有效促进了学生的自主学习和探究性学习。从技术集成角度看，本节课中利用了交互式电子白板中的聚光灯、拉幕、书写、图形拖动、视频播放、图形标注库、记录等多项功能，有效突破教学的重点和难点，提高课堂活动的趣味性和互动性。从资源集成角度看，本节课中对文字、图片、动画等多种教学资源进行深度整合，同时利用交互式电子白板的层技术设计课堂游戏，使得课堂教学内容丰富多彩，学生学习趣味盎然。

4. 作为资源管理和再生平台，运用交互式电子白板可以实现资源的灵活调用和动态生成。从“资源管理平台”角度分析，交互式电子白板在本节课中的应用着重体现在“试验与事实”环节。教师通过调用白板资源库中的图形标注库，展示学生设计实验方案，引导学生讨论各种实验方案可能出现的现象和可能性，促进学生完成对知识的深层次建构。从“再生资源平台”角度分析，交互式电子白板作用主要体现在“实验与事实”、“解释与结论”、“拓展与迁移”等环节中，在“实验与事实”环节，教师出示坐标轴，学生通过小组讨论，在坐标轴上画出溶液pH的变化图，在“解释与结论”环节，师生通过分析，共同总结出中和反应的定义，并将其书写在电子白板上，在“拓展与迁移”环节，学生通过讨论，总结出鉴别反应后溶液酸碱性的方法，老师对其进行简要的记录，对于这些动态生成资源，运用交互式电子白板及时进行保存，在体现学生思维过程的同时，使得课堂变得丰满而灵动。

参考文献

[1] 肖川.论学习方式的变革[J].教育理论与实践，2002（3）：41-44

[2] 杜书珍.交互式电子白板优化小学数学课堂——以《平行四边形的面积》为例[J].软件导刊，2013（12）：29-31

[3] 朱峰.翻转课堂 “翻转 ”了什么 ？[N].北京日报，2014-6-11

[4] 孔晶，赵建华，刘家亮. 交互式电子白板支持探究性学习活动过程分析[J]. 電化教育研究，2014（12）：86-92

[5] 张玉清.交互式电子白板在化学习题评讲中的应用[J].中国现代教育装备，2010（12）：78-80