基于在线课堂背景下初中化学实验教学探究

易春华

摘要：受新冠疫情影响，教育部下达“停课不停学”通知，原本的教学内容改为以在线课堂的方式继续教学。但化学实验作为中学化学的重要组成部分，课堂可操作性强，在线形式减少了学生亲自动手完成实验的机会，使之无法更深入地领悟化学反应的过程与实质。因此，本文从课前预习准备，到课中交互实验，再到课后交流探究三个环节出发，简要分析如何弥补线上课堂实践性的不足，并促进初中化学实验教学的高效进行。

关键词：在线课堂；初中化学；实验教学

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）12-0102

近十年来，智能手机飞速发展，网络资费大幅降低，2014年国家教育部下发文件，提出要在2015年前实现全国各地各级学校“互联网”全覆盖，自此“在线教育”的浪潮逐渐席卷，对传统的课堂模式发起了挑战。初中化学类课程包含着大量演示实验，原本就会由于实验仪器不足、实验室开放时间不够、教师精力有限或部分实验存在一定危险性等原因，导致效果不理想，今年更是因隔离需要，无法保证学生动手实验的机会。然而无论对教师还是学生来说，这种情况既是挑战也是机遇，化学实验实践性不足可以通过技术手段尽力弥补，同时还能进一步保障实验安全性和资源充足性。只要巧妙利用现代信息技术的变革，适时转变教与学的模式，就能实现教育领域的不断蜕变。

一、课前化学实验资源包

在线课堂主要分为两个部分：学生端和教师端，教师端最重要的任务就是制作学习资源包，供学生学习使用，并作为导入引起最初的学习兴趣。线下实验时，教师能够结合手边的仪器和试剂对实验操作和安全事项进行细致讲解，但改为线上后，就需要依靠资源包将仪器、试剂介绍、操作规范、安全事项以及实驗原理分析等，以图片、动画、视频的形式集中呈现，方便学生在课前就可以自由下载、自行学习。比如在进行演示实验“NaOH溶液和盐酸的反应”前，教师便可以在导入微视频中加入一些生活中常见的问题：为什么复方氢氧化铝可以治疗胃酸过多？为什么熟石灰可以用来处理泄露的强酸？为什么可以用石灰来平衡土壤的酸碱度？这几个现象的共同点是什么？随后，使用ipad等设备录制微课《中和反应》，并通过flash动画等，从微观层面解析酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子生成水的动态过程，使该反应一目了然、生动有趣。与此同时，在线课堂学生端的配合也必不可少。教师将打包好的学习资源上传后，学生需要及时下载，认真浏览，并结合资源包中的知识点以及设计好的问题，收集相关资料，做好预习工作。在“中和反应”这一课中，学生需要在课前总结相关案例的知识点，例如胃舒平的主要化学成分为氢氧化铝，而人体胃酸主要由盐酸构成，两者一酸一碱，能够发生中和；熟石灰即氢氧化钙，偏碱性，可与酸发生反应，也能够平衡酸性土壤的酸碱度。通过生活化案例，学生预先对中和反应形成了初步了解，在后续的原理分析以及实际操作中会更加自如。

二、可交互的数字化实验

化学学科实践性强，需要亲自动手、反复练习才能熟练掌握其中所包含的知识，许多教育工作者尝试利用数字化实验技术改进传统的化学实验教学。数字化实验具体来说，就是在计算机平台的使用基础上，依靠真实实验来完成的实验，包括虚拟实验仿真环境、借助传感器的实验以及多媒体呈现的实验，沉浸度高、交互性强、不受时空限制也无须考虑实验试剂和仪器的损耗，这也是弥补线上授课实践性不足的主要途径。其中，虚拟实验练习还能依据学生不同需求切换不同模式，如实验演示模式、含提示模式、不含提示模式以及测试模式，可以满足学生对于实验流程完整演示、分步操作以及自我检测等不同需要。依旧以“NaOH溶液和盐酸的反应”这一实验为例，虚拟实验环境将在屏幕上呈现实验所需要的仪器和试剂，如烧杯、数字温度计、NaOH溶液、酚酞以及盐酸。学生点击装有NaOH溶液的烧杯和酚酞，就能向烧杯中滴入酚酞，NaOH溶液变红，而随着盐酸的逐渐加入，红色溶液逐渐变浅，最终呈现无色。且在溶液变色之际，使用温度计靠近会发现温度不断升高，说明该反应放热。再向无色溶液中重新滴入NaOH，溶液再度变回红色，说明溶液中的酚酞没有发生反应，反应的是盐酸和NaOH溶液，酚酞在整个实验过程中起到将反应明显化的对照作用。虽然学生没有亲自触碰仪器和试剂，但虚拟实验的高仿真性能在一定程度上补充学生的体验感，同时还能避免学生因操作漏洞导致实验不成功。当然，虚拟实验环境对于技术的要求更高，需要耗费更多精力进行开发，以保证学生获得最贴近真实的体验感。

三、个性化探究交流空间

以往线下学生在实施实验步骤时，教师可以在实验室里走动巡视，观察各个学生的操作情况，并及时纠正问题。而在线课堂所能提供的替代性虚拟实验，则要以更多方式保证交流及反馈。一方面，在线课堂教师端必须能够全面监测到学生各自的操作屏幕，掌握好每位学生的实验进度，并根据不同情况提供针对性指导。另一方面，在线课堂也需要提供公共交流讨论区域，促进学生通过即时通信，在评论区与同学或教师进行沟通，使得化学实验课堂更加高效。比如，在“NaOH溶液和盐酸的反应”这一实验中，不少学生在自主学习时不太能理解加入酚酞的作用，即使学习资料中备注了酚酞的作用是使现象明显化，但部分学生依旧无法理解为什么再度加入NaOH后溶液变色就说明只和盐酸发生了反应，无法理解从这个现象到结论之间的逻辑关系。资料包和微课由于传播符号的限制，始终无法取代人际沟通交流。在线课堂学生端还提供了讨论区、即时通讯等，便于学生在组内及时提出质疑、交换感受、沟通看法、互相纠错以及查漏补缺。

在线课堂虽然被认为是教学的重大技术变革，但仍存在诸多技术问题，虚拟实验环境与实际操作之间的差距如何填补、学生自主学习与教师指导性如何有机结合等，都还需要教师和学生拥有对信息技术更高的驾驭能力。

参考文献：

[1]徐妲，钟绍春，马相春.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究[J].远程教育杂志，2013（5）.

[2]赵卫光，关英.有机化学实验线上教学对科研素养的培养——兴趣、“家中实验室”与化学思维培养[J].大学化学，2020（5）.

（作者单位：江西省宜春市第四中学336000）