交互式白板在化学实验教学中的应用策略初探

摘 要： 实验是化学学科的基础，笔者通过在实验教学中应用交互式白板，利用其强大的多媒体功能，基于学生的最近发展区展开教学，能够提升学生科学探究水平，优化化学实验教学效果。

关键词： 交互式白板;化学实验;科学素养

一、 引言

在“互联网+”时代，教育信息技术高速发展，交互式白板以其丰富的多媒体工具、强大的交互能力和健康环保功能深受师生厚爱，它完全具备和超越了黑板的功能，可帮助实现高效的互动教学模式。

苏联心理学家维果斯基（Lev Vygotsky）的最近发展区理论认为：“学习与发展是一种社会和合作活动，它们是永远不能被‘教给某个人的。”在化学教学活动中，学生是活动的主体，他们自我认知、合作探究，而教师只是指导者和帮助者。化学课程的重要目标是发展学生的科学探究能力，实验是科学探究的重要手段。笔者在实验教学中借助动画可以将枯燥的化学用语可视化、抽象的化学原理直观化、晦涩的概念理论形象化，通过人机互动，能将化学实验中的宏观反应现象与微观原理相联系，避免被动机械记忆。而实验视频的加入，可以在新课中复习原有实验，可以完成一些课堂或实验室中不易完成的实验，再有数字化实验融入其中，更是极大地促进了化学实验探究活动的开展。

在实验教学中应用交互式白板，可以有效规避传统黑板教学的不足，兼容的动画、视频、手持技术等信息技术手段，能丰富学生的视觉体验，实验现象显性化，实现师生良好互动，真正开启高品质、高效率的教学模式。具体以《二氧化碳制取的研究》为例进行说明。

二、 教学设计

（一）课题分析

学生在学习了“人教版”九年级化学第二单元课题3《制取氧气》之后，就已经认识了身边一些常见的化学物质、形成了一些最基本的化学概念、初步具备了一定的实验技能。本课题在《制取氧气》实验之后，学生可以根据已经掌握的知识，通过类比O2实验室制取的实验，来研究在实验室中如何制取CO2。他们在实验中要学习掌握药品的选择、仪器的选用、装置设计和实验方法等知识技能，进一步理清气体实验室制备的一般路径，为下一阶段的化学学习打下基础。

（二）教学目标

1. 学生知道CO2的实验室制取原理，能选择反应药品、挑选实验仪器、设计实验装置，初步学会CO2实验室制法的操作、收集、检验和验满的方法，并正确说出所选药品和装置的依据。

2. 学生通过自主阅读、交流讨论、类比归纳设计实验方案，规范操作、认真观察、科学记录完成实验探究，提升学生发现问题、解决问题的能力，能初步掌握气体实验室制取的一般路径。

3. 在实验设计到制取气体的探究过程中，丰富学生的科学体验，增强自信心。

（三）教学重难点

基于以上分析，可将CO2实验室制法的原理、药品选择、装置设计及制取方法作为教学重点;通过对实验室制取O2和本课题的对比学习，学会设计CO2的实验室制取，形成气体实验室制法的一般思路和方法则是难点所在。

学生通过与O2制法类比，可突破“CO2实验室制法的反应原理”这个重点;通过“简易装置加酸不易”引发学生对优化气体制取装置的思考，后再进行合作交流突破“设计和优化制取装置”这个难点。

（四）教学方法

教师利用学生生活经验和已有的化学知识，引导学生开展科学探究;学生通过自主阅读、交流讨论、类比归纳、合作学习等学会设计实验室如何制取CO2，进一步深化认识得出气体实验室制法的一般思路和方法。

（五）教学准备

鸿合交互式白板（HiteBoard Pro V2.0）、多媒体课件、石灰石、稀盐酸、碳酸钙粉末、稀硫酸、碳酸钠粉末等药品;烧杯、长颈漏斗、试管、水槽、导管、集气瓶、锥形瓶等有关实验仪器。

（六）教学思路

根据课标要求和笔者执教学生的实际学情，将二氧化碳制取分为原理探究、装置设计、设计优化和成果展示等四个主要环节展开教学。利用交互式电子白板的窗口播放器、聚光灯、学科工具、幕布、放大镜、书写窗口、展台等附属功能，师生合作，共同完成本课题二氧化碳制取的探究。

（七）教学过程

教学环节1：复习引入

活动设计：播放实验室制取O2实验视频。问学生实验室如何制取CO2？到目前為止，你知道多少种能获得CO2的方法。学生讨论并列举：蜡烛燃烧、木炭燃烧、人或动物的呼吸……

设计意图：讨论气体实验室制法的决定因素，通过回顾实验室制取O2的实验，引发学生对原理及装置的思考。教师利用“窗口播放器”播放实验室制取O2的视频，学生观看并小结。“窗口播放器”播放视频，形象具体，比讲解实验学生易于接受。

[强调]请学生回忆第一单元课题2《对人体吸入空气和呼出气体的探究》中收集呼出气体的方法，为后续探究做好知识的铺垫。

教学环节2：原理探究

活动设计：利用实验桌上的实验药品在试管中能否完成实验？

药品：石灰石、稀盐酸、碳酸钙粉末、稀硫酸、碳酸钠粉末……

仪器：烧杯、长颈漏斗、试管、水槽、导管、集气瓶、锥形瓶等。

设计意图：讨论适合实验室制备CO2的方法，学生们列举生产生活中可以获取CO2的方法，并说说是否适合实验室制取。利用插入模拟动画，解释实验室不能用稀硫酸制取二氧化碳的原因。在学生讨论的基础上，教师在白板展示可以获取CO2的方法，并用“聚光灯”锁定。在白板上罗列，用“聚光灯”功能锁定反应原理和药品。

[强调]实验室不能用稀硫酸和块状大理石或石灰石制取二氧化碳的原因，同时提醒学生若改变大理石或石灰石的状态也能起到意想不到的效果，建议学生可通过实验检验。

教学环节3：装置设计

活动设计：利用试管和大橡皮塞的导管能否制取气体，怎么收集气体（排水法或排空气法）？请利用身边的材料合作完成相应的设计。

设计意图：探究CO2的发生及收集装置，并利用简易装置实验，通过反应原理和药品的选择，学生自主设计制取装置。学生纸笔设计，教师通过白板的“学科工具”调出实验仪器进行设计组装演示。白板的“学科工具”比在黑板上画图具有优势，并利用“幕布”功能遮盖。

[强调]在收集气体方法的选择上，提示学生阅读白板展示的洪碧瑜老师《排水法收集二氧化碳可行性的实验探究》这篇论文，学生要认识到排水法也是可行的。

教学环节4：设计优化

活动设计：学生分组展示实验装置设计方案，从可行性、简易性、安全性方面引导学生讨论气体实验室制法的条件。

设计意图：分析讨论简易装置的不足，思考如何优化。学生在自主实验的基础上，认真观察分析，指出简易装置的不足“试管量小+加酸不易”。通过“放大镜”功能展示长颈漏斗和分液漏斗的区别，并提示如何优化。“放大镜”功能放大了两种仪器的差异，便于学生认识和利用。

教学环节5：成果展示

活动设计：教师利用优化后的实验装置进行演示，学生观察记录。学生讨论归纳气体实验室制法的一般思路，师生共同小结。

一、 反应原理

药品：块状大理石（或石灰石）、稀盐酸

原理：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑

二、 装置设计

固体+液体（不加热）

装置改进：简易装置→便于加酸→控制反应

收集装置：向上排空气

设计意图：在演示实验完成后，白板展示CO2的制备原理、药品和装置，师生小结实验室制取的原理、药品和装置。学生上台利用“书写窗口”展示一般思路的确定依据。再利用“放大镜”功能强调反应所需药品和化学方程式。“放大镜”功能其强调作用，更能引起学生注意。用“书写窗口”书写比用粉笔在黑板书写更能激发学生的好奇心，实现更佳的反馈效果。

[强调]教材中提供的装置并非唯一的标准，鼓励学生自主创新设计，注重开放性。

教学环节6：拓展延伸

活动设计：本节我们利用了CO2不支持燃烧的性质验满，那么是否一切物质都不能在CO2中燃烧吗？

设计意图：学生合作讨论拓展作业，并将结论书写在作业本上。教师利用“展台”功能展示学生的解决方案，并进行评价。“展台”真实再现学生作业，批改更具有针对性。利用“窗口播放器”播放金属镁在二氧化碳中燃烧的实验视频，让学生加深认识。

[强调]科学探究结论的严谨性，引导学生明确化学科学不能妄下结论。

（八）教后反思

学生依据已经掌握的实验室制O2的知识储备，自主选择、小组合作完成制取CO2的实验，并通过交流类比推出最佳装置和实验方案。在探究过程中实验是重头戏，学生的设计会有各种各样的问题，耗时较多。但学生在实验中乐于观察，能积极提出问题、发现问题并解决问题。不足之处在于学生实验时对药品的用量没有着重要求，这样不利于对照实验;一部分学生设计实验有难度。而本节实验设计借助电子白板自身功能，综合了动画、视频等信息技术手段，营造了一个能吸引学生的课堂探究氛围，能有效抓住实验过程中的关键点，将微观现象放大化、形象化，利用实验过程中的曲线和数据等诠释实验过程，能够实现传统实验难以达到的目的。同时我们也应该明白多媒体技术仅仅是辅助教学，绝对不能完全利用视频实验代替演示实验，或利用模拟动画任意解释化学原理，一定要注重化学的科學性、严谨性。

三、 结语

美国实验心理学家赤瑞特拉（Treicher）研究认为，人类获取的信息83 % 来自视觉，11 % 来自听觉，这两个加起来94 % 。可见，如果在化学实验教学设计中，利用交互式白板恰当地融入视频、动画等元素，就能有效地吸引学生的注意，充分调动学生的眼、耳等器官，实现视觉、听觉协同增强获取信息的能力，将有助于学生掌握化学知识，理解化学原理，提高学生的科学素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书教师教学用书.化学（九年级上册）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[3]洪碧瑜.排水法收集二氧化碳可行性的实验探究[J].化学教学，2016（7）：65-67.

[4]余胜泉，吴娟.信息技术与课程整合：网络时代的教学模式与方法[M].上海：上海教育出版社，2005.

作者简介：

李院生，安徽省淮南市，淮南第十七中学。