信息技术与化学实验教学融合的教学设计——以二氧化碳的实验室制法为例

王小冲

(山东省青岛第五十中学 266000)

美国麻省理工学院终身教授，教育信息化奠基人Seymour Papert曾说过：“当每个人都买得起铅笔时，学习方式将会随之改变.”同样，当每个学生都拥有一台能提供丰富教学资源、具有强大的多媒体信息处理能力和交互功能的平板时，教学更会发生天翻地覆的变革.如何在信息技术迅猛发展的大环境下提高学习效率，同时又不拘束学生思维和创新能力的发展，这是教师一直在努力探索的.

1 教学主题内容及教学现状分析

1.1 教学主题内容分析

“二氧化碳的实验室制法”来自鲁教版九年级上册第六单元第三节“大自然中的二氧化碳”第一课时，课程标准要求为：初步学习二氧化碳的实验室制取方法.

学生已经学习了实验室制取氧气的方法和氧气的性质等知识，了解了系统研究物质的基本思路.二氧化碳是学生熟悉的物质，但学生还不能系统地了解二氧化碳的性质、制法、在自然界中的循环以及二氧化碳含量增加对环境的影响.“大自然中的二氧化碳”正是对这种化学思维的再次应用，从而为后续在高中学习其他气体的制取打下坚实基础.

1.2 教学现状分析

通过查阅资料，发现已有许多人尝试采用信息技术与化学相结合的方法来对本节课进行探究,但这些课例一般是在原有教学设计基础上，在某个环节插入技术应用或者用技术代替原有的实际实验，并没有带来课堂教学模式的实质性转变.甚至还出现为了应用技术而应用的现象.

笔者在使用pad进行教学过程中，结合电子白板、微视频、虚拟实验、模拟组装实验等新技术尝试探索了一种全新的教学模式，也带来了学生学习方式的变革，真正实现了pad电子书包的功能.

2 教学目标

鉴于以上分析，在设置教学目标时，从态度习惯、团队合作精神、任务准备情况等各方面，对学生提出更高要求.同时，引入简易启普发生器增加难度、开拓视野.具体教学目标如下：

(1)通过类比氧气的实验室制法，自主查询资料，了解二氧化碳的实验室制法，通过对比总结出制备气体的一般思路.

(2)通过动手模拟组装仪器，了解制取气体的不同装置组合及其特点.

(3)通过网络自主获取信息，培养主动获取、分析、筛选、加工、整理、应用信息的能力.

(4)通过动手模拟组装仪器，培养自主探究和勇于创新的能力.

(5)通过动手实验，培养动手实践和理论联系实践的能力.

(6)通过讨论网络、手机的使用情况和对二氧化碳的认识，让学生体会事物的两面性，培养学生的辩证思维，引发学生对自身发展的深刻反思.

(7)利用平台模拟组装仪器，产生研究改进实验装置的积极性，认识前人创造和改进这些的方法及严谨治学刻苦钻研的科学精神.

3 教学流程

如图1所示.

图1

4 教学实录

【导入】干冰灭火视频.猜猜它是谁？同学们想不想亲自在实验室中制取一瓶二氧化碳？

环节一 搜集信息，完成实验

【师】如何在实验室中制取二氧化碳呢？解决这个问题的思路是什么？

【生】桌面上有pad，可以利用它搜索相关资料，类比实验室制氧气理顺思路制定合适的方案，进行实验.

【师】除了pad，老师还准备了以下药品和仪器(仪器用品：分液漏斗、带导管双孔塞、锥形瓶、集气瓶、玻璃片、镊子、火柴.药品：稀盐酸、稀硫酸、石灰石、碳酸钙粉末、碳酸钠粉末、澄清石灰水)，利用桌面上的物品，查阅资料设计实验：制取一瓶二氧化碳并对它进行检验，将实验的过程用pad录像，投屏一位学生的pad.

【生】小组合作查询资料：学生主要是通过百度等搜索引擎进行信息检索，搜索的关键词有：“实验室制二氧化碳的方法”、“实验室制取二氧化碳”、“制取二氧化碳的实验室制法”等，都能迅速找到制取二氧化碳的方法，包含药品、装置、步骤等信息，结合老师提供的仪器、药品可以比较容易地制定出合理方案并进行实验.每个小组都能成功制取二氧化碳并进行检验.同时，一位同学将实验过程进行全程录像.

【师】谁来分享你们的实验？

【生】播放本组实验录像并交流,对实验过程中的问题及时地进行了反思和纠正.

【师】该小组在展示实验时语言规范、注意事项描述得很清晰，同时对实验中的问题进行了及时地反思和纠正，值得我们学习.谁来评价一下他们的实验？

【生】很好！但是有一点失误，胶头滴管不应该伸入集气瓶内，应该垂直悬空.

【师】在查询资料和实验过程中你有没有遇到问题呢？

【生】我看到准备的药品除了大理石、稀盐酸还有碳酸钠、碳酸钙粉末、稀硫酸，而我们查询资料都是推荐用稀盐酸和大理石制二氧化碳，为什么不用其他药品呢？

【师】这是一个很好的问题，同学们再通过pad查询一下原因吧.

【生】百度搜索“实验室为什么不用碳酸钠粉末制取二氧化碳？”、“实验室为什么不用碳酸钙粉末制取二氧化碳？”、“实验室为什么不用稀硫酸制取二氧化碳？”都能搜索到相关信息.

【师】大家对药品的选取和具体操作等观察的很仔细.此外，我们还要注意对反应原理的本质进行分析和研究，板书方程式并讲解.

【师】结合刚才的实验过程，类比实验室制氧气你能总结出在实验室中制取气体的基本思路吗？

【生】要知道实验的药品，清晰实验的原理，实验装置，实验的步骤，验满和检验的方法.

【总结】在刚才的学习过程中我们先自主查阅资料，然后动手实验，最后归纳提升得到了实验室制取气体的一般思路.你都学会了吗？一起检验一下吧.

【生】使用pad做练习，利用大数据及时反馈做题结果.

环节二 组装装置

【师】大家通过查找资料选择的制取装置和老师提供的是同一套装置，想不想来点与众不同的？你能利用这些仪器组装出适合制取二氧化碳的装置吗？将组装好的装置截屏以备交流.(说明：pad中的实验仪器是东师理想平台公司量身定制的，还给每套仪器都配套了实验模拟动画.故意设置了一个错误的胶塞组合(长颈漏斗位于液面以上的情况)，考察学生的观察力.)

【生】组装仪器、截屏保存、分享组装结果.

【师】(投屏学生的pad)他们各有什么特点呢？

【生】结合照片，讲解每种组合的特点.

【生】使用pad组装实验仪器并交流.分别组装出了单孔塞、长颈漏斗、注射器、分液漏斗搭配不同容器的装置并逐一分析他们的特点.见表1.

表1

学生还发现了改进装置的方法：替换一种仪器即可.

【师】(展示所有组合)其中有一套问题装置，你发现了吗？(长颈漏斗下端在液面以上)通过动画演示它会漏气的过程.

【师】还有一套装置大家没有组装出来(随开随停装置)，这套装置有什么特点呢？

动画展示，提醒学生注意观察打开和关闭止水夹时试管内的液面变化.

【生】整理完成学案并练习.

环节三 明晰二氧化碳的用途

【师】二氧化碳除了可以灭火，还有哪些用途？

【生】学生通过pad搜索相关内容，分享交流.

【师】视频：二氧化碳转化为酒精和汽油的新技术.看完视频有什么感想？

【生】从前我认为二氧化碳会造成温室效应，总是看到负面影响.现在，我了解到二氧化碳还是重要化工原料，可制取很多有用的物质.

【师】你已经学会了用辩证的方式看待问题.科学本身是中性的，就看我们如何去利用.

5 小结

【师】本节课你有哪些收获？

【生】多位学生从信息技术、网络利用、制取物质的一般思路、辩证看待问题的观念等不同角度畅谈收获.

【师】科技发展正在将人们的一些奇思妙想变为现实.同学们也都收获良多.本节课我们完全改变了以往的学习方式，古人云：“变则通，通则存，存则强.”本节课一切既在意料之中，又在意料之外.下面再给大家做一个实验(二氧化碳与石蕊反应).看看是在你意料之中，还是意料之外呢？你想知道这是为什么吗？预知此事为何，且听下节分解.