化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中信息技術(shù)的運(yùn)用
時間:2022-12-22 08:15:30
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摘要結(jié)合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課特點(diǎn),在對初中學(xué)生進(jìn)行學(xué)情分析的基礎(chǔ)上,對初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,指出信息技術(shù)應(yīng)用的必要性,并結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對信息技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究,以期為初中一線教學(xué)提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞初中化學(xué);信息技術(shù);實(shí)驗(yàn)教學(xué);核心素養(yǎng);信息化教學(xué)
1初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析
初中化學(xué)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué),教師在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,并整理好實(shí)驗(yàn)報告,通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生掌握物質(zhì)的變化規(guī)律,理解物質(zhì)從微觀到宏觀的變化內(nèi)涵[1]。教學(xué)實(shí)踐表明:初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力、歸納總結(jié)能力等。目前,根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?,初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)大體可以分為探究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和操作性實(shí)驗(yàn):探究性實(shí)驗(yàn)在做實(shí)驗(yàn)之前,學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論,在實(shí)驗(yàn)過程中透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論;驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)之前,學(xué)生已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論,也知道會發(fā)生什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,但是需要自己動手再做一次實(shí)驗(yàn),看看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論是否符合;操作性實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟和儀器的使用方法進(jìn)行操作。目前,初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在下面幾個問題。1)教師在實(shí)驗(yàn)臺演示實(shí)驗(yàn)(比如金屬鈉溶于水),部分學(xué)生看不到,或者因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)劇烈且快速而導(dǎo)致學(xué)生看不清楚,也聽不到實(shí)驗(yàn)中發(fā)出的聲音。2)因?yàn)閷W(xué)校實(shí)驗(yàn)條件有限,部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只讓學(xué)生背記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論,并不讓學(xué)生實(shí)際操作,導(dǎo)致學(xué)生的動手能力得不到提高。3)因?yàn)閷W(xué)校實(shí)驗(yàn)臺有限,分組過程中每個小組中成員比較多,分工不明確,每次都是幾個固定的學(xué)生做實(shí)驗(yàn),其他學(xué)生只是看客,導(dǎo)致部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣不高。4)部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)因?yàn)樵噭┯卸?,或者會生成有毒性的產(chǎn)物,不適合初中學(xué)生動手操作,教師會選擇講實(shí)驗(yàn)并讓學(xué)生背實(shí)驗(yàn)的方式來解決。
2信息技術(shù)與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的意義
信息技術(shù)與傳統(tǒng)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合,各自發(fā)揮優(yōu)勢,可以大大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。
2.1信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以降低實(shí)驗(yàn)難度
初中學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ邢?,對于一些化學(xué)實(shí)驗(yàn),一個步驟錯誤就會導(dǎo)致整個化學(xué)實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行。比如食鹽的溶解實(shí)驗(yàn),需要學(xué)生將稱量好的食鹽分批次加入水中,并且邊加邊用玻璃棒攪拌,保證食鹽完全溶解。但是個別學(xué)生一下子把10克食鹽全部加入水中,導(dǎo)致食鹽沉底發(fā)生過飽和不溶解,而實(shí)驗(yàn)課時間有限,學(xué)生也不可能重新再做。這時可以讓做錯的學(xué)生進(jìn)入化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室,熟記操作步驟,大概不到十分鐘就可以完成。
2.2信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以促進(jìn)學(xué)生對知識的應(yīng)用
有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理很難理解,學(xué)生即使看清楚了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,掌握了實(shí)驗(yàn)結(jié)論,還是不明白實(shí)驗(yàn)原理。教師可以借助化學(xué)仿真軟件對化學(xué)反應(yīng)的微觀過程進(jìn)行動態(tài)模擬,例如:水分子可以分解為氫氣分子和氧氣分子,但是氯化鈉在熔融狀態(tài)下卻分解成鈉離子和氯離子,這就導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)和離子結(jié)構(gòu)化合物的性質(zhì)差異比較大。
2.3信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以保證實(shí)驗(yàn)的安全
部分實(shí)驗(yàn)存在一定的危險性,不適合學(xué)生操作,比如濃硫酸的稀釋,濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性,稍有不慎就會發(fā)生危險。教師可以利用多媒體演示實(shí)驗(yàn),讓每個學(xué)生都清晰地看到,既保證了實(shí)驗(yàn)安全,又讓學(xué)生學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)。2.4信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高教師的信息化教學(xué)水平[4]教師可以利用各種教學(xué)平臺、軟件等輔助初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),不斷更新教學(xué)理念,創(chuàng)新教學(xué)手段,使自己的信息化教學(xué)能力得到提高。線上操作不同于實(shí)際操作。學(xué)生通過各種軟件或者平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,需要熟記實(shí)驗(yàn)步驟,嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行,否則稍微一點(diǎn)兒疏忽就會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)停止。因此,信息技術(shù)融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[5]。
3信息技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
3.1演示實(shí)驗(yàn),形象具體
初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)反應(yīng)比較劇烈,學(xué)生操作起來比較危險。教師可以借助教學(xué)平臺演示實(shí)驗(yàn),錄制實(shí)驗(yàn)過程并對視頻加上配音。學(xué)生在觀看過程中有任何問題,教師可以隨時暫停,和學(xué)生進(jìn)行交流,和學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)一樣,直觀形象。如“金屬鈉的性質(zhì)”,這個化學(xué)反應(yīng)非常迅速、劇烈,學(xué)生操作有危險性。在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師在講臺做,學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn),但是坐在角落的學(xué)生看不清楚實(shí)驗(yàn)變化,教室后面的學(xué)生聽不到實(shí)驗(yàn)中發(fā)出的聲音。借助信息化技術(shù),教師在平臺播放視頻,學(xué)生可清晰地看到金屬鈉溶于水中,金屬鈉小球浮在水面上,劇烈地轉(zhuǎn)動,并發(fā)出“嘶嘶嘶”的聲響,還有可能發(fā)生爆炸;在燒杯中加入酚酞指示劑后,溶液顏色變紅,說明生成堿性物質(zhì)。再如“鐵的腐蝕”,觀察金屬鐵在空氣中、食鹽水中和真空中,哪一種情況下腐蝕得比較快,這個化學(xué)實(shí)驗(yàn)時間太長,需要10天左右,顯然學(xué)生不可能一直在實(shí)驗(yàn)室待著觀看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師可以借助多媒體播放視頻:選取三根打磨干凈的鐵釘分別放置在空氣中、食鹽水和真空中,展示三個實(shí)驗(yàn)場景中不同實(shí)驗(yàn)條件下,鐵釘在第五天、第10天和第15天的變化。學(xué)生可以清晰地看到:鐵釘在食鹽水中生銹最快,在空氣中第二,在真空中不發(fā)生氧化。最終總結(jié)出鐵釘氧化需要接觸到空氣和水。
3.2自主探究,創(chuàng)新思維
在信息技術(shù)與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合教學(xué)中,學(xué)生可以利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真軟件,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理,自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以選擇試劑庫和藥品庫中的藥品進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),記錄好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。選擇實(shí)驗(yàn)的最佳配比方式,這樣不但可以為實(shí)驗(yàn)室中的真正操作提供參考,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力和創(chuàng)新思維能力。如“實(shí)驗(yàn)室制備氫氣”,方法很多:鋅片溶于稀硫酸中生成氫氣,化學(xué)方程式:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑鋅片溶于稀鹽酸中生成氫氣,化學(xué)方程式:Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑鋁片溶于氫氧化鈉溶液中生成氫氣,化學(xué)方程式:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑電解水生成氫氣,化學(xué)方程式:2H2O==O2+2H2↑學(xué)生可以借助虛擬仿真軟件對這四個制備氫氣的實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行操作,總結(jié)哪種方式實(shí)驗(yàn)成本比較小,哪種實(shí)驗(yàn)操作起來比較明顯。“電解水”是初中化學(xué)中一個比較重要的實(shí)驗(yàn)。電解水生成氧氣和氫氣,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件比較特殊,并且實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對氧氣和氫氣生成的量很難進(jìn)行衡量,這個驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般需要學(xué)生熟記口訣“陽極氧氣陰極氫氣,氫氣體積二氧氣體積一”。學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)時會發(fā)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程中收集的氣體并不是氫氣體積二氧氣體積一,而且在電解時需要在純水中加入少量的硫酸鈉,因?yàn)榧兯粚?dǎo)電。
3.3凸顯現(xiàn)象,總結(jié)規(guī)律
教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時充分利用信息技術(shù)可以放大化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并總結(jié)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。以探究性實(shí)驗(yàn)“金屬活動性順序”為例,本次實(shí)驗(yàn)主要探究金屬銅、鋁和銀的活動性順序,實(shí)驗(yàn)中需要學(xué)生準(zhǔn)備硫酸銅溶液、硝酸銀溶液、硫酸鋁溶液和鋁絲與銅絲。教師利用多媒體投屏技術(shù),分別放大第一組學(xué)生把潔凈的鋁絲加入硫酸銅溶液中的現(xiàn)象、第二組學(xué)生把潔凈的銅絲加入硝酸銀溶液中的現(xiàn)象、第三組學(xué)生把潔凈的銅絲放入硫酸鋁溶液中的現(xiàn)象,讓學(xué)生通過投影儀上三組學(xué)生的操作,總結(jié)鋁、銅、銀三種金屬的活動性順序,并且可以對每一組學(xué)生的操作進(jìn)行評價,達(dá)到互相監(jiān)督和互相學(xué)習(xí)的效果。
3.4處理數(shù)據(jù),快捷方便
初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較多,需要學(xué)生在搜集大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理。初中學(xué)生已經(jīng)開始學(xué)習(xí)計算機(jī)課程,對于計算機(jī)軟件有一定的基礎(chǔ),所以可以利用一些比較簡單、容易操作的軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和處理,如Excel、Origin等。以“二氧化碳通入澄清石灰水中溶液導(dǎo)電性的變化規(guī)律”為例,學(xué)生需要記錄開始通入二氧化碳時、二氧化碳不足時、二氧化碳恰好完全反應(yīng)時、二氧化碳有少量剩余時、二氧化碳過量時等不同情況下,溶液的電導(dǎo)率數(shù)值,整理好實(shí)驗(yàn)數(shù)值后再繪制曲線。借助Excel、Origin,學(xué)生可把電導(dǎo)率數(shù)值設(shè)置為曲線的縱坐標(biāo),把通入的二氧化碳量設(shè)置為橫坐標(biāo),直接繪制。這樣比較簡單,可以節(jié)約大量時間,而且軟件制圖比用直尺畫圖更準(zhǔn)確。
3.5視頻回顧,梳理知識
化學(xué)實(shí)驗(yàn)也需要進(jìn)行復(fù)習(xí)。在傳統(tǒng)教學(xué)中,學(xué)生一般通過復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報告或者看書的方式來復(fù)習(xí),不可能再去實(shí)驗(yàn)室重新做實(shí)驗(yàn),效果并不好。信息技術(shù)與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合后,教師可以借助實(shí)驗(yàn)視頻回放,幫助學(xué)生重溫實(shí)驗(yàn)過程,加深對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記憶,梳理實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的事項(xiàng),總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如在學(xué)生觀看視頻過程中,教師可以鼓勵他們?nèi)フ页鲋皩?shí)驗(yàn)過程中不規(guī)范的操作,既擴(kuò)展學(xué)生的知識面,又加深學(xué)生對知識的掌握。
4結(jié)語
信息技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,需要結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)揮信息化教學(xué)的優(yōu)勢。這樣的整合舉措不僅可以豐富初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng),而且可以使教師的信息化教學(xué)水平得到提高。
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作者:閆祥文 李正剛