交互式白板在化學實驗教學中的應用策略初探

摘 要： 實驗是化學學科的基礎，筆者通過在實驗教學中應用交互式白板，利用其強大的多媒體功能，基于學生的最近發展區展開教學，能夠提升學生科學探究水平，優化化學實驗教學效果。

關鍵詞： 交互式白板;化學實驗;科學素養

一、 引言

在“互聯網+”時代，教育信息技術高速發展，交互式白板以其豐富的多媒體工具、強大的交互能力和健康環保功能深受師生厚愛，它完全具備和超越了黑板的功能，可幫助實現高效的互動教學模式。

蘇聯心理學家維果斯基（Lev Vygotsky）的最近發展區理論認為：“學習與發展是一種社會和合作活動，它們是永遠不能被‘教給某個人的?！痹诨瘜W教學活動中，學生是活動的主體，他們自我認知、合作探究，而教師只是指導者和幫助者?；瘜W課程的重要目標是發展學生的科學探究能力，實驗是科學探究的重要手段。筆者在實驗教學中借助動畫可以將枯燥的化學用語可視化、抽象的化學原理直觀化、晦澀的概念理論形象化，通過人機互動，能將化學實驗中的宏觀反應現象與微觀原理相聯系，避免被動機械記憶。而實驗視頻的加入，可以在新課中復習原有實驗，可以完成一些課堂或實驗室中不易完成的實驗，再有數字化實驗融入其中，更是極大地促進了化學實驗探究活動的開展。

在實驗教學中應用交互式白板，可以有效規避傳統黑板教學的不足，兼容的動畫、視頻、手持技術等信息技術手段，能豐富學生的視覺體驗，實驗現象顯性化，實現師生良好互動，真正開啟高品質、高效率的教學模式。具體以《二氧化碳制取的研究》為例進行說明。

二、 教學設計

（一）課題分析

學生在學習了“人教版”九年級化學第二單元課題3《制取氧氣》之后，就已經認識了身邊一些常見的化學物質、形成了一些最基本的化學概念、初步具備了一定的實驗技能。本課題在《制取氧氣》實驗之后，學生可以根據已經掌握的知識，通過類比O2實驗室制取的實驗，來研究在實驗室中如何制取CO2。他們在實驗中要學習掌握藥品的選擇、儀器的選用、裝置設計和實驗方法等知識技能，進一步理清氣體實驗室制備的一般路徑，為下一階段的化學學習打下基礎。

（二）教學目標

1. 學生知道CO2的實驗室制取原理，能選擇反應藥品、挑選實驗儀器、設計實驗裝置，初步學會CO2實驗室制法的操作、收集、檢驗和驗滿的方法，并正確說出所選藥品和裝置的依據。

2. 學生通過自主閱讀、交流討論、類比歸納設計實驗方案，規范操作、認真觀察、科學記錄完成實驗探究，提升學生發現問題、解決問題的能力，能初步掌握氣體實驗室制取的一般路徑。

3. 在實驗設計到制取氣體的探究過程中，豐富學生的科學體驗，增強自信心。

（三）教學重難點

基于以上分析，可將CO2實驗室制法的原理、藥品選擇、裝置設計及制取方法作為教學重點;通過對實驗室制取O2和本課題的對比學習，學會設計CO2的實驗室制取，形成氣體實驗室制法的一般思路和方法則是難點所在。

學生通過與O2制法類比，可突破“CO2實驗室制法的反應原理”這個重點;通過“簡易裝置加酸不易”引發學生對優化氣體制取裝置的思考，后再進行合作交流突破“設計和優化制取裝置”這個難點。

（四）教學方法

教師利用學生生活經驗和已有的化學知識，引導學生開展科學探究;學生通過自主閱讀、交流討論、類比歸納、合作學習等學會設計實驗室如何制取CO2，進一步深化認識得出氣體實驗室制法的一般思路和方法。

（五）教學準備

鴻合交互式白板（HiteBoard Pro V2.0）、多媒體課件、石灰石、稀鹽酸、碳酸鈣粉末、稀硫酸、碳酸鈉粉末等藥品;燒杯、長頸漏斗、試管、水槽、導管、集氣瓶、錐形瓶等有關實驗儀器。

（六）教學思路

根據課標要求和筆者執教學生的實際學情，將二氧化碳制取分為原理探究、裝置設計、設計優化和成果展示等四個主要環節展開教學。利用交互式電子白板的窗口播放器、聚光燈、學科工具、幕布、放大鏡、書寫窗口、展臺等附屬功能，師生合作，共同完成本課題二氧化碳制取的探究。

（七）教學過程

教學環節1：復習引入

活動設計：播放實驗室制取O2實驗視頻。問學生實驗室如何制取CO2？到目前為止，你知道多少種能獲得CO2的方法。學生討論并列舉：蠟燭燃燒、木炭燃燒、人或動物的呼吸……

設計意圖：討論氣體實驗室制法的決定因素，通過回顧實驗室制取O2的實驗，引發學生對原理及裝置的思考。教師利用“窗口播放器”播放實驗室制取O2的視頻，學生觀看并小結?！按翱诓シ牌鳌辈シ乓曨l，形象具體，比講解實驗學生易于接受。

[強調]請學生回憶第一單元課題2《對人體吸入空氣和呼出氣體的探究》中收集呼出氣體的方法，為后續探究做好知識的鋪墊。

教學環節2：原理探究

活動設計：利用實驗桌上的實驗藥品在試管中能否完成實驗？

藥品：石灰石、稀鹽酸、碳酸鈣粉末、稀硫酸、碳酸鈉粉末……

儀器：燒杯、長頸漏斗、試管、水槽、導管、集氣瓶、錐形瓶等。

設計意圖：討論適合實驗室制備CO2的方法，學生們列舉生產生活中可以獲取CO2的方法，并說說是否適合實驗室制取。利用插入模擬動畫，解釋實驗室不能用稀硫酸制取二氧化碳的原因。在學生討論的基礎上，教師在白板展示可以獲取CO2的方法，并用“聚光燈”鎖定。在白板上羅列，用“聚光燈”功能鎖定反應原理和藥品。

[強調]實驗室不能用稀硫酸和塊狀大理石或石灰石制取二氧化碳的原因，同時提醒學生若改變大理石或石灰石的狀態也能起到意想不到的效果，建議學生可通過實驗檢驗。

教學環節3：裝置設計

活動設計：利用試管和大橡皮塞的導管能否制取氣體，怎么收集氣體（排水法或排空氣法）？請利用身邊的材料合作完成相應的設計。

設計意圖：探究CO2的發生及收集裝置，并利用簡易裝置實驗，通過反應原理和藥品的選擇，學生自主設計制取裝置。學生紙筆設計，教師通過白板的“學科工具”調出實驗儀器進行設計組裝演示。白板的“學科工具”比在黑板上畫圖具有優勢，并利用“幕布”功能遮蓋。

[強調]在收集氣體方法的選擇上，提示學生閱讀白板展示的洪碧瑜老師《排水法收集二氧化碳可行性的實驗探究》這篇論文，學生要認識到排水法也是可行的。

教學環節4：設計優化

活動設計：學生分組展示實驗裝置設計方案，從可行性、簡易性、安全性方面引導學生討論氣體實驗室制法的條件。

設計意圖：分析討論簡易裝置的不足，思考如何優化。學生在自主實驗的基礎上，認真觀察分析，指出簡易裝置的不足“試管量小+加酸不易”。通過“放大鏡”功能展示長頸漏斗和分液漏斗的區別，并提示如何優化?！胺糯箸R”功能放大了兩種儀器的差異，便于學生認識和利用。

教學環節5：成果展示

活動設計：教師利用優化后的實驗裝置進行演示，學生觀察記錄。學生討論歸納氣體實驗室制法的一般思路，師生共同小結。

一、 反應原理

藥品：塊狀大理石（或石灰石）、稀鹽酸

原理：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑

二、 裝置設計

固體+液體（不加熱）

裝置改進：簡易裝置→便于加酸→控制反應

收集裝置：向上排空氣

設計意圖：在演示實驗完成后，白板展示CO2的制備原理、藥品和裝置，師生小結實驗室制取的原理、藥品和裝置。學生上臺利用“書寫窗口”展示一般思路的確定依據。再利用“放大鏡”功能強調反應所需藥品和化學方程式?！胺糯箸R”功能其強調作用，更能引起學生注意。用“書寫窗口”書寫比用粉筆在黑板書寫更能激發學生的好奇心，實現更佳的反饋效果。

[強調]教材中提供的裝置并非唯一的標準，鼓勵學生自主創新設計，注重開放性。

教學環節6：拓展延伸

活動設計：本節我們利用了CO2不支持燃燒的性質驗滿，那么是否一切物質都不能在CO2中燃燒嗎？

設計意圖：學生合作討論拓展作業，并將結論書寫在作業本上。教師利用“展臺”功能展示學生的解決方案，并進行評價?！罢古_”真實再現學生作業，批改更具有針對性。利用“窗口播放器”播放金屬鎂在二氧化碳中燃燒的實驗視頻，讓學生加深認識。

[強調]科學探究結論的嚴謹性，引導學生明確化學科學不能妄下結論。

（八）教后反思

學生依據已經掌握的實驗室制O2的知識儲備，自主選擇、小組合作完成制取CO2的實驗，并通過交流類比推出最佳裝置和實驗方案。在探究過程中實驗是重頭戲，學生的設計會有各種各樣的問題，耗時較多。但學生在實驗中樂于觀察，能積極提出問題、發現問題并解決問題。不足之處在于學生實驗時對藥品的用量沒有著重要求，這樣不利于對照實驗;一部分學生設計實驗有難度。而本節實驗設計借助電子白板自身功能，綜合了動畫、視頻等信息技術手段，營造了一個能吸引學生的課堂探究氛圍，能有效抓住實驗過程中的關鍵點，將微觀現象放大化、形象化，利用實驗過程中的曲線和數據等詮釋實驗過程，能夠實現傳統實驗難以達到的目的。同時我們也應該明白多媒體技術僅僅是輔助教學，絕對不能完全利用視頻實驗代替演示實驗，或利用模擬動畫任意解釋化學原理，一定要注重化學的科學性、嚴謹性。

三、 結語

美國實驗心理學家赤瑞特拉（Treicher）研究認為，人類獲取的信息83 % 來自視覺，11 % 來自聽覺，這兩個加起來94 % 。可見，如果在化學實驗教學設計中，利用交互式白板恰當地融入視頻、動畫等元素，就能有效地吸引學生的注意，充分調動學生的眼、耳等器官，實現視覺、聽覺協同增強獲取信息的能力，將有助于學生掌握化學知識，理解化學原理，提高學生的科學素養。

參考文獻：

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[3]洪碧瑜.排水法收集二氧化碳可行性的實驗探究[J].化學教學，2016（7）：65-67.

[4]余勝泉，吳娟.信息技術與課程整合：網絡時代的教學模式與方法[M].上海：上海教育出版社，2005.

作者簡介：

李院生，安徽省淮南市，淮南第十七中學。