基于學習空間重構的初中化學創新實驗室建設

孫雪艷

摘? 要 基于學校現有資源，從實用和教育信息化的角度出發，把傳統的化學實驗室升級建設成為初中化學學科創新實驗室，既能滿足初中化學常規的實驗教學，又兼具教師化學工作坊、學生化學社團活動室、化學學科資源庫等功能，營造了數字學習、實驗與教學融合的一體化環境，是以學生為中心的化學學習空間的重構。

關鍵詞 初中化學;化學創新實驗室;化學核心素養;微課;混合式學習;實驗臺;工作坊;數字學習區

中圖分類號：G633.8? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）07-0012-03

1 前言

近年來，隨著現代學習方式的轉變和全國各地中小學班級容量的減小，中小學學科創新實驗室建設已成為必然趨勢。學科創新實驗室建設旨在重構與新型教學模式相匹配的學習空間，以滿足支持學生動手實踐、小組合作和深度學習的需要，促進培養學生的創新精神和實踐探究能力，進而培養學生的學科核心素養。榮成市好運角中學化學學科教師基于學校現有資源，從實用和教育信息化的角度出發，把傳統的化學實驗室升級建設成為初中化學學科創新實驗室，既能滿足初中化學常規的實驗教學，又兼具化學教師工作坊、學生化學類社團活動室、化學學科資源庫、數字學習區等功能。在遵循傳統實驗室實驗規律的前提下，充分利用數字學習區開展實驗教學，將同步與非同步、線上與線下教學方式融合在一起，使線上線下教學資源更豐富、便捷，針對性更強，學習效果也較傳統實驗室更明顯。

2 初中化學創新實驗室的建設原則

針對學校傳統化學實驗室的現狀，如面積不大，有黑板、多媒體、實驗臺等基本的教學及實驗設備，化學學科教師決定從實用主義的角度出發，把傳統化學實驗室升級改造為化學學科創新實驗室，即不改變實驗室基本的建筑格局，要充分利用好現有的設備，能滿足常態化的化學實驗和教學的需要。

不改變實驗室基本的建筑格局? 不開墻破洞，是指不通過開墻破洞等方式增加教室的使用面積。化學實驗室不同于物理實驗室，不僅涉及水電，還涉及實驗通風設施。因為化學實驗室涉及有毒有害的實驗用品，教師、學生長時間在實驗室里學習、工作，需要通過增加建筑換氣口，以及設置高低不同的排風口，確保能及時地、有效地排出密度不同的有害氣體，保證創新實驗室空氣質量。即使是小范圍的開墻破洞，也可能帶來很大的安全隱患。

要充分利用現有設備? 為了進一步提升創新實驗室的教學質量，創新實驗室購進品牌智慧云平臺硬件是必然的，但是一定要注意實驗室原來設備的再利用。比如黑板、多媒體等設備等能正常使用的要繼續使用，實驗臺也是如此，可移動、不涉及水電的實驗臺，可根據創新實驗室的設計需要重新擺放位置。盲目購置與現有資源相沖突的實驗設備，不僅與學校現有的傳統實驗室建筑不協調，而且是對現有資源和即將購買資源的巨大浪費。創新的關鍵在于教師教學方式和教學資源的創新，在創新實驗室環境中，利用網絡進行學習，促進學生學習空間的重構。

能滿足常態化的化學實驗和教學要求? 常態一方面是指每個創新實驗室能容納48人（山東省對普通初中每個班級人數的要求），常規的化學實驗課全體學生都能進化學創新實驗室上;另一方面是指化學學科教研的地點就在創新實驗室內，包括化學教師的學科教研、學生的化學類社團指導等，即在化學創新實驗室中實現實驗教學、活動開放、探究答疑和學科教研的常態化。

3 以學生為中心，重構化學學習空間

針對傳統實驗室空間布局固定，對學生合作學習活動支持不足，不注重培養學生的主動探究和動手實踐能力等問題，化學學科教師以學生的化學學習為中心，對學校現有的傳統實驗室進行再設計和再提升，將其建設成為適合學生合作探究、創新實驗和深度學習的化學創新實驗室（圖1），成為培養學生化學學科素養最適合的場所[1]。

改變實驗臺的布置，改進學生的實驗方式? 初中化學實驗儀器多、實驗藥品雜，需要學生人人動手的分組實驗需求大，而傳統化學實驗室空間有限，如何存放實驗儀器和實驗藥品并便于學生經常性實驗，成為化學教師亟待解決的問題。為此，將原來位于實驗室前側、占據空間大的演示臺撤去，以擴大用于學生小組合作實驗的空間;將八人無抽屜實驗臺改為六人帶抽屜實驗臺，用于放置分組化學實驗儀器，改進探究實驗效果。

一張實驗臺可分成兩組進行實驗，也可分成三組進行實驗，當課堂上進行實驗時，學生拉開抽屜就可以進行。小組合作實驗需要演示時，既可以將第二排中間的合作實驗臺作為演示實驗臺，演示時學生圍攏觀察即可，也可以將第一排中間的實驗臺作為演示實驗臺，通過投影儀同步傳輸到創新實驗室前面的教學一體機上。

設立化學學科工作坊區? 創新實驗室除了上常規的初中化學實驗課外，還承擔著化學教師學科教研、學生化學類社團等課余活動，所以設立化學學科工作坊，為教師與學生一起進行化學實驗、分析實驗過程、探究實驗現象和討論實驗結果提供一個專屬環境空間，是化學學習和學校資源管理的雙贏。化學學科工作坊設置教師辦公區、學生作品展示區及化學學習資料區，通過創設可視化的化學學習環境，激發學生學習和探究化學的興趣，有效推動化學學習方式的轉變。

教師辦公區用于學科教研教師之間的研討交流和化學類社團教師與學生之間的交流。一方面在進行實驗研究的同時，與此實驗有關的常規教學課也可以在創新實驗室上，改變以前實驗集中做、與此實驗相關的探究學習分開進行的弊端，實現實驗教學與常規教學的無縫對接;另一方面，初中化學涉及實驗的知識點比較多，由于中考臨近，學習只有短短的兩個學期，又面臨時間緊湊的現狀，學生需要在創新實驗室進行實驗和討論的人次大大增加[2]，常規的學科教室常常無法兼顧這個問題，因此在創新實驗室設置教師辦公區域，涉及與實驗相關的教學時，本學科教師就在創新實驗室里辦公。

化學學習資料區放置與化學相關的傳統媒介資源，換句話說，就是把傳統圖書館里與化學有關的資源移動到距離化學學習最近的位置。學生作品展示區用于展示初中生化學學習過程中生成的創新設計、原創作品以及典型的化學實驗裝置等材料。化學是以實驗為基礎的自然科學，初中是為學生整個化學學習奠基的階段，承擔著激發興趣、奠定認知、培養實踐動手能力等核心素養的任務。創新實驗室以培養學生的化學核心素養為目標，設立學生作品展示區及化學學習資料區，為實現這一目標提供了可能。

設立化學數字學習區? 針對學生利用數字技術進行學習已成為常態的現實，創新實驗室還設立了化學數字學習區，開展化學史展覽、化學科學紀錄片展播等活動。同時，化學組教師在超星學習通上建立了微課平臺，并拍攝制作了大量的化學學科微課，形成學科微課程群，用于解決化學疑難問題。學生可以在數字學習區觀看這些微課，在留言板、論壇中與化學教師交流互動，還能加入化學學科微信群，進行深入討論。

4 創新實驗室環境下混合式學習的推進

現在的初中生習慣于在網絡上學習，是典型的“數字化原住民”。為滿足初中生化學學習的個性化需要，化學組教師又建設了化學虛擬學科教室，在超星學習通上建立了微課平臺，并錄制了大量的化學學科微課，形成了化學學科微課群，以幫助學生解決化學學習中的疑難問題。在網絡化學學科教室中，學生可以觀看微課，完成教師設置的任務點，還能在網絡作業和考試中與教師互動交流，并能加入化學學科QQ群進行隨時隨地的碎片化學習和交流。通過平臺大數據分析和生生互評，對學生的化學學習效果進行多維度的動態化評價。

在傳統實驗室中，學習空間是相對封閉靜止的，在創新實驗室利用數字化學習區進行網絡學習，可在一定程度上突破學習空間和學習時間的限制，促進學生學習空間的重構[3]，充分發揮現實課堂學習與虛擬網絡學習各自的優勢。依照自己的學習實際情況，學生可以自由選擇在哪個化學學習空間進行學習。這種學習方式，學習時間和學習空間相對比較自由，學生可以自主管理過程，包括內容、學習速度及頻率等。在創新實驗室中，學生是教與學各項活動的主體，新課程倡導的“以學生為中心”在這里得到充分體現。

在遵循傳統實驗室實驗規律的前提下，充分利用數字學習區開展實驗教學，將同步與非同步、線上與線下教學方式融合在一起，使線上線下教學資源更豐富、便捷，針對性更強，學習效果也較傳統實驗室更明顯。數字化教學平臺為多元化教學評價提供了可能，評價不僅來自教師，還可來自同伴;也不僅局限于實驗課堂環境，課上與課下、線上與線下都可進行。

創新實驗室環境下，將傳統物理學習空間和虛擬學習空間緊密結合，兩種學習空間互為補充、支撐和照應，不僅有利于高效利用，創新優化各種教學資源，也有利于教學方式方法的開拓創新，突出學生的主體地位，創建動態開放的教學環境。

5 結語

初中化學創新實驗室的建立，拓展了學生學習的時間和空間，促進了化學學習空間的重構。化學是注重實驗探究的自然基礎科學，初中化學教學應該著眼于培養學生必備的實驗和探究能力，使創新實驗、合作探究、深度反思等成為學生的核心素養，融實驗探究、學科教研與數字化學習為一體的化學學科創新實驗室為這些提供了可能。創新實驗室環境下，學生的學習時間和學習空間相對比較自由，線上線下教學資源更豐富、便捷，針對性更強，學習效果也較傳統實驗室更明顯。通過創新實驗室的建設，引導教師從傳統的實驗教學走向現代信息化教學，推動項目式教學法、混合式教學法、信息技術與化學學科深度融合等，把前沿、有價值的知識技能傳授給學生，不斷提高化學學科教學質量，有效提升學生的化學核心素養。

參考文獻

[1]宋宣.教育信息化2.0背景下中小學智慧教室建設與應用探究[J].中國教師，2019（7）：40-42.

[2]浙江省教育技術中心.浙江省中小學學科教室和創新實驗室建設工作研討會召開[J].實驗教學與儀器，2019，36（3）：55.

[3]哈蒂.可見的學習[M].彭正梅，等譯.北京：教育科學出版社，2016