創客教育理念下的初中化學實驗教學分析

朱 偉

（甘肅省定西市臨洮縣紅旗初級中學，甘肅 定西 730500）

實驗教學是初中化學的重要組成部分。在傳統的初中化學教學中，實驗教學旨在激發學生的學習興趣、提高學生的動手能力以及幫助學生理解化學知識的作用。但是在傳統教育觀念的束縛下，這種教學效果并沒有真正實現，甚至有很多學生厭惡化學實驗。在新課程改革不斷深入和推進的背景下，創客理念被教育行業吸收和應用，并且取得了良好的教學效果。因此，將創客理念融入初中化學實驗教學是有較大價值的教學策略。

1 創客以及創客教育理念

1.1 創客概念

創客的概念來自互聯網和國外，主要指擅長動手實踐并且愿意將自己的作品和他人共享的人。“創客”有兩個來源：（1）源于英語單詞“hacker”，是指擅長動手實踐、能將自己的想法變成現實的人，所以國外的創客空間也被稱為“hackerspace”；（2）安德森的《創客：新工業革命》將主題定位為“maker”，也就是創造者和制造者。

1.2 創客教育理念

創客教育理念是創客精神和教育理念的有效融合，旨在充分利用學生的興趣和實際動手能力培養學生的創造力。通常情況下，創客教育理念使用的教育方式是項目式學習。創客教育是以創客運動為背景開展的一種新型教育方式，創客教育本身屬于一種學習活動。從廣義上講，創客教育是培養社會大眾創客精神的學習活動；從狹義上講，創客教育是培養學生創客素養的學習活動。

1.3 創客教育和初中化學實驗教學

創客教育觀念具有多維、開放、靈活、探究、合作以及共享等特點，化學實驗教學的落實和開展同樣需要學生具有多維能力和思維，要求學生具備良好的實際動手能力和知識認知。因此，初中化學實驗教學的內容和創客教育理念的趨向性一致，將兩者融合，既能充分發揮創客教育的優勢，又能有效提高初中化學教師開展化學實驗教學的質量和效率。隨著我國經濟水平的不斷提高以及信息技術的不斷發展，我國初中化學實驗教學逐漸朝著智能化、信息化以及精細化的方向轉變。因此，將創客教育理念和初中化學實驗教學融合十分重要且必要，能在一定程度上提高學生的創新能力、團隊協作能力、實際動手能力、使用工具能力、交流分享能力、自主解決問題的能力等，幫助學生養成良好的化學素養，最終促進學生全面健康的發展和進步。

2 創客教育理念下的初中化學實驗教學策略

將創客教育理念滲透在初中化學實驗教學的過程中，能有效激發學生的學習興趣和主動性，幫助學生實現自我學習進步和發展的目標[1]。這種教學方式不僅能幫助學生在實際操作中發現相關問題，還能幫助學生及時分析和解決問題。因此，本研究從初中化學實驗的各個環節進行入手，為初中化學教師開展化學實驗教學提供建議。

2.1 創設問題情境

在將創客教育理念落實于初中化學實驗教學的開始階段，初中化學教師應該培養學生發現問題的能力，學生只有發現問題，才能思考如何解決問題，進而動手參與化學實驗。在培養學生發現問題能力的過程中，初中化學教師既可從學生的興趣點入手，又可從學生的日常生活入手，還可從肉眼可見的實驗變化入手，充分激發學生的提問興趣和能力。

比如在“氧氣的實驗室制取與性質”實驗教學中，教師可以用學生學過的知識創設問題情境。在之前的學習中，學生已經掌握了氧氣的性質，知道氧氣是一種無色無味的氣體，微溶于水，密度比空氣大，能使用帶火星的木條檢測氧氣，還了解到氧氣可支持燃燒，具有廣泛的用途。但是，學生無法將氧氣單獨提取出來驗證氧氣的性質。因此，教師可以采用提問的形式幫助學生復習氧氣的物理性質和化學性質，學生將相關知識內容復述之后，教師提問學生能否利用氧氣的性質制取氧氣。通過一問一答，學生對這部分知識的記憶極為深刻，然后可以進行實驗驗證，達到了良好的實驗教學效果。

2.2 講解重難點知識

將創客教育理念融入初中化學實驗教學時，教師應該設置知識點講解環節，主要目的是幫助學生在實驗過程中更好地利用知識點，避免出現意外情況。因此，重難點知識的講解極為重要。教師可以充分利用信息技術優勢提高學生對知識點的理解和接受程度，進而推動實驗教學[2]。比如對一些較為危險或者知識點較為晦澀難懂的實驗，初中化學教師可以使用多媒體設備播放實驗相關操作以及注意事項，幫助學生提高對相關知識點的理解程度。

比如在“電的產生”相關知識教學中，涉及的化學實驗是生物能轉化為電能的驗證。這一部分知識對學生而言過于晦澀，初中生的知識儲備量和理解能力不足以支撐學生對其化學原理進行充分的了解。因此，教師可以在教學過程中使用多媒體設備播放動漫微課，簡述生物電池的原理，幫助學生認識到化學能和電能以及其他能量之間具有相互轉化的性質，激發學生對生物電池的興趣。然后，教師按照一定的規則將學生分成若干小組，讓學生通過交流分享激發創意。實驗發現，學生使用小番茄點亮小燈泡的實驗成功率明顯提高，大部分學生對制作生物電池產生了濃厚的興趣，在課余時間使用多種水果嘗試制作生物電池，激發了學習興趣和應用興趣。

2.3 激發學生的創意

激發學生的創意是創客教育理念在初中化學實驗教學中落實的重要環節，也是初中化學實驗教學的主要目的。因此，初中化學教師應該重視激發學生的創意，同時幫助學生勇敢地表達自己的創意和方法。在這一教學環節中，教師應該引導沒有想法和創意的學生；對有想法和創意的學生，教師應該大力鼓勵其將想法落實；對有特殊想法和創意的學生，教師應該仔細考慮落實的可行性以及對學生安全的影響，推動學生落實創意[3]。

以“電的產生”為例，在實際教學中，學生如果僅依靠化學學科的相關知識，還是不能深入了解實驗結果。教師可以激發學生的創意，幫助學生在實驗過程中發現更多學科知識之間的關聯。比如在具體的實驗過程中，有關氧化還原的過程其實是在電子運動產生電流的過程中，小番茄中的營養物質—弱電解質，能通過正負極產生電力。然后教師提問學生是不是生活中的所有水果和蔬菜都能用來制作小型生物電池。學生這時會對其他水果能否作為水果電池使用產生創意想法，并用檸檬、橘子、蘋果等水果實踐。此外，教師還可以向學生滲透水果酸堿度大導致電壓大的相關知識，學生在實驗過程中會產生使用水果電池后，水果的口感是否發生變化的想法。學生在實際思考的過程中，將生物相關知識以及數學統計知識都運用起來，形成了自己的知識體系，并且鍛煉了發現問題的能力。實驗結束之后，教師可以組織學生將實驗所用相關材料回收，通過這種方式培養學生的良好實驗習慣，有效推動學生的全面發展和進步。

2.4 學生討論和交流創意

學生之間進行討論和交流也能促進學生創意的萌發，有效提高創客教育理念在初中化學實驗教學中的應用效果和質量。因此，初中化學教師在開展實驗教學時，可以使用小組合作討論的方法幫助學生激發創意和落實創意。在實際使用小組合作和討論教學法的過程中，教師可以為每個學生小組分配不同的討論任務，盡量避免學生在討論過程中分散注意力。比如教師在“水的凈化”相關化學知識教學過程中，分配給第一組學生的討論任務是了解純水和天然水的區別；分配給第二組學生的討論任務是靜置沉淀、吸附沉淀以及過濾等常用凈化水的方法；分配給第三組學生的討論任務是了解自來水的凈化原理等。通過給不同小組分配不同的討論任務能明顯聚焦學生的注意力，從而加強學生的思維碰撞。在學生討論過程中，教師可在實驗教室中巡視，目的主要有兩個，一是防止學生在討論過程中出現影響討論質量的行為，如說閑話或者走神等，一旦發現，教師要及時制止；二是對學生在討論過程中遇到的爭論點或者疑難問題進行解答，可對教師控制教學進度起到積極的作用。對學生在討論過程中出現的有價值的爭論，教師可在討論結束后統一解答，保證學生的討論質量和創意激發效果。比如學生在討論過程中提出是否所有污水都能使用某種方法凈化并且達到良好的凈化效果，教師可引入日本排放核污水的例子，幫助學生認識到目前學習的污水凈化方法只是一種方式，作用有限。

2.5 設計實驗方案

經過學生小組內部交流和討論，教師可要求學生自己在小組中選擇一個大多數人接受的方案，并且指導學生以書面形式呈現方案，有助于提高學生的書面表達能力[4]，在實際開展實驗的過程中，能有效幫助學生發現實驗方案的優缺點，進而優化實驗方案，促進學生綜合素質的提升。比如在“水的凈化”相關知識教學過程中，第一組學生認為使用靜置沉淀的效果更好，第二組認為使用吸附沉淀的效果更好，并以此設計實驗方案。實驗發現，第二組吸附沉淀的效果確實好于靜置沉淀的效果。但是由于實驗所用污水中的懸濁物較多、固體較多，可能也對吸附沉淀產生了一定的作用。在第一組學生的強烈要求下更換了污水類型，發現第二組的方案效果仍然好于第一組的方案，說明針對不同類型的污水，吸附沉淀和靜置沉淀凈化水的效果不同，但總體上吸附沉淀的效果好于靜置沉淀的效果。兩組學生對不同實驗方案的效果以及影響因素進行書面記錄，能幫助學生加深對化學知識的印象，有效強化學生的創客思想意識，幫助學生在萌發靈感之后進行實際操作，切實提高學生的綜合素質水平。

初中化學教師需要重視的是，化學實驗或多或少存在一定的危險性。因此，在學生操作過程中，發現學生操作困難或者存在安全隱患時，教師應該及時叫停實驗，并且指導學生的操作行為，通過這種方式提高學生實驗的安全性。教師還應該重視指導學生正確填寫實驗記錄表，通過這種方式幫助學生良好地認識相關化學知識，比如在檢驗“水的凈化”相關實驗方案時，學生能通過比對實驗數據發現不同方式凈化效果的優勢和劣勢，了解到要想實現吸附沉淀的凈化效果，就要花費更多的時間靜置沉淀。通過這種方式能強化學生的數據意識，有助于學生學習相關數學知識，對學生的跨學科學習和思考能力能起到一定的強化作用。

2.6 實驗分享以及評價反思

學生操作完成之后，初中化學教師應該組織學生分享實驗過程中的問題、實驗操作注意點、實驗結果以及整體的實驗感受，幫助學生養成良好的總結習慣，樹立學習自信心以及積極性，有效提高學生學習化學知識的質量和效率[5]。同時，初中化學教師應該重視教師評價對學生的影響。良好的教學評價能幫助學生發現學習過程中存在的漏洞以及優劣勢，進而幫助學生養成化學核心素養、提高學習質量和水平。

教師在組織學生進行分享和評價時，應將工作重點放在幫助學生分享、交流和反饋上，同時建立學生互評的新型評價方式，幫助學生更加客觀地認識自己的實驗方案優缺點和不恰當的實驗操作行為。比如在溶液相關內容教學中，教師要求學生將實驗中出現的失誤和在實驗中獲得的感受記錄下來。學生分享自己的經驗之后，由另一小組對其表現和方案進行評價，評價內容包括是否忽視了教師講解的重難點知識，導致第一次實驗結果計算錯誤，最終對溶解度產生影響；對基礎知識的掌握是否到位等。采用這種評價方式后，學生的學習素質得到了提升，推動了學生的進步和發展。

3 結語

將創客教育理念融入初中化學實驗教學能有效提高學生的綜合素質，幫助學生提高創新能力、實際動手能力以及跨學科知識應用能力，同時也能幫助學生提高化學知識理解和掌握程度，對提高學生的學習質量和學習積極性有促進作用。因此，初中化學教師在開展實驗教學時，應該將創客教育理念融入實驗教學的各個環節，推動學生全面發展和進步。