基于信息技術的綠色化學在實驗教學中的策略研究

張緋華

（福建省福州三牧中學，福建福州 350001）

引 言

信息技術作為有效的教學模式革新手段，在初中化學教學中，能夠確保“綠色化學理念”得以落實。本文將重點闡述在初中化學教學中，基于信息技術的綠色化學在實驗教學中發揮的重要作用，以及具體的實踐方法。

一、初中化學教學中“綠色化學理念”涵蓋的層面

綠色化學主要指的是設計和研究一些對環境污染和危害程度比較低甚至沒有污染的化學品和生產過程[1]。將這一源自美國的化學學科教育發展理念滲透到我國初中階段的化學教學中，具體涵蓋以下三個層面。

第一，基于化學學科的教育使命——培養學生化學學科的學習使命感，清晰知曉隨著社會發展需求的變化，化學教育要為全球環境保護事業服務。

第二，“盡小者大，慎微者著”——對剛入門學習化學學科的學生來說，在學習過程中形成學習使命的同時，要將綠色化學理念滲透到學習的細節中，通過改變學習途徑，以化學實驗耗材的保護引申來培養實驗資源的保護意識；以最大化降低化學實驗有害物質、氣體、廢棄物的認知引申來培養學生關注日常生活中化學學科所覆蓋的應用領域，引導學生充分重視環保問題。

第三，“科學的偉大進步，來源于嶄新與大膽的想象力。”——培養學生的化學學習創新精神，鼓勵學生通過自主學習探索，提出化學學習的創新、綠色學習途徑。

二、信息技術在初中化學實驗中發揮的作用

（一）轉變實驗模式，推動綠色化學實驗發展

將信息技術作為初中化學實驗目的、過程、材料、反應等實驗要素的表達手段，代替實際操作實驗過程的教學方法，可以大大地減少實驗材料的耗費，降低實驗過程潛在的風險，實現化學實驗的綠色轉型。在化學學科實踐教學改革的歷程中，為了在教學中有效滲透環保意識，很多基礎教育領域的學校紛紛實踐可行性更強、靈活度更高的微型化學實驗[2]。然而，微型實驗也不能完全消除潛在的實驗風險。但基于信息技術的綠色化學實驗能夠做到完全消除實驗風險，卻不影響學生對實驗的觀察視角，甚至可以為學生在同樣的實驗時間內，提供更加多樣化的化學藥品反應現象的觀摩機會。

信息技術除推動實驗過程的綠色化變革外，基于信息技術的化學學習資源，可供學生對實驗進行反復觀察與學習，從而提升學生對化學實驗的認知效率，幫助學生抓住實驗的關鍵信息，提升數字化實驗教學資源的利用率，這同樣是踐行綠色化學理念的一種體現。

（二）為初中化學創設多元化的實驗教學情境提供了有利條件

當下初中化學實驗教學中借助的信息技術大多為多媒體教育技術，其中包括實驗教學視頻，如《（人教版）初中化學實驗合集》《初中化學關于爆炸實驗集錦》《初中化學實驗操作示范》等；還包括幫助學生針對性提升化學成績，以及解決學生對具體實驗問題有疑惑的微課，如《燃燒條件實驗》《中考化學考點解析之常考的十八個實驗現象的敘述》《實驗方案的設計與評價》等；同時，包括以學生為多媒體化學實驗內容設計者或操作者的多媒體實驗學習內容，如電子化的、可展示的文檔或PPT化學實驗自主探究成果。

除了以上提到的功能導向的信息技術綠色化學實驗教學素材，當下還有一些興趣導向的自主學習素材，如化學動漫——《初中趣味科學實驗——化學》；有助于提升學生化學實驗體驗感，具有互動性、過程化要求的化學實驗App，如NB化學實驗學生端。

在不考慮當下信息技術在初中化學教學中的應用水平和當下初中生自身的信息技術掌握水平的理想條件下，實踐基于信息技術的綠色化學實驗，是一種將化學“理想實驗”“抽象實驗”實現具象化、直觀化的一種實驗表達手段，能夠讓學生高效地理解實驗的各項要點。

三、基于信息技術的綠色化學實驗實施策略

（一）構建信息化綠色化學實驗課堂

鑒于多媒體技術、智慧課堂等教育信息技術的不斷迭代與普及，教師通過導入化學實驗微課或教學視頻，能簡化實驗教學的儀器準備、實驗流程設計等過程。在以信息技術為化學實驗呈現手段的課堂情境中，化學教師可由實驗課堂組織管理者、實驗示范者、操作者等角色轉變為實驗觀摩者、實驗現象描述者、實驗結論啟思者等角色。這樣的教學模式有助于集中學生的注意力，使其不受現場實驗器材、化學藥品、操作不規范等要素的干擾。

（二）實現信息化綠色化學實驗與實踐性微型化學實驗的有效結合

為了確保學生能夠在化學學習中得到全面發展，化學教師可以通過巧妙的教學設計，將信息化綠色化學實驗與實踐性微型化學實驗進行有效結合，甚至融合，在貫徹綠色化學這一理念的前提下，為學生創造體驗性、趣味性均更強的微型化學實驗機會。

其間，信息化綠色化學實驗教學資源可發揮的作用包括：第一，對學生的動手實驗過程進行指導；第二，在教師精心設計“錯誤教學資源”的前提下，讓學生通過切實的實驗操作，從實驗行動中獲得目標化學實驗知識點的真知，借此讓學生從動手實驗中感悟關于學習、關于知識獲取的“真理”。

（三）實施基于信息技術的綠色化學實驗翻轉教學模式

信息化綠色化學實驗教學資源的“信息化”屬性，決定了化學實驗教學資源的應用空間、應用時間都已延伸與擴展，不僅被應用于化學實驗教學課堂中，還可以應用于學生的課前預習、課后鞏固等學習環節中。一方面這樣的學習方式體現了學生綠色化的化學學習過程；另一方面，學生能夠基于對這些資源的學習，不僅熟悉化學實驗的過程與現象，還能掌握微觀化學元素變化的原理。

（四）鼓勵學生對基于信息技術的綠色化學實驗進行創新

初中階段的學生已經具有相對良好的自主學習與探究能力，從跨學科的角度來看，在互聯網陪伴下成長的這一代學生，對信息技術是不陌生的，甚至很多學生對信息技術的應用水平比較高，在初中階段已經掌握了借助信息技術進行繪畫創作、建模、剪輯制作視頻，甚至編程等能力。因此，對于初中化學教師而言，在設計化學實驗教學方案時，可以嘗試對學生提出一些“高要求”，激發學生將自身掌握的信息技術手段與化學學科的教學要求、學習要求進行有效結合，或許一些學生會取得出人意料的基于信息技術的綠色化學實驗自主學習成果，如使用幾何畫板對化學反應進行模擬，或者將繪圖軟件、基礎動畫制作軟件與初中化學實驗進行有機結合，自主創作化學實驗漫畫、動畫等。

結 語

信息技術作為基礎教育領域普及應用的教育技術，在與初中綠色化學實驗結合的過程中，化學學科的學科特性及“綠色化學”這一學科理念都會被信息技術手段放大。我們圍繞“教師作為施教主體，學生作為受教主體，而教師與學生均為信息技術、化學實驗技術的操作主體、應用主體”這個教學思路設計信息化綠色化學實驗教學策略時，便能夠將“綠色化學理念”的教育教學實用價值與實用性層級結構清晰地展現出來，讓教師、學生，以及化學學科均成為信息技術背景下“綠色化學理念”的受益主體。