利用電子媒體技術激發學生的趣味性學習

趙業平

（定西市隴西縣第一中學 甘肅 隴西 748112）

1.新時代化學教育創新基點

1.1 電子媒體的使用

對比邏輯記憶方法和聲音記憶方法，圖像記憶是目前最合乎人類大腦運作模式的記憶方法。而從邏輯記憶與聲音記憶的死記硬背轉化到圖像記憶的自由聯想，從文字閱讀記憶方式轉化為視覺圖像記憶，是促進學生更快掌握化學知識的有效途徑。例如可以使用ChemDraw,Material Studio等模型軟件快速生成分子空間結構、晶胞晶系三維結構和有機物化學鍵與空間分布。從三維實景的角度認識微觀分子的結構、化學鍵，理解晶胞的形成過程與形態變化，更能幫助學生理解固液氣三相態之間的奇妙變化。在晶體二氧化硅的晶體球棍模型中，我們可以自由切換使用堆積模型和球棍模型，更能通過對比其他體心立方、面心立方的晶格形狀，并通過對比其空間結構，發現其物理熔點、沸點、密度的變化情況。

而結合線下課程使用線上微課，可以在短短幾分鐘里，快速將學生帶入情境，節約教學時間成本，提高教學效率。事實上，互聯網+的實現，已在各行各業越加廣泛地深入。結合書面教學，更可以減輕教師教學壓力。

1.2 虛擬實驗室

在新冠疫情影響下，經濟、教育等各個領域均受到不同程度的影響，為保證教學進度需要完成線上教學，而對于實驗課內容無法實體演示，在這種情況下，虛擬實驗室的開展是保證教學進度和提高教學質量的有效途徑。

而對于探究原子、分子結構的微觀結構來說，使用虛擬實驗室，可以更直觀地觀察到微觀粒子的空間結構，學生更可以根據想象自己創造原子，旋轉、拆分、組合，甚至可以檢驗該原子在自然界是否存在。

虛擬實驗室作為一種基于互聯網應用技術和VR虛擬現實技術全新網絡化實驗操作系統，具有直觀性好、安全性高、操作更規范等優點。例如對于《甲烷的取代反應》和《氯氣的實驗室制法》等危險實驗來說，使用虛擬實驗室，可以有效阻止發生學生操作不規范導致的實驗危險。而對于探究醋酸鈉水解平衡地影響因素的實驗中，更是可以使用虛擬實驗室模擬化學反應的微觀作用過程和宏觀反應速率變化情況，在這樣的過程中讓學生在自我體驗、自我探索中學習化學知識，寓教于樂。

1.3 生活小實驗

除了虛擬實驗室以外，使用生活中處處可見的酸性、堿性物質，同樣可以開展部分居家小實驗。對于酸堿指示劑檢測酸性堿性溶液實驗，可以很容易在家中完成。例如紫甘藍、紫洋蔥、桑葚、黑枸杞中均含有不同含量花青素，而花青素作為一種酚類物質，遇酸遇堿會呈現不同的顏色變化。取適量的紫甘藍或紫洋蔥其切成片，碾碎后放入熱水中充分浸泡，20分鐘后過濾掉殘渣，留下剩下的花青素溶液，此時使用制備好的花青素溶液就可以作為我們所使用的酸堿指示劑。再準備幾個杯子分別倒入適量的白醋、檸檬水、蘇打水、肥皂水，將呈現從紅到藍的變化。而該實驗可以幫助學生深刻認識到酸性物質和堿性物質具有不同的物理化學性質，更能深刻體悟酸性物質、堿性物質在生活中的無處不在。同時我們更是可以通過蒸發來獲得更高酸堿度的溶液，開發出更多的顏色變化。

再如認識銅及其氧化物的實驗中，由于電線中的銅電線多為純銅，我們可以讓學生自己在廢舊的電子元件中獲得銅絲，然后觀察其色澤為亮紅色。再找一個蠟燭對其灼燒，銅絲表明產生黑色物質。而該黑色物質是由于銅和氧氣發生化學反應生成黑色的氧化銅。之后再將其放入使用白醋事先準備好的醋酸溶液，發現其表面的黑色重新變為紅色。這是由于表面的氧化鐵與醋酸發生反應，而銅由于與醋酸很難發生反應而不變色。

以上生活小實驗均是靈活利用各種物質其物理化學屬性的結果，根據這些特性，學生可以探索出更多的生活實驗，使用該種方法，更能提高學生對于中學化學課程的興趣與愛好，充分挖掘學生地主觀能動潛力，激發創造力。

2.學生整體思維培養與教研水平提升

2.1 培養學生整體認知模型

化學中的一個基本誤解是在新獲得的化學概念中加入現有的現象概念，因此初學者認為化學實體本身具有與我們通過感官觀察到的完全相同的“宏觀”性質。那些教授或練習化學的人永遠不會獲得這些誤解，因為他們能夠從一開始就自然地了解這門學科的性質。但結果是，他們仍然沒有意識到他們與之合作的基本假設和理解，而許多初學者一直缺乏這些假設和理解。因此，需要闡明化學理論與可觀察現象相關的工作原理的系統圖景，以便使化學教育者注意到他們已經擁有的、化學初學者缺乏的對這門學科的基本理解，從而使初學者有機會了解化學解釋與可觀察現象的一般關系。在化學理論中，化學實體和物理實體相互聯系的“分層”方式也可以用這種方式澄清。

人們在研究自主學習時需要考慮到集體和情境的整體。我們需要研究人與人之間的關系，以及人與工具（軟件）之間的關系，以及這如何構成一個構建學習和自我調節的系統。Leslie Laud提出并分析了一個這樣的案例，即從自主學習的角度使用博客來幫助學習。該研究闡述了學生網絡博客的各個方面及其與自主性學習的關系。它還表明，網絡博客中表達的非正式的開放式學習也能增強學生對SRL的思考方式。

2020年11月，周永豪[4]通過線上微信問答的方式與青島市四所初級中學的四名化學教師深入溝通發現，其對于系統思維陌生，現有教育體制對于教師對學生的系統思維教育模糊甚至近乎空白。而提高學生整體認知思維，能夠全面發展建設學生化學知識體系，取代孤島式記憶方式，同互聯網架構一樣，實現多個知識點記憶聯想，有助于學生加深印象，增強學生自信力。因此，對于中學課程教學的各個片段，首當其次地建立相應地思維導圖或樹狀圖，提高課程內容之間地聯系，章節之間地聯系、甚至是每章內容內部的聯系。例如對于必修2第一章中對于物質結構和元素周期律的學習，首當其沖應該引導學生觀察我們的物質世界，引導學生思考宏觀物質世界和微觀物質世界，之后再從宏觀規律類比理解微觀規律的能量平衡與能量最低原理，從而實現微觀到介觀再到宏觀的統一。

事實上，從化學哲學的角度來看，國外化學課堂一直以來以激發學生辯論思考潛力，建立整體認知邏輯為著力點。例如Erduan曾提供了一個特別的任務來說明教學如何在哲學討論的背景下進行。作為介紹，學生可以面對他們關于水的基本假設。給他們一杯水，上面寫著H2O和“水”兩個字樣。以化學成分、分子結構和結合為目標的問題可以以引起還原主題的方式提出來。例如：H2O和水的成分一樣嗎？單個H2O加熱到100℃會沸騰嗎？H2O和水能一樣嗎？

對這些問題的介紹有望挑戰學生們的假設，即分子的宏觀性質和微觀性質之間似乎有直接關系的假設。這里的目的不是讓學生回答這些問題，而是喚起他們對化學中基本思維方式之一的好奇心。微觀和宏觀層面的相互作用。此外，創造一種環境，在物質的象征、抽象和具體經驗之間進行明確的比較，可能會讓學生沉浸在哲學思維中。

2.2 課后輔導

學生的學習過程肯定會產生很多的疑問，如果不能及時解決，可能會在某個細節上形成知識體系的硬傷，因為某些問題的產生也是需要情景的激發，我們說的時過境遷也適合學習過程，因此，及時的課后輔導答疑是非常必要的。例如：在乙醇和乙酸的酯化反應實驗中，有的學生提出為什么不是乙醇失去羥基乙酸失去羧基上的氫，我們可以提出使用放射性示蹤原子的方法，把乙酸中羧基中羥基上的氧原子用放射性同位素18O標識，再從產物中發現18O在產物水中，而沒有出現在乙酸乙酯中。這里可以給學生介紹化學史知識，例如匈牙利化學家海維西于1923年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內的分布和轉移。可以開闊學時的知識視野，提高學習興趣。

2.3 教師自身知識結構建設

蘇霍姆林斯基認為，對于教師來說教育的樂趣和幸福來源于科學研究。黃楠等人[6]對貴州省畢節市中學化學教師科研能力進行了相關調查研究，樣品容量為207。研究結果表明，有54.11%的教師認為提高科研能力對中學化學教學的幫助很大。而有超過80%以上的人認為開展中學化學教師科研能力，有助于提高教師綜合素質，提高教師專業知識，更能提高教師對于化學專業的認知能力。可以看出，中學化學教師對于其自身科研水平提升的必要性具有很高的認同度，大力推進開展中學教師科研成果創新，有助于提高教師的教學積極性和教學能力，營造更好的教學氛圍。

教育資源的合理分配同樣是重點區域。教育管理層更要鼓勵相關學科教師，配合課程教學來大力推廣相關虛擬實驗室的線上使用率，調整課程結構。根據相關調查反應，西部相當一部分學校對于新媒體的利用率依舊較低，且更多的是局限于課程教學PPT的展示，而未能充分挖掘和使用新媒體技術。同時存在著基本電腦操作知識技能匱乏，網絡資料檢索能力較差等問題。因此對中學化學教師新媒體使用的相關技能培訓是提高新媒體和“互聯網+”使用率的關鍵因素。

中學化學課程改革的主要目標是力圖體現“為了每一個中學生的發展”。本文從新媒體技術在中學化學課程中的應用出發，針對當前嚴峻疫情形勢下如何開展中學化學課程教學過程中存在的問題，提出了結合新媒體技術和“互聯網+”技術的微課學習和虛擬實驗室使用等相關解決辦法。并針對學生整體認知學習模型和中學化學教師自身科研健身提出了參考意見。理解新時代背景下的化學科學技術，培養學生整體認知邏輯模式和創新聯想力，能夠促進學生形成科學價值觀和實事求是的健康人生觀，更有助于培養學生獨立自主、客觀聯想的具有個人特色的思考模式。