基于學(xué)習(xí)空間重構(gòu)的初中化學(xué)創(chuàng)新實驗室建設(shè)

孫雪艷

摘? 要 基于學(xué)校現(xiàn)有資源，從實用和教育信息化的角度出發(fā)，把傳統(tǒng)的化學(xué)實驗室升級建設(shè)成為初中化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新實驗室，既能滿足初中化學(xué)常規(guī)的實驗教學(xué)，又兼具教師化學(xué)工作坊、學(xué)生化學(xué)社團(tuán)活動室、化學(xué)學(xué)科資源庫等功能，營造了數(shù)字學(xué)習(xí)、實驗與教學(xué)融合的一體化環(huán)境，是以學(xué)生為中心的化學(xué)學(xué)習(xí)空間的重構(gòu)。

關(guān)鍵詞 初中化學(xué);化學(xué)創(chuàng)新實驗室;化學(xué)核心素養(yǎng);微課;混合式學(xué)習(xí);實驗臺;工作坊;數(shù)字學(xué)習(xí)區(qū)

中圖分類號：G633.8? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）07-0012-03

1 前言

近年來，隨著現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變和全國各地中小學(xué)班級容量的減小，中小學(xué)學(xué)科創(chuàng)新實驗室建設(shè)已成為必然趨勢。學(xué)科創(chuàng)新實驗室建設(shè)旨在重構(gòu)與新型教學(xué)模式相匹配的學(xué)習(xí)空間，以滿足支持學(xué)生動手實踐、小組合作和深度學(xué)習(xí)的需要，促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐探究能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。榮成市好運角中學(xué)化學(xué)學(xué)科教師基于學(xué)?，F(xiàn)有資源，從實用和教育信息化的角度出發(fā)，把傳統(tǒng)的化學(xué)實驗室升級建設(shè)成為初中化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新實驗室，既能滿足初中化學(xué)常規(guī)的實驗教學(xué)，又兼具化學(xué)教師工作坊、學(xué)生化學(xué)類社團(tuán)活動室、化學(xué)學(xué)科資源庫、數(shù)字學(xué)習(xí)區(qū)等功能。在遵循傳統(tǒng)實驗室實驗規(guī)律的前提下，充分利用數(shù)字學(xué)習(xí)區(qū)開展實驗教學(xué)，將同步與非同步、線上與線下教學(xué)方式融合在一起，使線上線下教學(xué)資源更豐富、便捷，針對性更強，學(xué)習(xí)效果也較傳統(tǒng)實驗室更明顯。

2 初中化學(xué)創(chuàng)新實驗室的建設(shè)原則

針對學(xué)校傳統(tǒng)化學(xué)實驗室的現(xiàn)狀，如面積不大，有黑板、多媒體、實驗臺等基本的教學(xué)及實驗設(shè)備，化學(xué)學(xué)科教師決定從實用主義的角度出發(fā)，把傳統(tǒng)化學(xué)實驗室升級改造為化學(xué)學(xué)科創(chuàng)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(xiàn)有的設(shè)備，能滿足常態(tài)化的化學(xué)實驗和教學(xué)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?；瘜W(xué)實驗室不同于物理實驗室，不僅涉及水電，還涉及實驗通風(fēng)設(shè)施。因為化學(xué)實驗室涉及有毒有害的實驗用品，教師、學(xué)生長時間在實驗室里學(xué)習(xí)、工作，需要通過增加建筑換氣口，以及設(shè)置高低不同的排風(fēng)口，確保能及時地、有效地排出密度不同的有害氣體，保證創(chuàng)新實驗室空氣質(zhì)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(xiàn)有設(shè)備? 為了進(jìn)一步提升創(chuàng)新實驗室的教學(xué)質(zhì)量，創(chuàng)新實驗室購進(jìn)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(shè)備的再利用。比如黑板、多媒體等設(shè)備等能正常使用的要繼續(xù)使用，實驗臺也是如此，可移動、不涉及水電的實驗臺，可根據(jù)創(chuàng)新實驗室的設(shè)計需要重新擺放位置。盲目購置與現(xiàn)有資源相沖突的實驗設(shè)備，不僅與學(xué)?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)實驗室建筑不協(xié)調(diào)，而且是對現(xiàn)有資源和即將購買資源的巨大浪費。創(chuàng)新的關(guān)鍵在于教師教學(xué)方式和教學(xué)資源的創(chuàng)新，在創(chuàng)新實驗室環(huán)境中，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)空間的重構(gòu)。

能滿足常態(tài)化的化學(xué)實驗和教學(xué)要求? 常態(tài)一方面是指每個創(chuàng)新實驗室能容納48人（山東省對普通初中每個班級人數(shù)的要求），常規(guī)的化學(xué)實驗課全體學(xué)生都能進(jìn)化學(xué)創(chuàng)新實驗室上;另一方面是指化學(xué)學(xué)科教研的地點就在創(chuàng)新實驗室內(nèi)，包括化學(xué)教師的學(xué)科教研、學(xué)生的化學(xué)類社團(tuán)指導(dǎo)等，即在化學(xué)創(chuàng)新實驗室中實現(xiàn)實驗教學(xué)、活動開放、探究答疑和學(xué)科教研的常態(tài)化。

3 以學(xué)生為中心，重構(gòu)化學(xué)學(xué)習(xí)空間

針對傳統(tǒng)實驗室空間布局固定，對學(xué)生合作學(xué)習(xí)活動支持不足，不注重培養(yǎng)學(xué)生的主動探究和動手實踐能力等問題，化學(xué)學(xué)科教師以學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)為中心，對學(xué)校現(xiàn)有的傳統(tǒng)實驗室進(jìn)行再設(shè)計和再提升，將其建設(shè)成為適合學(xué)生合作探究、創(chuàng)新實驗和深度學(xué)習(xí)的化學(xué)創(chuàng)新實驗室（圖1），成為培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)最適合的場所[1]。

改變實驗臺的布置，改進(jìn)學(xué)生的實驗方式? 初中化學(xué)實驗儀器多、實驗藥品雜，需要學(xué)生人人動手的分組實驗需求大，而傳統(tǒng)化學(xué)實驗室空間有限，如何存放實驗儀器和實驗藥品并便于學(xué)生經(jīng)常性實驗，成為化學(xué)教師亟待解決的問題。為此，將原來位于實驗室前側(cè)、占據(jù)空間大的演示臺撤去，以擴大用于學(xué)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(xué)實驗儀器，改進(jìn)探究實驗效果。

一張實驗臺可分成兩組進(jìn)行實驗，也可分成三組進(jìn)行實驗，當(dāng)課堂上進(jìn)行實驗時，學(xué)生拉開抽屜就可以進(jìn)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(xué)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?shù)絼?chuàng)新實驗室前面的教學(xué)一體機上。

設(shè)立化學(xué)學(xué)科工作坊區(qū)? 創(chuàng)新實驗室除了上常規(guī)的初中化學(xué)實驗課外，還承擔(dān)著化學(xué)教師學(xué)科教研、學(xué)生化學(xué)類社團(tuán)等課余活動，所以設(shè)立化學(xué)學(xué)科工作坊，為教師與學(xué)生一起進(jìn)行化學(xué)實驗、分析實驗過程、探究實驗現(xiàn)象和討論實驗結(jié)果提供一個專屬環(huán)境空間，是化學(xué)學(xué)習(xí)和學(xué)校資源管理的雙贏。化學(xué)學(xué)科工作坊設(shè)置教師辦公區(qū)、學(xué)生作品展示區(qū)及化學(xué)學(xué)習(xí)資料區(qū)，通過創(chuàng)設(shè)可視化的化學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究化學(xué)的興趣，有效推動化學(xué)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

教師辦公區(qū)用于學(xué)科教研教師之間的研討交流和化學(xué)類社團(tuán)教師與學(xué)生之間的交流。一方面在進(jìn)行實驗研究的同時，與此實驗有關(guān)的常規(guī)教學(xué)課也可以在創(chuàng)新實驗室上，改變以前實驗集中做、與此實驗相關(guān)的探究學(xué)習(xí)分開進(jìn)行的弊端，實現(xiàn)實驗教學(xué)與常規(guī)教學(xué)的無縫對接;另一方面，初中化學(xué)涉及實驗的知識點比較多，由于中考臨近，學(xué)習(xí)只有短短的兩個學(xué)期，又面臨時間緊湊的現(xiàn)狀，學(xué)生需要在創(chuàng)新實驗室進(jìn)行實驗和討論的人次大大增加[2]，常規(guī)的學(xué)科教室常常無法兼顧這個問題，因此在創(chuàng)新實驗室設(shè)置教師辦公區(qū)域，涉及與實驗相關(guān)的教學(xué)時，本學(xué)科教師就在創(chuàng)新實驗室里辦公。

化學(xué)學(xué)習(xí)資料區(qū)放置與化學(xué)相關(guān)的傳統(tǒng)媒介資源，換句話說，就是把傳統(tǒng)圖書館里與化學(xué)有關(guān)的資源移動到距離化學(xué)學(xué)習(xí)最近的位置。學(xué)生作品展示區(qū)用于展示初中生化學(xué)學(xué)習(xí)過程中生成的創(chuàng)新設(shè)計、原創(chuàng)作品以及典型的化學(xué)實驗裝置等材料?；瘜W(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，初中是為學(xué)生整個化學(xué)學(xué)習(xí)奠基的階段，承擔(dān)著激發(fā)興趣、奠定認(rèn)知、培養(yǎng)實踐動手能力等核心素養(yǎng)的任務(wù)。創(chuàng)新實驗室以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)為目標(biāo)，設(shè)立學(xué)生作品展示區(qū)及化學(xué)學(xué)習(xí)資料區(qū)，為實現(xiàn)這一目標(biāo)提供了可能。

設(shè)立化學(xué)數(shù)字學(xué)習(xí)區(qū)? 針對學(xué)生利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)已成為常態(tài)的現(xiàn)實，創(chuàng)新實驗室還設(shè)立了化學(xué)數(shù)字學(xué)習(xí)區(qū)，開展化學(xué)史展覽、化學(xué)科學(xué)紀(jì)錄片展播等活動。同時，化學(xué)組教師在超星學(xué)習(xí)通上建立了微課平臺，并拍攝制作了大量的化學(xué)學(xué)科微課，形成學(xué)科微課程群，用于解決化學(xué)疑難問題。學(xué)生可以在數(shù)字學(xué)習(xí)區(qū)觀看這些微課，在留言板、論壇中與化學(xué)教師交流互動，還能加入化學(xué)學(xué)科微信群，進(jìn)行深入討論。

4 創(chuàng)新實驗室環(huán)境下混合式學(xué)習(xí)的推進(jìn)

現(xiàn)在的初中生習(xí)慣于在網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)，是典型的“數(shù)字化原住民”。為滿足初中生化學(xué)學(xué)習(xí)的個性化需要，化學(xué)組教師又建設(shè)了化學(xué)虛擬學(xué)科教室，在超星學(xué)習(xí)通上建立了微課平臺，并錄制了大量的化學(xué)學(xué)科微課，形成了化學(xué)學(xué)科微課群，以幫助學(xué)生解決化學(xué)學(xué)習(xí)中的疑難問題。在網(wǎng)絡(luò)化學(xué)學(xué)科教室中，學(xué)生可以觀看微課，完成教師設(shè)置的任務(wù)點，還能在網(wǎng)絡(luò)作業(yè)和考試中與教師互動交流，并能加入化學(xué)學(xué)科QQ群進(jìn)行隨時隨地的碎片化學(xué)習(xí)和交流。通過平臺大數(shù)據(jù)分析和生生互評，對學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行多維度的動態(tài)化評價。

在傳統(tǒng)實驗室中，學(xué)習(xí)空間是相對封閉靜止的，在創(chuàng)新實驗室利用數(shù)字化學(xué)習(xí)區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，可在一定程度上突破學(xué)習(xí)空間和學(xué)習(xí)時間的限制，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)空間的重構(gòu)[3]，充分發(fā)揮現(xiàn)實課堂學(xué)習(xí)與虛擬網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)各自的優(yōu)勢。依照自己的學(xué)習(xí)實際情況，學(xué)生可以自由選擇在哪個化學(xué)學(xué)習(xí)空間進(jìn)行學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)空間相對比較自由，學(xué)生可以自主管理過程，包括內(nèi)容、學(xué)習(xí)速度及頻率等。在創(chuàng)新實驗室中，學(xué)生是教與學(xué)各項活動的主體，新課程倡導(dǎo)的“以學(xué)生為中心”在這里得到充分體現(xiàn)。

在遵循傳統(tǒng)實驗室實驗規(guī)律的前提下，充分利用數(shù)字學(xué)習(xí)區(qū)開展實驗教學(xué)，將同步與非同步、線上與線下教學(xué)方式融合在一起，使線上線下教學(xué)資源更豐富、便捷，針對性更強，學(xué)習(xí)效果也較傳統(tǒng)實驗室更明顯。數(shù)字化教學(xué)平臺為多元化教學(xué)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(huán)境，課上與課下、線上與線下都可進(jìn)行。

創(chuàng)新實驗室環(huán)境下，將傳統(tǒng)物理學(xué)習(xí)空間和虛擬學(xué)習(xí)空間緊密結(jié)合，兩種學(xué)習(xí)空間互為補充、支撐和照應(yīng)，不僅有利于高效利用，創(chuàng)新優(yōu)化各種教學(xué)資源，也有利于教學(xué)方式方法的開拓創(chuàng)新，突出學(xué)生的主體地位，創(chuàng)建動態(tài)開放的教學(xué)環(huán)境。

5 結(jié)語

初中化學(xué)創(chuàng)新實驗室的建立，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的時間和空間，促進(jìn)了化學(xué)學(xué)習(xí)空間的重構(gòu)?；瘜W(xué)是注重實驗探究的自然基礎(chǔ)科學(xué)，初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)該著眼于培養(yǎng)學(xué)生必備的實驗和探究能力，使創(chuàng)新實驗、合作探究、深度反思等成為學(xué)生的核心素養(yǎng)，融實驗探究、學(xué)科教研與數(shù)字化學(xué)習(xí)為一體的化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新實驗室為這些提供了可能。創(chuàng)新實驗室環(huán)境下，學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)空間相對比較自由，線上線下教學(xué)資源更豐富、便捷，針對性更強，學(xué)習(xí)效果也較傳統(tǒng)實驗室更明顯。通過創(chuàng)新實驗室的建設(shè)，引導(dǎo)教師從傳統(tǒng)的實驗教學(xué)走向現(xiàn)代信息化教學(xué)，推動項目式教學(xué)法、混合式教學(xué)法、信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科深度融合等，把前沿、有價值的知識技能傳授給學(xué)生，不斷提高化學(xué)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量，有效提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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

[2]浙江省教育技術(shù)中心.浙江省中小學(xué)學(xué)科教室和創(chuàng)新實驗室建設(shè)工作研討會召開[J].實驗教學(xué)與儀器，2019，36（3）：55.

[3]哈蒂.可見的學(xué)習(xí)[M].彭正梅，等譯.北京：教育科學(xué)出版社，2016