陳芳芳

摘 要：本研究利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺、微信公眾平臺等互聯(lián)網(wǎng)方式設(shè)計(jì)多樣化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè);通過借助互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計(jì)家庭趣味實(shí)驗(yàn)作業(yè)，增加作業(yè)的靈活性，避免枯燥無味的練習(xí)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”下的高中實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)使得作業(yè)更具有及時(shí)性、針對性、多樣性的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”;高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)作業(yè);作業(yè)設(shè)計(jì)

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)作業(yè)的設(shè)計(jì)是化學(xué)作業(yè)的重要形式之一。實(shí)驗(yàn)作業(yè)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室外的環(huán)境中，通過易得的、簡單的用具和生活材料進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)的活動[1]。從目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以看到，受一些外界因素的影響，化學(xué)教師在布置作業(yè)時(shí)，均以紙筆練習(xí)方式為主，較少布置課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)。即使有布置，一方面由于條件的限制，學(xué)生不一定會完成，另一方面即使完成作業(yè)了，教師也沒能及時(shí)收集學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，無法進(jìn)行相關(guān)的反饋。隨著移動設(shè)備的普及，依托各種現(xiàn)代軟件，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的布置、提交、評改和展示等過程，加強(qiáng)師生之間的互動交流[2]。

利用互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)置高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)，不但降低了實(shí)驗(yàn)操作的危險(xiǎn)性，而且增加了作業(yè)的趣味性，符合學(xué)生多元化發(fā)展的需求，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，以移動互聯(lián)網(wǎng)為切入點(diǎn)，借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化的相關(guān)軟件，尋求一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)是非常有必要的。

二、互聯(lián)網(wǎng)模式下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)策略

（一）“素養(yǎng)”為本的網(wǎng)絡(luò)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)題的設(shè)計(jì)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）中提到化學(xué)課程基本理念之一：重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

以素養(yǎng)為本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的作業(yè)設(shè)計(jì)具有內(nèi)容覆蓋面廣、情境素材熟悉、重視實(shí)驗(yàn)原型的遷移等特點(diǎn)，旨在通過完成作業(yè)的過程中，能夠構(gòu)建知識體系。而借助互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過試題搜索軟件、試題講解視頻等學(xué)習(xí)平臺，能夠及時(shí)反饋知識的掌握情況，也有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和系統(tǒng)性思維，提升化學(xué)科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。特別是在高三復(fù)習(xí)時(shí)，通過回歸教材實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)原型遷移能立竿見影地解決學(xué)生由于缺乏動手的機(jī)會而造成的對實(shí)驗(yàn)情境陌生，無法解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的實(shí)際問題。以高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合復(fù)習(xí)習(xí)題為例：

例題：如圖1所示裝置可用來制備Fe（OH）2，并觀察其在空氣中被氧化時(shí)顏色的變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6 mol·L-1的硫酸，其他試劑任選。

1.B中盛一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是______，A中反應(yīng)的離子方程式是__________________________________。

2.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將止水夾E________（填“打開”或“關(guān)閉”），C中收集到氣體的主要成分是________。

3.簡述生成Fe（OH）2的操作過程：_________________________________________。

4.拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________。

遷移：（2018·全國卷Ⅰ，26）

醋酸亞鉻[（CH3COO）2Cr·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價(jià)鉻還原為二價(jià)鉻;二價(jià)鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

1.實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是_______。儀器a的名稱是________。

將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關(guān)閉K3。

2.①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為_______。

②同時(shí)c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是____________________。

3.打開K3，關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d，其原因是_________;d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是________、________、洗滌、干燥。

4.指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)__________________。

（二）利用智能交互終端布置虛擬實(shí)驗(yàn)室仿真軟件實(shí)驗(yàn)作業(yè)

智能交互終端指的是以智能手機(jī)、智能平板等為代表的互聯(lián)網(wǎng)終端;仿真實(shí)驗(yàn)作業(yè)是指利用計(jì)算機(jī)軟件模擬，將傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作與虛擬的實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合，利用虛擬實(shí)驗(yàn)室仿真軟件中呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)器材，以鼠標(biāo)鍵盤或者觸屏等交互模式進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前在平臺云端布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)，學(xué)生登錄操作平臺預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并完成模擬實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)作業(yè)不僅可以讓學(xué)生課前有充裕的時(shí)間構(gòu)想實(shí)驗(yàn)探究完成探究性操作，還能夠讓學(xué)生充分熟悉實(shí)驗(yàn)過程，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成果帶來的快樂;而且避免有些實(shí)驗(yàn)因危險(xiǎn)性、藥品的毒性、操作煩瑣而無法進(jìn)行，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)者。

利用THIX公司開發(fā)出的Chemist手機(jī)軟件[3]，Chemist進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都非常逼真，具有3D的視覺和聽覺效果、豐富的儀器和藥品以及能自動生成試驗(yàn)報(bào)告的功能。Chemist可以模仿燃燒、爆炸、煙霧、顏色變化等真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)的局限性。學(xué)生在完成教師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)之后，還可以使用其他相近的藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。例如：在學(xué)習(xí)“金屬鈉的性質(zhì)”這一節(jié)，教師通過仿真實(shí)驗(yàn)軟件布置金屬鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，模擬的化學(xué)反應(yīng)和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常相近。學(xué)生完成鈉的相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作后還可以嘗試使用其他活潑的堿金屬，比如：鉀與水的反應(yīng)，鉀遇水后，迅速和水發(fā)生劇烈反應(yīng)，鉀燃燒后發(fā)出耀眼白光，不一會燒杯就會發(fā)生爆炸破碎。在實(shí)驗(yàn)探索中，學(xué)生不僅可以體驗(yàn)逼真的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所帶來的震撼，同時(shí)能發(fā)展學(xué)生探索性思維能力。

（三）利用微信公眾號發(fā)布實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)作業(yè)

微信公眾平臺可通過后臺進(jìn)行多功能的信息推送。通過微信公眾平臺發(fā)布豐富的學(xué)習(xí)資源能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)增強(qiáng)感性認(rèn)識。對于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，課前選定相關(guān)學(xué)習(xí)資源并通過微信公眾號發(fā)布，如：實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案、實(shí)驗(yàn)操作視頻、實(shí)驗(yàn)背景知識的介紹等。可將實(shí)驗(yàn)操作中的重要步驟制作成動圖、視頻、照片，便于理解和加深印象。與以往教材中單調(diào)枯燥的文字練習(xí)不同，平臺提供的學(xué)習(xí)資源形式新穎，生動直觀。

例如：講解乙酸乙酯的學(xué)習(xí)資料包括預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容（酯化反應(yīng)的原理;如何提高可逆反應(yīng)的產(chǎn)率等）;蒸餾裝置的安裝視頻;分水器的使用視頻;有機(jī)物的分離提純方法視頻（重結(jié)晶;洗滌;萃?。┑葘⑦@些視頻上傳到微信公眾平臺上。由于學(xué)生之前沒有接觸過有機(jī)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，特別是蒸餾的原理、分離提純，對這個(gè)內(nèi)容較陌生。即使教師在課上講解，學(xué)生也是一知半解。借助微信公眾平臺學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容，理解其原理，反復(fù)觀看視頻，加深印象。再如：“氯氣的制備及其性質(zhì)探究”的實(shí)驗(yàn)，由于氯氣是有毒性的，在實(shí)際教學(xué)中基本不會在課堂上制取氯氣，教師通過微信公眾平臺，課前將氯氣的制取實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的視頻、預(yù)習(xí)任務(wù)單、預(yù)習(xí)檢測題整合后發(fā)布到微信公眾平臺上。像氯氣這種有毒氣體在實(shí)際的教學(xué)時(shí)很難將真正的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)給學(xué)生，在課前通過將與該實(shí)驗(yàn)有關(guān)的學(xué)習(xí)資源整合到互聯(lián)網(wǎng)平臺上，不僅解決了實(shí)驗(yàn)受限的尷尬，而且能夠給學(xué)生不一樣的觀感體驗(yàn)。

（四）利用移動互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計(jì)家庭趣味實(shí)驗(yàn)作業(yè)

將趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)或與生活有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象通過移動互聯(lián)網(wǎng)平臺查詢相關(guān)資料，并將制作作品的過程以視頻、照片集、語音等形式通過微信、QQ等分享到班級群里或發(fā)布到微信公眾號，引導(dǎo)學(xué)生合作探究和互動交流。移動互聯(lián)網(wǎng)為課外作業(yè)提供豐富的素材，提高學(xué)生的感性認(rèn)識，增加了作業(yè)的創(chuàng)新性。由于題目的靈活性而不再局限于書本資料，這對選題有更高的要求。教師借助移動互聯(lián)網(wǎng)布置課外實(shí)驗(yàn)作業(yè)時(shí)，應(yīng)多選擇貼近學(xué)生生活情境的素材以增加作業(yè)的趣味性和靈活性。學(xué)生在完成作業(yè)中能夠體驗(yàn)原汁原味的知識，也感受到化學(xué)知識的魅力。

例如：學(xué)習(xí)“糖類”一節(jié)后，教師以“甜酒的釀造”為主題設(shè)計(jì)課外作業(yè)：“你聽過米酒嗎？我們知道有些食物中含有淀粉，比如：糯米，請你嘗試用糯米來釀造米酒。課后可以利用互聯(lián)網(wǎng)平臺查閱資料，如何制造香甜的米酒，下次帶來和大家一起分享品嘗?！睂W(xué)生在進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)及時(shí)在微信班級群里分享成果，相互探討，如將制作過程拍成視頻并介紹制作的注意事項(xiàng)、分享釀造過程中的工藝等。通過選用學(xué)生日常熟悉的米酒作為作業(yè)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，化“被動學(xué)習(xí)”為“主動學(xué)習(xí)”，促進(jìn)觀點(diǎn)的碰撞，在合作學(xué)習(xí)中共同成長。

（五）利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間平臺優(yōu)化實(shí)驗(yàn)作業(yè)

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間是集數(shù)據(jù)、服務(wù)、資源為一體，利用移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行線上教研、線上測評、線上答題的教育信息化平臺。信息化輔助教學(xué)背景下，網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)平臺既可以整合教學(xué)資源、優(yōu)化教學(xué)，還可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。傳統(tǒng)的作業(yè)設(shè)計(jì)單一，作業(yè)完成質(zhì)量下降。借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，優(yōu)化作業(yè)方式，設(shè)置自主探究模式，能夠提高作業(yè)的自主性和自覺性。

例如：在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“氨氣的化學(xué)性質(zhì)”的教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識氨氣的性質(zhì)及其用途。在課前，為培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力，教師利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)平臺，上傳導(dǎo)學(xué)材料——氨氣泄漏的新聞視頻、氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn);并上傳導(dǎo)學(xué)案，設(shè)置問題情境——從視頻中，你對氨氣的性質(zhì)有哪些認(rèn)識？噴泉實(shí)驗(yàn)的原理是什么？學(xué)生通過移動終端設(shè)備進(jìn)行高效的課前預(yù)習(xí)。教師通過評閱學(xué)習(xí)平臺上的學(xué)生活躍度，能及時(shí)檢測分配給學(xué)生的導(dǎo)學(xué)案。在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以有效監(jiān)控實(shí)驗(yàn)活動，發(fā)現(xiàn)學(xué)生能夠更規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并將自己的課前學(xué)習(xí)心得分享給其他同學(xué)，實(shí)現(xiàn)互幫互助。

結(jié)束語

利用互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計(jì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，滿足學(xué)生多元化發(fā)展的需求，提高學(xué)生知識遷移能力，使他們能夠?qū)λ鶎W(xué)知識融會貫通，并增強(qiáng)化學(xué)與生活之間的聯(lián)系。但是，互聯(lián)網(wǎng)模式下的作業(yè)設(shè)計(jì)也會出現(xiàn)弊端。隨著網(wǎng)絡(luò)搜索引擎的增多，對于自控能力較差的學(xué)生，游戲、網(wǎng)絡(luò)視頻等與作業(yè)無關(guān)的信息必然會影響他們完成作業(yè)的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹彬彬，竺麗英，王祖浩，等.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)性作業(yè)的實(shí)施與評價(jià)[J].化學(xué)教育，2016，37（21）：25-28.

[2] 陳君.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的初中生物學(xué)課外作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[D].魯東大學(xué)，2017.

[3] 陳欣宇.“互聯(lián)網(wǎng)+”下的仿真實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)[D].河南大學(xué)，2018.

本文系石獅市2019年教育科研課題“核心素養(yǎng)視域下的高中化學(xué)網(wǎng)絡(luò)化校本作業(yè)的實(shí)踐”的研究成果。課題編號：SGC2019-24。