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以《酸与碱》单元为例基于NOBOOK平台的闯关小实验在初中化学实验教学中的案例研究
摘要:为调动学生的求知欲好奇心,激发学生学习化学的兴趣,本文以《酸与碱》单元为例,借助NOBOOK虚拟化学实验室软件,联系实际,重点研究闯关化学小实验在初中化学教学中的实施过程及实践的效果。通过逐步闯关,提升实验探究能力,增强创新意识,改善“游戏网瘾”问题,树立正确的人生观和价值观。希望本研究对中学化学教师今后开展虚拟闯关实验教学提供一定的参考和借鉴作用。
关键词:NOBOOK虚拟实验室,闯关小实验,《酸与碱》单元。
1、基于NOBOOK平台的闯关小实验实施的背景
1.1课程标准及上海中考新政改革解读
2022版《义务教育化学课程标准》指出:“科学探究与实践主要包括:以实验为主的科学探究能力,通过技术手段获取和加工信息的自主学习能力,运用简单的技术与工程方法设计、制作与使用相关模具和作品的能力,与他人分工协作、沟通交流、合作问题解决的能力等。”
2020年《初中物理和化学学科实验教学指导意见》(试行稿)中指出:“要将现代教育技术融入实验教学。”
1.2初中化学实验教学现状
随着新教材新课标的改革,初中化学初始阶段理论性基础的化学知识相对较多,学生易于掌握,学习积极性较高。但随着溶液、酸、碱、盐、金属等知识出现,难度加大,对学生的综合能力有了更高的要求,化学实验是激发学生学习化学积极性的重要手段,当前化学实验教学中依然存在诸多问题,例如:欠发达地区的学校往往化学实验设施器材落后、药品种类不全;很多化学实验通常采用视频、投影展示实验,学生不能设计实验,不利于学生主动学习等良好学习习惯的养成。
1.3研究价值
基于NOBOOK平台的闯关小实验,学生可以随机选择化学实验药品及仪器,会更大胆、更积极主动地进行实验探究;能够提高学生分析解决问题能力、实验设计能力、知识梳理归纳能力以及创新意识。
2、NOBOOK虚拟实验室及其闯关小实验简介
2.1NOBOOK虚拟实验室
NOBOOK虚拟实验室(以下简称NB虚拟实验室)平台利用计算机技术来实现各种虚拟实验环境。[1]在NB虚拟实验室中,学生既可以动手操作,又可自主设计实验,有利于培养操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。
2.2基于NB虚拟实验室的闯关小实验
化学实验是学生学习化学兴趣的一个激发点,基于NB虚拟化学实验软件设置难度级别不同的闯关小实验,逐步闯关,激发不同层次学生学习化学的兴趣。
3、基于NB平台的闯关小实验在初中化学实验教学中的实践运用
基于NB虚拟实验室的闯关小实验旨在激发学生学习兴趣,设计过程中注重与生活的联系,并且关注学生的可持续发展,[2]下面将以《酸与碱》单元为例,简述基于NB虚拟实验室的闯关小实验在初中化学教学中的具体应用:
3.1以《酸与碱》单元为思路构建闯关小实验。
3.1.1基于NB平台构建闯关小实验。
①注重单元小实验与课时小实验的关联性。
单元小实验的设计要注重与课时小实验设计的关联性。如《酸的性质研究》闯关小实验:“正确取10ml浓盐酸并观察现象”为第一关,“用质量分数为37%浓盐酸稀释配制100g质量分数为1%的稀盐酸”为第二关,“观察紫色石蕊或无色酚酞在稀盐酸中的颜色变化”为第三关,“设计实验除去水壶中的水垢”为第四关,“自主设计实验除去铁钉中的铁锈”为第五关;贯穿整个单元的小实验如:“自主设计实验探究稀盐酸与NaOH溶液是否发生了化学反应。
②注重紧密联系生活实际。
利用NB闯关小实验关注学生深度思维的培养,闯关小实验不仅仅局限于书本上的实验,也延伸到课外小实验比如“请你设计小实验除去家庭中水壶中的水垢。”引导学生感受到化学取于生活,用于生活,培养学生感悟生活与化学的密切联系。
3.1.2回归线下化学实验室终极闯关小实验。
走进化学实验室根据《酸与碱》单元所学知识,自主设计实验解决生活中实际问题。如:“请你自备泡腾片,走进化学实验室,自主设计实验探究泡腾片中的有效成份?”并通过实验分析总结应用了酸与碱哪些的性质?
3.2学生在电脑或平板上闯关NB平台化学小实验。
3.2.1逐步闯关小实验,获得成就感。
不同学生之间存在差异性,接受这种差异,因此,在NB虚拟化学实验软件上设置一些难度级别不同的化学小实验。实验完成的过程中,学生通过步步闯关到最高级别的自主设计实验,整个过程引导学生逐渐找到成就感,提升学习化学的幸福感。
3.2.2课上或课下都可以在线闯关。
课上当场不能完成的化学实验,学生通过NB虚拟化学实验在线学习,这样更直观的理解如浓硫酸、氢氧化钠等物质性质等知识;课下,回家作业中学生不更愿意通过闯关化学小实验总结本单元知识。
3.3学生闯关成功分享实验过程。
学习者掌握了一定的学习方法后,往往能够提升学习兴趣,改善学习效果,易产生成就感,进而激发学习者的学习兴趣和积极性[2]。一步步成功闯关化学小实验,给学生带来一种成就感,闯关成功的学生会更加积极、主动地分享自己在实验过程中的操作、现象及遇到的问题,愿意分享自己的成功经验帮助其他同学顺利闯关,这样有利于达到一种“生生互动”学习状态的良性循环。
3.4学生回归真实化学实验室,感受虚拟实验室与真实实验操作的区别。
在“NB虚拟化学实验室”与“线下真实化学实验室”教学过程中,抓住机会引导学生认识到“线上与线下不一样,线下更真实”,帮助那些有游戏网瘾的学生认清现实与虚拟世界的区别,引导学生回归现实,热爱生活,珍惜生命,从而树立正确的人生观、价值观。
4、基于NB平台的闯关小实验在初中化学实验教学中的收获
4.1学生学习积极性高涨。
走进NB虚拟化学实验室学生学习化学积极高涨,就连平时课上几乎不发声音的学生也积极主动发言,想要借助“闯关小实验”展示一下自己的化学本领。这样的尝试无形中大大增加了学生学习化学的积极性。
4.2部分学生克服了“游戏网瘾”,树立了正确的价值观与人生观。
随着时代的发展,“线上、线下结合教学”成为一种教育发展的必然趋势。w同学说的:“虽然虚拟实验室很清晰,但做化学实验就没有现实操作好,感觉线下实验室更容易理解,也看得更明白,网上操作和实际操作还是有很大不同。闯关小实验很有意思,每节化学课最愿意上这个环节”。不爱学习的同学感受到了化学学习的乐趣所在,爱上化学。
4.3不同层次学生可持续性发展。
尊重学生的个性,接纳学生差异性[3],在教学过程中设置难度程度不同的化学小实验,既可以满足基础较弱学生学习需求,也可以满足基础较好学生的能力提升,从而可以很好地达到针对化学习指导效果,保证每一位学生都得到可持续性的发展。
新课标新新教材改革对学生的理化操作等综合能力有了更高的要求,本文期望以《酸与碱》单元为例,尝试借助NB虚拟实验室软件,联系生活实际,设计闯关小实验并应用在初中化学的实验教学过程中,对初中化学实验教学提供一些参考与借鉴作用。
参考文献
[1]朱世根,华杰.NOBOOK虚拟实验在初中化学教学中的应用——以“一氧化碳的性质”教学设计为例[J].广东化工,2019,46(21):182-185.
[2]纪明泽.从性别差异的视角谈有效的学习方法指导.现代教育.2019/1AB.1月10日出版.第420-421期.
[3]陈骁.人民教育家——于漪.上海教育特刊.2019年11月A刊.