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化学核心素养培养中多媒体教学的应用

2019/08/16 阅读:

摘要:在新课程改革背景下,通过高中化学实验课的教学改革培养学生的化学核心素养,是高中化学学科教学的重要目标。文章以高中化学实验课的典型课堂教学为例,探索多媒体在高中化学核心素养培养中的有效策略。充分发挥多媒体优势,提高了学生学习化学的兴趣,提升了学生的化学核心素养。

关键词:化学核心素养;化学实验课;多媒体

高中化学学科核心素养是科学素养在化学课堂中的具体体现,是学生终生发展的重要基础,在化学教学中培养和发展学生化学核心素养,就是为学生植入终生发展有益的DNA。如何培养核心素养中的“论证推理与模拟认知”、“实验探究与创新意识”,化学实验课具有得天独厚的优势和不可推卸的责任。化学实验是化学教学中常见的教学方法,主要通过现场的实验进行教学,可分为演示实验和学生实验两部分。在实际教学中,实验课往往流于形式,成为化学老师和学生的“鸡肋”———留之无用,弃之可惜。究其原因主要是:教师认为实验课时少,时间有限,无法留给学生思考和消化吸收的空间,效果不大,而且对高考成绩没多大影响,也很难培养学生的探究意识和创新能力;学生们不重视实验课,一进实验室机械地“依葫芦画瓢”,按部就班摆弄仪器,出现问题就手忙脚乱。每堂课下来就像打了一场无准备的仗,下课铃一响便“落荒而逃”,什么操作顺序、什么实验结果都没有印象。学生对实验的理解仅停留在死记硬背上,以致考试中解决实验问题的能力极差,得分极低,致使谈“实验”而色变。另外,实验课教学秩序凌乱,讲话走动时有发生,难以驾驭,使教学效果又大打了折扣。我们可以借助多媒体手段,从各个环节入手,充分发挥信息技术的优势,让实验课发挥优势,弥补不足,使实验课真正成为一种尊重客观事实、探索科学真理、培养学生探究能力的平台,优化实验课的教学过程,提高教学效果。

一、实施策略

(一)电子化的预习预习在整个实验课中起着举足轻重的作用,为了让学生了解实验过程中,培养学生发现问题、解决问题的能力,可使用化学仿真实验设计平台完成预习。首先,创设一定的问题情景。教师根据实验内容提出问题,使学生意识到问题的存在,促使学生主动参与探索问题的学习活动,知道自己该做什么、怎样做,可能存在什么问题、该如何解决,需要得到什么样的帮助,从而开动脑筋去寻找解决问题的途径和方法。然后,学生在化学仿真实验设计平台上运用化学知识与技能,自主选择化学实验仪器,点击平台中相应的图标即可对装置进行连接重新设计,并可在网内与同学分享实验设计,减少真实实验的心理紧张和恐惧,减少了实际操作中的安全问题。最后,教师对学生预习效果进行评价,对其中好的想法予以指导和鼓励,充分调动学生学习化学的积极性和创造性。

(二)实验课堂教学中的多媒体通过网上预习,学生有了充分的准备,拓宽了实验课堂的时间,让学生对实验内容有了充足的资金积累,为进行后续课堂教学做好了铺垫。在传统课堂演示实验教学中,有些实验操作和实现现象只有教师和前排的一部分学生能观察清楚,多数同学关键内容可能没听到,没看到只能留下断断续续的印象,例如钠与水,钠与乙醇等反应。而这类教师演示实验又是必做的,怎样才能使效果更好呢?近距离或零距离的观察才会使学生对实验的全过程中有更清晰强烈的感受,使学生不仅关注结果更关注实验过程,通过眼观耳听以及脑的思考,使学生学得轻松记得更牢。教师可以将“自导自演”的实验进行录像,然后在课堂上播放给学生看。自己的老师出现在录像里边操作边讲解,让学生格外兴奋和惊喜。利用录像这类多媒体手段,可以将实验操作类似的实验整合后一齐播放;可将耗时长、现象不明显的实验快进播放,如钢铁的腐蚀、甲烷与氯气等反应;也可将污染性强、毒性强的实验先录像后播放,个别镜头还可以给个“特写”和“放大”,需时可多次回放。还有一类实验,如盐类的水解,学生看不清、摸不着,教师用语言和几个试管实验很难让没有感性认识的学生在大脑中形成清晰的概念,这类知识点往往成为学生的学习难点。利用多媒体技术模拟实验,可以模拟微观世界、复杂的化学现象和化学过程,把抽象的知识形象化。用FLASH制作相应的实验课课件,把电解质电离的过程,弱离子水解的过程中展现在学生面前,使学生对这一知识点的理解变得容易起来。课件不仅给学生展示了从未涉及的微观世界,为直接感知这些现象创造了条件,而且突出了盐类的水解的重点和本质,同时让学生从动画、图片、声音、文字、音乐的配合中获得大量的信息,体验清晰愉悦的感受,最大限度地激发学生学习化学的兴趣。

(三)利用多媒体手段展示、评价、总结提升实验课当实验内容完成之后,教师可利用多媒体的投影展示各组的“实验成果”,也可利用照片或录像再现各组的实验过程。让每个小组派代表讲述各组的实验操作并分析结果,充分体现“以人为本”和“学生主体”的教学理念。使每一个学生都能在和谐的氛围下达到知识和能力、过程与方法、情感与态度以及价值观的全面实现,发展学生的综合素质。最后,教师通过观察、记录和分析学生在实验活动中的表现,对学生的参与意识、合作精神、实验探究能力、分析问题的思路、知识的理解和应用水平以及表达交流技能等进行评价。对自己实验过程中的表现也可进行自我评价,使学生更好地反思自己的实验活动,明确自己的优势和存在的问题,激励自己释发潜能,不断进取。教师在实验课最后,还可适当地进行拓展,激发学生的探究欲望。如优化实验方案改良实验操作;联系高考,分析讨论实验题型,让学生了解高考实验题的命题方式和策略,学以致用,真实具体地体现出实验课的现实作用。

二、典型案例

原电池原理:“原电池”是《普通高中课程标准实验教科书化学》(选修4)(人教版)第四章第一节内容。[1]本节介绍原电池的组成和工作原理,通过对原电池闭合电路形成过程中的分析,引出半电池、盐桥等概念,要求学生能够写出电级反应和电池反应式。具体方案如下。

(一)学生预习【创设问题情境】1.将锌片插入稀硫酸会有什么现象?2.铜片插入稀硫酸有什么现象?3.锌片和铜片上端在一起插入稀硫酸有什么现象(为检验有无电流产生,在导线上串联电流计)?为什么?4.锌片的质量有无变化?深液中C(H+)如何变化?5.自己动手在“化学仿真实验设计平台”上连接实验装置,改变金属种类和电解质溶液,预测发生的变化,总结结论。

(二)实验课过程【学生动手操作实验】用纯净的铜片和锌片连成装置,观察现象并记录两极现象和电流计指针偏转方向。【教师演示实验】教师用多媒体用大图展示模拟实验,分析现象,再用FLASH将两极上发生的微观变化以动画形式展现,展示出锌原子失去电子,以锌离子进入溶液,锌片质量减少,电子沿电线经电流计聚集到铜片上,溶液中的氢离子与铜片碰撞而获得电子形式氢原子,并两两结合形式氢分子,产生气泡,溶液的PH逐渐增大。电子从锌经外电路到铜片,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,形成闭合回路。【教师设疑】电子移动的方向。【学生实验】电流汁指针偏转显示,电子从锌片流出经导线到铜片。【教师设疑】溶液中阴、阳离子的运动方向。【学生实验】铜片上产生气泡,氢离子向铜片上运动;锌片质量减少,锌离子吸引相反电荷的硫酸根离子。【教师设疑】闭合回路中的电子流向和电流流向。【学生总结】锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极得电子放出氢气,电流从铜到锌。【学生推测电极反应】负极(Zn):Zn-2e=Zn2+(氧化反应)正极(Cu):2H++2e-=H2(还原反应)总反应:Zn+2H+=Zn2++H2【教师讲解】一个自发的氧化还原反应,通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则地电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。【多媒体展示】生活中形形色色的电池。【组内互评,小组展示,教师评价】通过这一环节不断完善和优化实验方案,激发学生的探究欲,使学生在不同水平和不同层次得到发展。[2]

三、总结与反思

第一,要创造条件尽可能增设多媒体辅助手段的实验。随着科学技术知识更新周期缩短,实验课和教学方法要不断更新,教师也要不断学习、研究、提高自身素质,以更好地完成教学任务,提高教学效率。第二,利用多媒体手段辅助化学实验课教学,拓宽了实验课的空间。从预设到实现的整个实验过程都由学生参与完成,增强了学生探究问题的积极性,培养了团结协作的精神,规范了实验操作方法和实验习惯,减少了实验教学的随意性。为了达到预期目标,教师应事先做好充分的准备,预想到学生会提出的大胆想法。第三,多媒体虽然不必要也不可能完全代替实验,但在实验教学中,使用多媒体手段可弥补实验教学的不足。只要合理运用多媒体实验教学,可以代替完成部分实验教学和学习任务,并能达到较好的教学实验效果。第四,多媒体作为一种先进的现代化教育手段,运用在中学化学实验课教学中,不仅能帮助师生解决许多问题,而且增添了实验课腾飞的翅膀。化学实验课不再是学生简单机械的操作和教师枯燥的说教,而是涌动着激情,充满了神奇,让许多奇妙的化学变化尽收眼底,那样丰富多彩、生机勃勃。

参考文献:

[1]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学(选修4)[M].北京:人民教育出版社,2011.

[2]郑长龙.化学实验教学新视野[M].北京:高等教育出版社,2003.

作者:刘海玉 单位:襄阳市第五中学

化学核心素养培养中多媒体教学的应用

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