借助智能手机检评学生化学实验作业

李兴 齐俊林 马怡阳

摘要： 利用化学实验作业与智能手机的巧妙对接，搭建一个较为理想的学习平台。通过这个平台，学生可以进行实验作业的互相交流、互相讨论、互相评价和互相促进，从而使每个学生都能够发现自身实验作业的优缺点，还可以弥补学生在校学习过程中的欠缺。实践表明，此平台有利于激发学生的学习兴趣、提升学生化学实验作业的效能和培养学生的科学素养。

关键词： 化学实验作业; 媒体技术; 评价机制; 智能手机

文章编号： 1005-6629（2018）11-0073-06中图分类号： G633.8文献标识码： B

1 问题提出

化学是一门以实验为基础的学科。在校进行化学实验有多种形式，归纳起来不外乎有以下几种： 课堂演示实验、学生分组实验、边讲边实验等。然而，在化学实验教学中，我们面对的是对化学知识非常渴望的青少年学生，他们对化学实验都有着极大的兴趣和好奇。在校学习过程中，他们经常向教师反映化学实验摸不着、做不够、看不细、不过瘾、了解不深等诸多意见。由此可见，学生在学校接触的化学实验，已经远远不能满足他们的求知欲望。前人虽然对化学实验作业的有关问题有所研究和探讨，但因受到当时传媒技术欠缺的影响，根本无法达到预期的教学目的，具体表现为： 教师向学生布置完化学实验作业以后，学生做不做不知道，学生做好做坏不清楚，教师无法掌握每个学生的完成情况，不能衡量和评判每个学生化学实验作业完成的質量。那么，作为化学教师如何解决这个问题呢？经过教学实践发现，将化学实验作业与智能手机结合，能大大提高化学实验作业的教学价值，增强化学实验作业的教学效果，使化学实验作业的教学功能得到进一步提升，从而使上述问题迎刃而解，深受学生和家长的好评。

2 研究现状及分析

化学实验作业（家庭化学实验）实际上早已为国内外化学同仁们所用。但是，查阅大量教学期刊发现，有关化学实验作业的文章虽然较多，但大都没有指出对学生实验作业如何进行观看、检查和评价。有的文章[1]只介绍了选题标准、反应原理、寻找代用品以及在化学教学中的地位、作用、特点等;有的文章[2～3]即使提到了对化学实验作业的评价问题，但让读者感到似乎有些不切合实际。这是因为每个学生都在家里完成化学实验作业，对于学生完成作业情况，教师和其他学生一无所知。教师只能根据实验报告单对实验作业进行简单评价，因而较为片面，缺乏说服力，容易造成学生做实验作业时敷衍了事，导致教师布置的化学实验作业虎头蛇尾，无果而终。无论是设计方案还是操作过程，对错与否均不知晓，这与教师只布置书面作业而不进行批改一样，对于学生的学习和进步帮助甚小。针对目前化学实验作业的现状，我们利用现代传媒技术，将学生实验作业的实况录像进行传播，在师生面前再现学生完成实验作业的过程，然后进行认真讨论、作出客观评价。

3 实施目的

化学实验教学的初心是向学生传授化学知识，提高学生化学实验技能，培养学生科学素养，激发学生学习兴趣。作为新时代化学教师应该不忘初心，牢记使命。在化学教学中，有计划、有目的地给学生布置家庭化学实验作业，是化学实验教学的进一步延伸和扩展。学生可以利用家庭生活用品完成化学实验作业，充分发挥家庭生活用品在学生自主学习化学过程中的作用。通过学生完成化学实验作业，培养学生的设计、操作和观察能力，拓展学生的实验思维，进一步加深对课堂知识的理解和记忆。利用现代媒体技术与化学实验作业巧妙对接，通过学生观看视频、微信留言、在线讨论和评价，扩大化学实验作业的教学功能，激发学生的学习兴趣，提高学生与家长的协调和沟通能力，加强学生家长对学生学习的支持和重视，在家庭环境中营造愉快、和谐的学习氛围。此外，学生通过完成教师布置的家庭化学实验作业，能够弥补在校化学实验教学的不足，让学校和家庭都成为学生化学实验的空间，从而达到全方位、多角度提高化学教学质量之目的。

4 实施方法

在日常生活中，每个家庭都有生活必需品，如： 食盐、食醋、纯碱、小苏打、水垢清洁剂、洁厕灵、肥皂水、蔗糖、蜡烛、日常器皿以及智能手机等。教师根据教材中的教学内容，通过认真研究、精心设计，开发出与教学知识点同步的化学实验作业，然后布置给学生去完成。学生在完成化学实验作业过程中，积极发掘家庭生活用品的应用潜能，充分发挥它们在化学教学中的重要作用。学生根据教师布置的化学实验作业的内容和要求，认真研究实验、设计实验、准备材料、完成实验（家长可以协助或指导学生完成）。整个实验作业的完成过程通过智能手机的录像功能全程录像，将录制好的实验视频通过智能手机上传到化学课微信群里，让全体学生共同分享学习成果。同时引进评价机制，建立评价标准，使得师生对每个学生的实验作业都能够做出客观、合理的评价，从中选出最佳化学实验作业进行表彰。具体实施方法可以通过图1来表示。

教师布置的化学实验作业，对于每个学生来说都是公平的，学生人人都可参与，不受时间和场地的限制。学生完成化学实验作业以后，将录制好的化学实验作业视频导入指定的微信群中，在规定的时间段内（利用非课堂时间），师生随时都可以完成观看、讨论、评价任务，从而提高学习效率。这种教学模式，学生通过对比他人的实验作业，可以发现自己实验作业的优缺点，也可以通过取他人之长补自己之短，进一步完善自己的化学实验作业内容，从而提高自己的实验能力。学生感到有意思、很充实。如果学生家长也加入到化学课微信群中，在了解每个学生的化学实验作业的同时，也了解了自己孩子完成化学实验作业的情况。这种完成家庭实验作业的新模式，投资小、见效快、看得见、有比较、长能力、促提高，增强了家长的参与意识，调动了家长的积极性，赢得了家长的支持、认可和好评。

5 设计方案

5.1 实验材料

透明玻璃酒瓶;矿泉水塑料瓶;酱豆腐玻璃瓶;小灯泡（手电专用）;生日贺卡;一次性注射器;导线;铜片（可从废电器上拆卸，0.2cm×1cm×8cm）;铁片（0.2cm×1cm×8cm）;干电池;化肥（如硝酸铵）;酒精;碳酸钠（纯碱）;碳酸氢钠（小苏打）;白醋;蔗糖;肥皂水、洁厕灵（主要成分为硫酸）;水垢清洁剂（主要成分为柠檬酸）;高锰酸钾晶体（外用消毒药）;西红柿（或酸梨）;农用硫酸铜;铁钉、石墨棒（干电池芯）;木炭;铜丝;气球;pH试纸（教师分发）;温度计;玻璃管;塑料管;细线;砂纸;铁丝;橡胶塞;火柴;玻璃杯;激光笔;智能手机;手机支架等

5.2 实验作业设计

利用家庭生活用品可设计的化学实验作业题很多，在此列举几例，以供同行们参考。

5.2.1 实验作业一“外界因素对气体溶解度影响的实验[4]”

（1） 二氧化碳的生成

取1只透明的矿泉水塑料瓶，首先在瓶内加入350mL左右的冷水（自来水即可），然后加入50mL的白醋（主要成分： CH3COOH）振荡均匀，接着再向瓶内加入约2g纯碱，可观察到瓶内迅速产生气泡（2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2↑，如图2所示）。

（2） 压强对二氧化碳溶解度的影响

迅速用右手大拇指将瓶口堵住（如图3所示），此时，压强增大，瓶内继续生成气泡。当不再产生气泡时（此时反应结束）放开拇指，此时，可观察到瓶内液体中又开始冒出大量气泡（二氧化碳气体）。这是由于放开拇指后，瓶内压强减小，原来溶解在液体中的二氧化碳气体不断逸出。由此说明，当温度不变，压强减小时，气体的溶解度随之减小。

（3） 温度对二氧化碳溶解度的影响

当步骤（2）中的实验结束，液体内不再产生气泡时，取1个大碗，加入2/3容积的沸水后，将水瓶放入其中（如图4所示），此时，瓶子及其内部液体温度逐渐升高，可观察到液体内再次有大量气泡不断产生。由此说明，压强不变，温度升高时，二氧化碳的溶解度减小。

5.2.2 实验作业二“吸热反应实验[5]”

（1） 取一个透明的小玻璃酒瓶，向瓶内加入50mL饱和小苏打（NaHCO3）溶液，用温度计测得温度为15.4℃（如图5所示）。

（2） 向玻璃瓶内加入5g除垢剂（主要成分为柠檬酸，化学式为： C6H8O7），反应立即进行，生成大量无色气体（2NaHCO3+C6H8O7Na2C6H6O7+2CO2↑+2H2O），待反应结束后，用温度计测得温度为8.8℃，由此说明碳酸氢钠与柠檬酸的反应是吸热反应。

5.2.3 实验作业三“水果电池实验[6]”

（1） 将铜片、铁片的表面用砂纸分别打磨干净，除掉氧化膜。

（2） 将打磨好的铜片和铁片用导线与生日贺卡的扬声器连接好。

（3） 将铜片和铁片分别插入西红柿（或酸梨、橙子内，如图6所示），随之产生电流（Fe-2eFe2+， 2H++2eH2↑），生日贺卡上扬声器立刻发出“祝你生日快乐”的美妙动听的音乐声。

5.2.4 实验作业四“酸碱性溶液的检验[7]”

（1） 用凉白开水、纯碱、小苏打、食盐、肥皂、蔗糖分别制成碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、肥皂水、食盐水和蔗糖溶液。

（2） 取7只透明玻璃水杯分别加入碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、食盐水、肥皂水、蔗糖溶液、白醋、酒精。

（3） 用7根筷子分别蘸取7种上述溶液，分别滴在pH试纸上，可观察到滴有碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和肥皂水的pH试纸变为蓝色;滴有食盐水、蔗糖溶液、酒精的不变色;滴有白醋的pH试纸变为红色。由此说明碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和肥皂水显碱性;食盐水、蔗糖溶液和酒精显中性;白醋显酸性。

5.2.5 实验作业五“反应速率的比较[8]”

（1） 取两只300mL透明的空矿泉水瓶，分别装入50mL饱和除垢剂（主要成分为柠檬酸）溶液;在兩只大小相同的气球内分别装入5g纯碱和小苏打，然后用细线将气球系在瓶口处（如图7所示）。

（2） 将气球内的纯碱和小苏打同时倒入塑料瓶中，可观察到小苏打、纯碱都能与柠檬酸反应（3NaHCO3+C6H8O7Na3C6H5O7+3CO2↑+3H2O; 3Na2CO3+2C6H8O72Na3C6H5O7+3CO2↑+3H2O），但小苏打与柠檬酸反应要比纯碱与柠檬酸反应剧烈得多，盛放小苏打的气球膨胀速度比盛放纯碱气球快（如图8所示）。

5.2.6 实验作业六“蜡烛燃烧实验[9]”

（1） 取一段铁管（内径： 2cm;长： 10cm），用棉布包裹三层纯棉蓝色布条，以防铁管发热烫手。

（2） 用火柴点燃一支蜡烛（直径： 1.8cm;长： 20cm），然后将蜡烛放入铁管内。当火焰在铁管外时，火焰明亮，没有黑烟（如图9所示）;下移蜡烛，使火焰部分进入铁管内时，黑烟飘渺（如图10所示）。由此说明蜡烛不完全燃烧时生成了单质碳，从而说明石蜡含有碳元素。

5.2.7 实验作业七“溶液导电实验[10]”

（1） 取6只酱豆腐玻璃瓶，分别加入食盐溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液、蔗糖溶液、酒精和白醋。

（2） 将导线、干电池和小灯泡（手电专用）连接好。

（3） 将两根导线各自的另一端分别插入以上6种溶液中（如图11所示），可观察到食盐溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和白醋可以导电，小灯泡发光，而蔗糖溶液和酒精不导电，小灯泡不亮。

5.2.8 实验作业八“检验呼出气体中的二氧化碳[11]”

（1） 取一只透明的玻璃杯，加入100mL新制澄清石灰水。

（2） 取一根塑料管，通过塑料管向澄清石灰水中吹入气体，过一段时间，可观察到溶液变浑浊[CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O];继续吹入气体时浑浊的溶液又变澄清[CO2+H2O+CaCO3Ca（HCO3）2]。由此说明，呼出的气体中含有二氧化碳气体成分。

5.2.9 实验作业九“检验二氧化硫实验[12]”

（1） 取一个玻璃小酒瓶，注入3mL酸性稀高锰酸钾溶液（稍带红色即可）后，在其瓶口塞上带有气球、玻璃管和火柴（2～3根）的橡胶塞（火柴用铁丝系在橡胶塞下端的玻璃管上，如图12所示）。

（2） 打开激光笔的开关，用激光照射瓶内的火柴头。片刻，火柴头开始燃烧，生成的气体使高锰酸钾的颜色褪去。

5.2.10 实验作业十，“置换反应实验[13]”

（1） 取5粒农用硫酸铜晶体加入冷水制成饱和溶液。

（2） 取1只玻璃杯加入20mL硫酸铜溶液后，在玻璃杯内加入一个用砂纸将表面打磨干净的铁钉，片刻铁钉表面有红色物质生成（Fe+CuSO4FeSO4+Cu）。

6 几点说明

（1） 有条件的家庭可以到化学仪器药品商店购买一些简单仪器或常用药品。简单仪器如试管、试管夹、酒精灯、烧杯、玻璃棒、滴管、药匙、镊子等;常用药品如酸碱指示剂、石蕊试纸、酚酞试纸、pH试纸等。这样不仅可以扩大化学实验作业量，还可以提供多种实验设计方案，有利于培养学生的创新能力，提高学生对常见化学仪器的使用能力。

（2） 学生完成化学实验作业时，如若家庭缺乏实验材料如试纸、滤纸、无毒、无害药品等，教师可以事先分发给学生，留作完成化学实验作业之用。

（3） 教师布置化学实验作业前一定要强调应该注意的问题，保证实验的创新性、可行性、规范性、安全性和环保性等。

（4） 不论学生还是教师一定要对每个学生实验作业的创新性、可行性、安全性、环保性以及实验操作的规范化程度进行客观评价，评价可以在微信群内留言（写入文字或录入语音），既简单又方便。评价结果的比较，可以通过给每个学生赋分的方法（如表1所示）进行排位，选出最佳化学实验作业进行表彰。在化学实验作业中引进竞争机制后，学生认真完成化学实验作业的自主性和积极性将进一步提高。

（5） 学生完成化学实验作业的时间为节假日、双休日或寒暑假。给学生布置的作业要适度，以免学生学习负担过重而影响休息。

（6） 充分利用智能手机的录像功能和媒体传播技术，为学生互相观看、互相讨论、互相学习搭建一个新的学习平台，也为引进评价机制开辟一条新的途径，增强化学实验作业的效果和功能。

（7） 视频录制不要太长，把主要的操作过程录制下来即可。做到短小精悍，重点突出。

（8） 学生到校后，将微信软件下载。教师可以在教室使用电脑及大屏幕或多媒体一体机，组织学生集体观看相关实验作业实况录像视频，然后面对面共同分析、讨论和评价，效果更佳。此外，也可以利用学生化学实验作业录像视频，组织学生进行现场答辩，通过评委点评、赋分的方法对学生化学实验作业进行评判，让学生印象深刻。

（9） 师生观看化学实验作业视频、微信留言、讨论评价等均不受时间和地点的限制，田间地头、城市公园、医院病床、飞奔列车等都可作为相互交流的场地，只要手握智能手机，轻轻拨动按钮都能随时随地进行。

（10） 对于优秀的化学实验作业视频材料，教师可以下载，作为教学资料保存。

（11） 利用QQ群代替微信群可以得到同样的效果。

（12） 及时与家长沟通交流，使得家长们积极配合，全力支持孩子圆满完成化学实验作业任务。

7 結束语

教师根据教学内容给学生布置适当化学实验作业，是化学教学中不可缺少的重要环节。现代媒体技术与化学实验作业相结合，提高了化学实验作业的教学效果，拓展了化学实验作业的教学功能。学生通过设计、完成、录制、传播、讨论、评价实验以及进行化学实验作业答辩等，可以增强他们的创新能力和实验能力。此外，也是对化学实验教学的一种完善和补充，有利于提高化学教学质量。我们列举的化学实验作业例子并不多，希望能够起到抛砖引玉的作用。在化学教学中，需要开发的化学实验作业很多，涉及到的知识点也很广，只要我们开动脑筋，积极探索，努力发掘，必然硕果累累。我们坚信，只要持之以恒，依据教学内容，长期采用学生化学实验作业与多媒体技术相结合的教学模式，一定会在化学实验教学中开花结果，进一步提高中学化学教学质量。

参考文献：

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[2]曹学明.家庭小实验——化学实验的催化剂[J].现代教育科学： 中学教师， 2014，（2）： 172.

[3]李旻，阎蒙钢.利用家庭实验角提高农村初中学生化学实验能力的探索[J].化学教学， 2016，（4）： 8.

[4][6][7][10][12]中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级下册）[M].上海： 上海教育出版社， 2012： 21， 96， 61， 8， 6， 108.

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[9]课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心编著.义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级上册）[M].北京： 人民教育出版社， 2006： 108.

[11][13]中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准教科书·化学（九年级上册）[M].上海： 上海教育出版社， 2012： 46， 116.