基于学习空间重构的初中化学创新实验室建设

孙雪艳

摘  要 基于学校现有资源，从实用和教育信息化的角度出发，把传统的化学实验室升级建设成为初中化学学科创新实验室，既能满足初中化学常规的实验教学，又兼具教师化学工作坊、学生化学社团活动室、化学学科资源库等功能，营造了数字学习、实验与教学融合的一体化环境，是以学生为中心的化学学习空间的重构。

关键词 初中化学;化学创新实验室;化学核心素养;微课;混合式学习;实验台;工作坊;数字学习区

中图分类号：G633.8    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）07-0012-03

1 前言

近年来，随着现代学习方式的转变和全国各地中小学班级容量的减小，中小学学科创新实验室建设已成为必然趋势。学科创新实验室建设旨在重构与新型教学模式相匹配的学习空间，以满足支持学生动手实践、小组合作和深度学习的需要，促进培养学生的创新精神和实践探究能力，进而培养学生的学科核心素养。荣成市好运角中学化学学科教师基于学校现有资源，从实用和教育信息化的角度出发，把传统的化学实验室升级建设成为初中化学学科创新实验室，既能满足初中化学常规的实验教学，又兼具化学教师工作坊、学生化学类社团活动室、化学学科资源库、数字学习区等功能。在遵循传统实验室实验规律的前提下，充分利用数字学习区开展实验教学，将同步与非同步、线上与线下教学方式融合在一起，使线上线下教学资源更丰富、便捷，针对性更强，学习效果也较传统实验室更明显。

2 初中化学创新实验室的建设原则

针对学校传统化学实验室的现状，如面积不大，有黑板、多媒体、实验台等基本的教学及实验设备，化学学科教师决定从实用主义的角度出发，把传统化学实验室升级改造为化学学科创新实验室，即不改变实验室基本的建筑格局，要充分利用好现有的设备，能满足常态化的化学实验和教学的需要。

不改变实验室基本的建筑格局  不开墙破洞，是指不通过开墙破洞等方式增加教室的使用面积。化学实验室不同于物理实验室，不仅涉及水电，还涉及实验通风设施。因为化学实验室涉及有毒有害的实验用品，教师、学生长时间在实验室里学习、工作，需要通过增加建筑换气口，以及设置高低不同的排风口，确保能及时地、有效地排出密度不同的有害气体，保证创新实验室空气质量。即使是小范围的开墙破洞，也可能带来很大的安全隐患。

要充分利用现有设备  为了进一步提升创新实验室的教学质量，创新实验室购进品牌智慧云平台硬件是必然的，但是一定要注意实验室原来设备的再利用。比如黑板、多媒体等设备等能正常使用的要继续使用，实验台也是如此，可移动、不涉及水电的实验台，可根据创新实验室的设计需要重新摆放位置。盲目购置与现有资源相冲突的实验设备，不仅与学校现有的传统实验室建筑不协调，而且是对现有资源和即将购买资源的巨大浪费。创新的关键在于教师教学方式和教学资源的创新，在创新实验室环境中，利用网络进行学习，促进学生学习空间的重构。

能满足常态化的化学实验和教学要求  常态一方面是指每个创新实验室能容纳48人（山东省对普通初中每个班级人数的要求），常规的化学实验课全体学生都能进化学创新实验室上;另一方面是指化学学科教研的地点就在创新实验室内，包括化学教师的学科教研、学生的化学类社团指导等，即在化学创新实验室中实现实验教学、活动开放、探究答疑和学科教研的常态化。

3 以学生为中心，重构化学学习空间

针对传统实验室空间布局固定，对学生合作学习活动支持不足，不注重培养学生的主动探究和动手实践能力等问题，化学学科教师以学生的化学学习为中心，对学校现有的传统实验室进行再设计和再提升，将其建设成为适合学生合作探究、创新实验和深度学习的化学创新实验室（图1），成为培养学生化学学科素养最适合的场所[1]。

改变实验台的布置，改进学生的实验方式  初中化学实验仪器多、实验药品杂，需要学生人人动手的分组实验需求大，而传统化学实验室空间有限，如何存放实验仪器和实验药品并便于学生经常性实验，成为化学教师亟待解决的问题。为此，将原来位于实验室前侧、占据空间大的演示台撤去，以扩大用于学生小组合作实验的空间;将八人无抽屉实验台改为六人带抽屉实验台，用于放置分组化学实验仪器，改进探究实验效果。

一张实验台可分成两组进行实验，也可分成三组进行实验，当课堂上进行实验时，学生拉开抽屉就可以进行。小组合作实验需要演示时，既可以将第二排中间的合作实验台作为演示实验台，演示时学生围拢观察即可，也可以将第一排中间的实验台作为演示实验台，通过投影仪同步传输到创新实验室前面的教学一体机上。

设立化学学科工作坊区  创新实验室除了上常规的初中化学实验课外，还承担着化学教师学科教研、学生化学类社团等课余活动，所以设立化学学科工作坊，为教师与学生一起进行化学实验、分析实验过程、探究实验现象和讨论实验结果提供一个专属环境空间，是化学学习和学校资源管理的双赢。化学学科工作坊设置教师办公区、学生作品展示区及化学学习资料区，通过创设可视化的化学学习环境，激发学生学习和探究化学的兴趣，有效推动化学学习方式的转变。

教师办公区用于学科教研教师之间的研讨交流和化学类社团教师与学生之间的交流。一方面在进行实验研究的同时，与此实验有关的常规教学课也可以在创新实验室上，改变以前实验集中做、与此实验相关的探究学习分开进行的弊端，实现实验教学与常规教学的无缝对接;另一方面，初中化学涉及实验的知识点比较多，由于中考临近，学习只有短短的两个学期，又面临时间紧凑的现状，学生需要在创新实验室进行实验和讨论的人次大大增加[2]，常规的学科教室常常无法兼顾这个问题，因此在创新实验室設置教师办公区域，涉及与实验相关的教学时，本学科教师就在创新实验室里办公。

化学学习资料区放置与化学相关的传统媒介资源，换句话说，就是把传统图书馆里与化学有关的资源移动到距离化学学习最近的位置。学生作品展示区用于展示初中生化学学习过程中生成的创新设计、原创作品以及典型的化学实验装置等材料。化学是以实验为基础的自然科学，初中是为学生整个化学学习奠基的阶段，承担着激发兴趣、奠定认知、培养实践动手能力等核心素养的任务。创新实验室以培养学生的化学核心素养为目标，设立学生作品展示区及化学学习资料区，为实现这一目标提供了可能。

设立化学数字学习区  针对学生利用数字技术进行学习已成为常态的现实，创新实验室还设立了化学数字学习区，开展化学史展览、化学科学纪录片展播等活动。同时，化学组教师在超星学习通上建立了微课平台，并拍摄制作了大量的化学学科微课，形成学科微课程群，用于解决化学疑难问题。学生可以在数字学习区观看这些微课，在留言板、论坛中与化学教师交流互动，还能加入化学学科微信群，进行深入讨论。

4 创新实验室环境下混合式学习的推进

现在的初中生习惯于在网络上学习，是典型的“数字化原住民”。为满足初中生化学学习的个性化需要，化学组教师又建设了化学虚拟学科教室，在超星学习通上建立了微课平台，并录制了大量的化学学科微课，形成了化学学科微课群，以帮助学生解决化学学习中的疑难问题。在网络化学学科教室中，学生可以观看微课，完成教师设置的任务点，还能在网络作业和考试中与教师互动交流，并能加入化学学科QQ群进行随时随地的碎片化学习和交流。通过平台大数据分析和生生互评，对学生的化学学习效果进行多维度的动态化评价。

在传统实验室中，学习空间是相对封闭静止的，在创新实验室利用数字化学习区进行网络学习，可在一定程度上突破学习空间和学习时间的限制，促进学生学习空间的重构[3]，充分发挥现实课堂学习与虚拟网络学习各自的优势。依照自己的学习实际情况，学生可以自由选择在哪个化学学习空间进行学习。这种学习方式，学习时间和学习空间相对比较自由，学生可以自主管理过程，包括内容、学习速度及频率等。在创新实验室中，学生是教与学各项活动的主体，新课程倡导的“以学生为中心”在这里得到充分体现。

在遵循传统实验室实验规律的前提下，充分利用数字学习区开展实验教学，将同步与非同步、线上与线下教学方式融合在一起，使线上线下教学资源更丰富、便捷，针对性更强，学习效果也较传统实验室更明显。数字化教学平台为多元化教学评价提供了可能，评价不仅来自教师，还可来自同伴;也不仅局限于实验课堂环境，课上与课下、线上与线下都可进行。

创新实验室环境下，将传统物理学习空间和虚拟学习空间紧密结合，两种学习空间互为补充、支撑和照应，不仅有利于高效利用，创新优化各种教学资源，也有利于教学方式方法的开拓创新，突出学生的主体地位，创建动态开放的教学环境。

5 结语

初中化学创新实验室的建立，拓展了学生学习的时间和空间，促进了化学学习空间的重构。化学是注重实验探究的自然基础科学，初中化学教学应该着眼于培养学生必备的实验和探究能力，使创新实验、合作探究、深度反思等成为学生的核心素养，融实验探究、学科教研与数字化学习为一体的化学学科创新实验室为这些提供了可能。创新实验室环境下，学生的学习时间和学习空间相对比较自由，线上线下教学资源更丰富、便捷，针对性更强，学习效果也较传统实验室更明显。通过创新实验室的建设，引导教师从传统的实验教学走向现代信息化教学，推动项目式教学法、混合式教学法、信息技术与化学学科深度融合等，把前沿、有价值的知识技能传授给学生，不断提高化学学科教学质量，有效提升学生的化学核心素养。

参考文献

[1]宋宣.教育信息化2.0背景下中小学智慧教室建设与应用探究[J].中国教师，2019（7）：40-42.

[2]浙江省教育技术中心.浙江省中小学学科教室和创新实验室建设工作研讨会召开[J].实验教学与仪器，2019，36（3）：55.

[3]哈蒂.可见的学习[M].彭正梅，等譯.北京：教育科学出版社，2016