“互联网＋”模式下的高中化学实验作业 设计的实践研究

陈芳芳

摘 要：本研究利用虚拟仿真实验平台、微信公众平台等互联网方式设计多样化的化学实验作业;通过借助互联网平台设计家庭趣味实验作业，增加作业的灵活性，避免枯燥无味的练习。“互联网+”下的高中实验作业设计使得作业更具有及时性、针对性、多样性的特点。

关键词：“互联网+”;高中化学;实验作业;作业设计

一、高中化学实验作业设计的现状

化学是一门以实验为基础的自然科学，在化学教学中实验作业的设计是化学作业的重要形式之一。实验作业是学生在实验室外的环境中，通过易得的、简单的用具和生活材料进行自主实验的活动[1]。从目前的实验教学中可以看到，受一些外界因素的影响，化学教师在布置作业时，均以纸笔练习方式为主，较少布置课外化学实验作业。即使有布置，一方面由于条件的限制，学生不一定会完成，另一方面即使完成作业了，教师也没能及时收集学生的实验，无法进行相关的反馈。随着移动设备的普及，依托各种现代软件，实现作业的布置、提交、评改和展示等过程，加强师生之间的互动交流[2]。

利用互联网平台设置高中化学实验作业，不但降低了实验操作的危险性，而且增加了作业的趣味性，符合学生多元化发展的需求，提高了学生的学习兴趣。因此，以移动互联网为切入点，借助现代网络化的相关软件，寻求一种基于移动互联网的化学实验作业设计是非常有必要的。

二、互联网模式下的化学实验作业设计策略

（一）“素养”为本的网络化化学实验习题的设计

《普通高中化学课程标准》（2017年版）中提到化学课程基本理念之一：重视开展“素养为本”的教學，倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。

以素养为本的化学实验的作业设计具有内容覆盖面广、情境素材熟悉、重视实验原型的迁移等特点，旨在通过完成作业的过程中，能够构建知识体系。而借助互联网平台，通过试题搜索软件、试题讲解视频等学习平台，能够及时反馈知识的掌握情况，也有助于培养学生创新思维和系统性思维，提升化学科学探究的核心素养。特别是在高三复习时，通过回归教材实验，通过实验原型迁移能立竿见影地解决学生由于缺乏动手的机会而造成的对实验情境陌生，无法解决实验过程中遇到的实际问题。以高考化学实验综合复习习题为例：

例题：如图1所示装置可用来制备Fe（OH）2，并观察其在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸，其他试剂任选。

1.B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是______，A中反应的离子方程式是__________________________________。

2.实验开始时先将止水夹E________（填“打开”或“关闭”），C中收集到气体的主要成分是________。

3.简述生成Fe（OH）2的操作过程：_________________________________________。

4.拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：______________。

迁移：（2018·全国卷Ⅰ，26）

醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图2所示。

1.实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_______。仪器a的名称是________。

将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。

2.①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_______。

②同时c中有气体产生，该气体的作用是____________________。

3.打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是_________;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。

4.指出装置d可能存在的缺点__________________。

（二）利用智能交互终端布置虚拟实验室仿真软件实验作业

智能交互终端指的是以智能手机、智能平板等为代表的互联网终端;仿真实验作业是指利用计算机软件模拟，将传统的实验操作与虚拟的实验室相结合，利用虚拟实验室仿真软件中呈现的实验药品和实验器材，以鼠标键盘或者触屏等交互模式进行模拟实验。教师在实验教学前在平台云端布置实验作业，学生登录操作平台预习实验内容并完成模拟实验。仿真实验作业不仅可以让学生课前有充裕的时间构想实验探究完成探究性操作，还能够让学生充分熟悉实验过程，体验实验成果带来的快乐;而且避免有些实验因危险性、药品的毒性、操作烦琐而无法进行，让学生成为实验的主导者。

利用THIX公司开发出的Chemist手机软件[3]，Chemist进行的实验都非常逼真，具有3D的视觉和听觉效果、丰富的仪器和药品以及能自动生成试验报告的功能。Chemist可以模仿燃烧、爆炸、烟雾、颜色变化等真实的实验现象，可以避免真实实验的局限性。学生在完成教师布置的实验任务之后，还可以使用其他相近的药品进行实验，根据观察实验现象得出实验结论。例如：在学习“金属钠的性质”这一节，教师通过仿真实验软件布置金属钠与水反应的实验作业，模拟的化学反应和实际的实验现象非常相近。学生完成钠的相关实验操作后还可以尝试使用其他活泼的碱金属，比如：钾与水的反应，钾遇水后，迅速和水发生剧烈反应，钾燃烧后发出耀眼白光，不一会烧杯就会发生爆炸破碎。在实验探索中，学生不仅可以体验逼真的实验现象所带来的震撼，同时能发展学生探索性思维能力。

（三）利用微信公众号发布实验预习作业

微信公众平台可通过后台进行多功能的信息推送。通过微信公众平台发布丰富的学习资源能够提高学生学习的兴趣，同时增强感性认识。对于每一个实验，课前选定相关学习资源并通过微信公众号发布，如：实验的预习导学案、实验操作视频、实验背景知识的介绍等。可将实验操作中的重要步骤制作成动图、视频、照片，便于理解和加深印象。与以往教材中单调枯燥的文字练习不同，平台提供的学习资源形式新颖，生动直观。

例如：讲解乙酸乙酯的学习资料包括预习导学案内容（酯化反应的原理;如何提高可逆反应的产率等）;蒸馏装置的安装视频;分水器的使用视频;有机物的分离提纯方法视频（重结晶;洗涤;萃取）等将这些视频上传到微信公众平台上。由于学生之前没有接触过有机反应的实验，特别是蒸馏的原理、分离提纯，对这个内容较陌生。即使教师在课上讲解，学生也是一知半解。借助微信公众平台学习这方面的内容，理解其原理，反复观看视频，加深印象。再如：“氯气的制备及其性质探究”的实验，由于氯气是有毒性的，在实际教学中基本不会在课堂上制取氯气，教师通过微信公众平台，课前将氯气的制取实验视频、实验改进后的视频、预习任务单、预习检测题整合后发布到微信公众平台上。像氯气这种有毒气体在实际的教学时很难将真正的实验呈现给学生，在课前通过将与该实验有关的学习资源整合到互联网平台上，不仅解决了实验受限的尴尬，而且能够给学生不一样的观感体验。

（四）利用移动互联网平台设计家庭趣味实验作业

将趣味化学实验或与生活有关的化学现象通过移动互联网平台查询相关资料，并将制作作品的过程以视频、照片集、语音等形式通过微信、QQ等分享到班级群里或发布到微信公众号，引导学生合作探究和互动交流。移动互联网为课外作业提供丰富的素材，提高学生的感性认识，增加了作业的创新性。由于题目的灵活性而不再局限于书本资料，这对选题有更高的要求。教师借助移动互联网布置课外实验作业时，应多选择贴近学生生活情境的素材以增加作业的趣味性和灵活性。学生在完成作业中能够体验原汁原味的知识，也感受到化学知識的魅力。

例如：学习“糖类”一节后，教师以“甜酒的酿造”为主题设计课外作业：“你听过米酒吗？我们知道有些食物中含有淀粉，比如：糯米，请你尝试用糯米来酿造米酒。课后可以利用互联网平台查阅资料，如何制造香甜的米酒，下次带来和大家一起分享品尝。”学生在进行作业设计时及时在微信班级群里分享成果，相互探讨，如将制作过程拍成视频并介绍制作的注意事项、分享酿造过程中的工艺等。通过选用学生日常熟悉的米酒作为作业内容，激发学生学习的热情，化“被动学习”为“主动学习”，促进观点的碰撞，在合作学习中共同成长。

（五）利用网络学习空间平台优化实验作业

网络学习空间是集数据、服务、资源为一体，利用移动互联网进行线上教研、线上测评、线上答题的教育信息化平台。信息化辅助教学背景下，网络化学习平台既可以整合教学资源、优化教学，还可以培养学生科学探究、自主学习的习惯。传统的作业设计单一，作业完成质量下降。借助网络学习平台，优化作业方式，设置自主探究模式，能够提高作业的自主性和自觉性。

例如：在实验教学中“氨气的化学性质”的教学内容，引导学生认识氨气的性质及其用途。在课前，为培养学生自主探究能力，教师利用互联网学习平台，上传导学材料——氨气泄漏的新闻视频、氨气的喷泉实验;并上传导学案，设置问题情境——从视频中，你对氨气的性质有哪些认识？喷泉实验的原理是什么？学生通过移动终端设备进行高效的课前预习。教师通过评阅学习平台上的学生活跃度，能及时检测分配给学生的导学案。在课堂实验教学中，教师可以有效监控实验活动，发现学生能够更规范地进行实验操作，并将自己的课前学习心得分享给其他同学，实现互帮互助。

结束语

利用互联网平台设计高中化学实验作业，可以弥补传统课堂实验教学的不足，满足学生多元化发展的需求，提高学生知识迁移能力，使他们能够对所学知识融会贯通，并增强化学与生活之间的联系。但是，互联网模式下的作业设计也会出现弊端。随着网络搜索引擎的增多，对于自控能力较差的学生，游戏、网络视频等与作业无关的信息必然会影响他们完成作业的质量和效率。

参考文献

[1] 曹彬彬，竺丽英，王祖浩，等.高中化学实验性作业的实施与评价[J].化学教育，2016，37（21）：25-28.

[2] 陈君.基于移动互联网的初中生物学课外作业设计与实践研究[D].鲁东大学，2017.

[3] 陈欣宇.“互联网+”下的仿真实验作业设计[D].河南大学，2018.

本文系石狮市2019年教育科研课题“核心素养视域下的高中化学网络化校本作业的实践”的研究成果。课题编号：SGC2019-24。