創(chuàng)客教育下高中化學(xué)實驗教學(xué)新模式淺析

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[摘要]創(chuàng)客教育是一種提倡創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作并融合多種學(xué)科進行綜合教育的新型教育模式，將其用于高中化學(xué)實驗?zāi)Ｊ降淖兏镏校瑸?a href="http://www.baojiexiang.com/lunwen/gaozhonghuaxuelunwen/185308.html" target="_blank">實驗教學(xué)模式的改變注入新鮮的能量。本文對如何運用創(chuàng)客理念進行實驗教學(xué)模式的改變提出了三種方法，包括儀器創(chuàng)新，注重過程；自行組織，合作探究；課外延伸，發(fā)散思維。希望通過對具體的案例分析，為高中化學(xué)實驗的改革提出一些可行性建議。

[關(guān)鍵詞]實驗教學(xué)；創(chuàng)客教育；高中化學(xué)；創(chuàng)新；實驗改革

隨著國家對創(chuàng)新型人才的需求大幅增加，以及教育相關(guān)文件中的具體要求，“創(chuàng)新”已成為教育系統(tǒng)中被提及最多的一個詞匯。然而，如何在教育上創(chuàng)新、如何改革教學(xué)范式，也正在成為每個教師都必須思考的問題。教育不僅要教會學(xué)生知識，而且還要培養(yǎng)學(xué)生的能力，有必要培養(yǎng)學(xué)生的多面性發(fā)展。但在具體的教育實踐中，這項要求的落實情況并不理想。學(xué)校盲目地為了提高成績而剝奪了學(xué)生的實驗時間使得化學(xué)實驗室的使用效率低且學(xué)生對于化學(xué)實驗知識的參與感不強，不能及時、適當(dāng)?shù)亟探o學(xué)生所需的知識與技能，從而減弱了教育效果。化學(xué)教育中最重要的就是如何改革化學(xué)實驗?zāi)Ｊ健Ｔ谶@種需要除舊布新的大環(huán)境下，創(chuàng)客教育作為一項融合了科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程等多種技術(shù)的新興教育模式，開始在越來越多的學(xué)校里彰顯出獨特魅力。創(chuàng)客教育是將創(chuàng)客文化與教育結(jié)合在一起，從學(xué)生的興趣出發(fā)，在使用多種工具進行集體合作的教學(xué)模式下，培養(yǎng)學(xué)生解決多學(xué)科融合的問題、團隊合作、創(chuàng)新能力的一種優(yōu)質(zhì)教育。在創(chuàng)客教育概念的影響下，怎樣有效創(chuàng)新高中化學(xué)實驗教育模式值得探討。

1高中化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1師資短缺，觀念落后

據(jù)了解，很多學(xué)校由于師資力量不足，對于化學(xué)這門學(xué)科的教學(xué)時長僅為每周兩到三節(jié)課。對于正常的教學(xué)任務(wù)來說，這么短的時間都尚且不夠，何來給學(xué)生進行動手實驗的時間。因此，對于一些探究性的實驗只能轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撜n的學(xué)習(xí)。但這僅僅是一方面，更重要的是面對著升學(xué)的壓力、“唯分?jǐn)?shù)論”，僅憑一些探究性實驗無法在短期內(nèi)大幅提高學(xué)生的化學(xué)成績，所以最后只能采取這樣的冷處理辦法。但實際上，探索性實驗的目的是提高成績，同時培養(yǎng)學(xué)生自己分析和解決問題的能力、實驗后進行反思的能力以及和同學(xué)團結(jié)協(xié)作的能力等等，這些都是在書本中無法學(xué)到的。而這些額外獲得的能力，才是對學(xué)生來說真正需要的。

1.2場地有限，設(shè)備不足

對于一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)，教室可以說是稀缺的資源，對實驗室的投入力度更小，就導(dǎo)致很多學(xué)生在讀完了高中三年之后，連實驗器材都沒有碰過。稍微好一點的地方，也會因為各種原因難以開展實驗教學(xué)，如：缺少教育經(jīng)費、實驗藥品不足、沒有足夠經(jīng)驗的化學(xué)實驗員等等。現(xiàn)階段，大多數(shù)學(xué)校對于高中階段的化學(xué)實驗講解都是依靠演示實驗。

1.3模式單一，缺乏創(chuàng)新

由于高中化學(xué)教學(xué)課時有限，通常大多數(shù)教師會采用演示實驗的方式，在這個過程中，教師是絕對的領(lǐng)導(dǎo)者與組織者，一方面與“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念相悖，一方面也抹殺了學(xué)生在化學(xué)實驗中的創(chuàng)造性與積極性，導(dǎo)致學(xué)生對于化學(xué)實驗的體驗感極差。不得不提的是，對于教科書上墨守成規(guī)的實驗，學(xué)生也會產(chǎn)生厭煩的情緒。這時，如果不利用創(chuàng)新和探索性的經(jīng)驗來激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)的效果就會大打折扣。

2創(chuàng)客教育理念概述

創(chuàng)客教育是一種以“教育就是生活”為理念的創(chuàng)客空間生態(tài)系統(tǒng)，“線上+線下”、“虛擬+現(xiàn)實”、“學(xué)校+家庭+社區(qū)+社會”的學(xué)習(xí)場景對于學(xué)生來說是全新的。這是一種以知識的跨學(xué)科融合為載體，保持工匠精神，保持創(chuàng)作者思維，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式為主線，發(fā)展創(chuàng)作者文化，實現(xiàn)全人發(fā)展目標(biāo)的教育新形式[cu。創(chuàng)客教育是一種充滿著開放性、實踐性與未知性的教育，教師通過引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中運用多種渠道進行綜合性學(xué)習(xí)，并將學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中的發(fā)散性思維整合到一起，形成一套系統(tǒng)完整的學(xué)習(xí)模式。創(chuàng)客教育提倡創(chuàng)新、推崇合作，理念的核心就是使每個孩子的想象力變成現(xiàn)實，培養(yǎng)多面立體的魔方型人才。

3創(chuàng)客理念下高中化學(xué)實驗教學(xué)模式的政策導(dǎo)向

創(chuàng)客教育倡導(dǎo)創(chuàng)新、實踐、協(xié)作，秉承“開放創(chuàng)新、探索體驗”的教育理念，以“在創(chuàng)意中學(xué)習(xí)”為主要學(xué)習(xí)方式，以培養(yǎng)多元化人才為目標(biāo)，進而提高學(xué)生的基本素養(yǎng)。[2]化學(xué)實驗是學(xué)習(xí)化學(xué)不可缺少的部分，往往需要學(xué)生自己動手進行實驗以解謎。2ols年9月，教育部在《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》中提到，要“探索STEAM教育”、“創(chuàng)客教育”等新型教育模式，使學(xué)生逐漸增強信息意識與創(chuàng)新意識，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣[[3]2016年5月，中共中央國務(wù)院印發(fā)的《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[4]提出了國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的三步走目標(biāo)，要求推動教育創(chuàng)新、改革人才培養(yǎng)模式。教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》[5]指出，“多樣化的高中化學(xué)教學(xué)模式中，應(yīng)以科學(xué)探究實驗為主，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實踐探究能力”。在教學(xué)過程中，以促進學(xué)生全面發(fā)展的教育思想為指導(dǎo)，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實驗的積極性，幫助學(xué)生掌握這些實驗知識。創(chuàng)客教育使學(xué)生在對于化學(xué)實驗操作的過程中運用自己的知識體系去類比去創(chuàng)新，達(dá)到舉一反三、融會貫通的學(xué)習(xí)高度，這樣才能使教科書的知識更加生動，給學(xué)生提供實際的發(fā)揮空間。

4創(chuàng)客教育理念下高中化學(xué)實驗教學(xué)模式的革新方法

4.1儀器創(chuàng)新，注重過程

現(xiàn)階段很多學(xué)校的化學(xué)實驗無法開展是由于儀器等設(shè)備的缺乏，在創(chuàng)客理念的指導(dǎo)下，教師在組織化學(xué)實驗教學(xué)活動時，可以不拘泥于死板的教學(xué)模式，可以通過引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，使其自主利用生活資源來收集素材，用常見品代替實驗儀器，有時甚至?xí)斋@更好的效果。如何改善有毒氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，是體現(xiàn)綠色化學(xué)理念化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。比如，在進行硝酸的強氧化性實驗時，由于生成物中含有空氣污染物成分-NO2，因此可以充分利用注射器，利用注射器注入濃硝酸來與木炭反應(yīng)生成NO2、CO2氣體，之后再用注射器吸出NO2、CO2氣體注射入NaOH的溶液中進行尾氣處理，這樣就防止了在拆卸裝置時NO2的逸出，不僅可以是實驗操作更簡便、現(xiàn)象更明顯，而且可以減少污染、節(jié)約藥品，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約意識、環(huán)保意識和創(chuàng)新意識，同時與傳統(tǒng)的吸收尾氣方法相比產(chǎn)生的污染更少。按照這樣的方法，就可逐步訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)能力，也對尾氣吸收裝置有更深層次的認(rèn)知。除此之外，對于銅與氯氣的反應(yīng)也同樣可以采用類似的方法來進行實驗。該實驗首先要利用注射器收集制好的氯氣并在注射器針尖處插上針頭護帽用于密封備用，實驗儀器有石英玻璃管、一根事先去掉絕緣皮的銅導(dǎo)線(將銅導(dǎo)線里面的一束細(xì)銅絲團成球狀)、酒精燈。將團好的銅絲球放在石英玻璃管中間，依次連接裝置并檢查裝置的氣密性。實驗開始首先點燃酒精燈給銅絲球加熱，用注射器的針尖刺入石英玻璃管左側(cè)的膠塞，緩緩?fù)苿踊钊麑⒙葰馔迫耄磻?yīng)一段時間之后可以觀察到銅絲球變?yōu)榧t熱狀，并且在管內(nèi)產(chǎn)生大量棕黃色的煙。將氯氣全部推凈后將針頭拔掉，并再次按順序重復(fù)上述步驟：快速將空氣推進玻璃管中，從而把剛才管中反應(yīng)所產(chǎn)生的煙壓入盛有少量蒸餾水的具支試管中，并輕輕用力搖動使其溶解，溶液呈藍(lán)綠色。此時緩緩拉動活塞，使少量的氫氧化鈉溶液吸進具支試管之后，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了藍(lán)色絮狀沉淀。學(xué)生在進行實驗的過程中，能主動提出多種操作方法，并詳細(xì)記錄實驗現(xiàn)象，同時做好實驗記錄。在實驗儀器的創(chuàng)新中也達(dá)到了學(xué)生化學(xué)實驗思維的創(chuàng)新。上述的儀器只是可利用的一小部分，在生活中還有很多類似的儀器可以用來改進實驗，這就需要老師和學(xué)生共同探索未知的世界，讓學(xué)生養(yǎng)成“人人爭當(dāng)小創(chuàng)客”的實驗意識，不局限于書本中的實驗操作，而是利用發(fā)散性思維將化學(xué)實驗的重要性完全發(fā)揮出來。

4.2自行組織，合作探究

創(chuàng)客教育提倡推陳出新、躬行實踐、通力合作、互惠共贏，在這個過程中，教師應(yīng)該鼓勵學(xué)生充分理解他們所學(xué)的知識。在日常的學(xué)習(xí)中學(xué)生會遇到一些難以處理的問題，一個人的力量或許難以解決，但“一根筷子容易折，十根筷子難折斷”說的就是這個道理。教師要在具體的實驗方案安排上，突出學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生自行組織探究實驗，切實培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中的自主發(fā)現(xiàn)意識與合作探究意識，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力，進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。對于學(xué)生的不同想法要給予幫助和支持，不能一味扼殺，這樣才能使化學(xué)實驗教學(xué)發(fā)揮出最大的價值。比如在學(xué)習(xí)“焰色反應(yīng)”的時候，在正常情況下選用的都是鉑絲，但是由于鉑絲的價格較為昂貴，并非每個學(xué)校的實驗室都會配有，就算是有的話數(shù)量也不會太多。而考慮到現(xiàn)在學(xué)校里各班級的人數(shù)，學(xué)生在做分組實驗時就很難做到每個人都有機會嘗試，也就很難達(dá)到實驗設(shè)計的目的。為此，老師引導(dǎo)學(xué)生們利用所學(xué)知識，創(chuàng)造出更好地辦法來解決實驗危機。同學(xué)們集思廣益，對焰色反應(yīng)實驗做了以下的改進：準(zhǔn)備一個點滴板，先在上面放置所需要進行顏色反應(yīng)的固體物質(zhì)，狀態(tài)可以是粉末狀或晶體狀，再用家里藥箱里常備的酒精棉球蘸取少量藥品放到酒精燈外焰上點燃并迅速移開，就可以非常清晰的看到各種顏色的火焰，尤其是鉀的化合物，不需要透過藍(lán)色鈷玻璃就能清楚地看見紫色的火焰。在小組合作的過程中，不僅解決了實際實驗中的問題，還有的同學(xué)提出疑問：剛開始的前幾秒為什么火焰呈淡藍(lán)色，這個顏色會不會影響焰色反應(yīng)？老師在讓大家小組討論之后，整合學(xué)生的討論情況來給出最終解釋。前幾秒火焰呈淡藍(lán)色是由于酒精蒸氣要先進行燃燒，這時候還不是金屬的焰色反應(yīng)所顯示的顏色。但是在過了幾秒種之后酒精蒸氣消耗殆盡，導(dǎo)致剛開始所產(chǎn)生的淡藍(lán)色逐漸消失，才開始顯示出金屬焰色反應(yīng)的顏色。創(chuàng)客教育不只是一種宏觀的教學(xué)理念，它也可以滲透進我們實際教學(xué)的每一個知識環(huán)節(jié)。對于提出問題和給出代表性回答的同學(xué)，老師要在講解之后提出表揚；在實驗操作的過程中，對于和他人友好協(xié)作的同學(xué)也要給予鼓勵和肯定，在創(chuàng)客教育理念下運用榜樣教學(xué)法能讓學(xué)生對于化學(xué)實驗知識的學(xué)習(xí)更有興趣。

4.3課外延伸，發(fā)散思維

當(dāng)然，教材是高中化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計的主要參考。然而在實際教學(xué)過程中，書本中枯燥的實驗往往會破壞學(xué)生的興趣。這時就需要教師運用自己的專業(yè)技能，將實驗與學(xué)生的實際生活相聯(lián)系，把化學(xué)實驗從實驗室遷移到生活的各個角落。比如在講解“氯的化學(xué)性質(zhì)”的過程中，教師通過引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗計劃，向?qū)W生提出一些有關(guān)于漂白劑的一些問題，希望學(xué)生能夠用自己所學(xué)來解釋漂白劑失效的原理。在實驗的過程中，有些同學(xué)會發(fā)現(xiàn)漂白劑外包裝上標(biāo)有一些不能用其漂白的物質(zhì)，為了探究其中的反應(yīng)原理，學(xué)生嘗試獨立使用化學(xué)語言進行創(chuàng)新實驗并解釋他們在生活中面臨的問題。課堂之外的化學(xué)知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于課本中所體現(xiàn)的，因此老師要引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)實驗與生活中的常見物質(zhì)相聯(lián)系。比如家庭中經(jīng)常用到的防止蛀蟲的樟腦丸，就可以用來進行有趣的化學(xué)實驗。實驗用品就是學(xué)生家里拿來的樟腦丸，在一個直徑比較大的試管或者量杯之中放入10毫升的36%的醋酸溶液，將一粒樟腦丸放入儀器中，觀察到樟腦丸立即下沉。此時，再向反應(yīng)容器中加入20毫升的18%的碳酸鈉溶液，此時觀察到液體中出現(xiàn)氣泡，剛才沉在下面的樟腦丸也立即浮起來。隨著時間的推移，只見它時而浮起，時而沉降，時而翻轉(zhuǎn)，時而又靜止不動。這都是由于樟腦丸的密度略大于醋酸溶液，碳酸鈉的加入導(dǎo)致醋酸與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成氣體。隨著反應(yīng)的不斷進行，氣泡不斷地附在樟腦丸表面，因而樟腦丸和氣泡這個整體的密度又會小于液體的密度，從而樟腦丸在這樣的作用下又浮起來。當(dāng)樟腦丸漂浮在液體表面的時候，樟腦丸表面上所附帶的氣體就會逸散到空氣之中使氣泡減少，因此樟腦丸又沉了下去，如此循環(huán)往復(fù)，就出現(xiàn)沉浮反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。學(xué)生在這個實驗的過程中體現(xiàn)出了強烈的興趣，并主動去探尋實驗現(xiàn)象背后蘊藏的“玄機”，從而真正的將化學(xué)實驗課堂融入生活，而不是讓化學(xué)理論與實際相脫節(jié)。在創(chuàng)客理念的指導(dǎo)下，將會有越來越多有趣的化學(xué)實驗被創(chuàng)造出來。在這個過程中，學(xué)生將真正成為課堂的主人。

5結(jié)語

在目前的高中化學(xué)實驗中，由于固有模式的影響，使得許多實驗教學(xué)只是徒有其表。創(chuàng)客教育理念在高中化學(xué)實驗的引入是一次有關(guān)新舊理念的強有力碰撞，給實驗改革帶來了新的方向。在高中化學(xué)實驗過程中貫徹建設(shè)性創(chuàng)客教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和科學(xué)探究意識，為學(xué)生未來的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，使得學(xué)生在之后的學(xué)習(xí)中能找準(zhǔn)方向，從而成為對國家、對社會有用的人才。教師要結(jié)合化學(xué)培養(yǎng)的教育方針，找準(zhǔn)創(chuàng)客教育與化學(xué)實驗的融合點，優(yōu)化實驗教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客精神。

作者:王熙溪 王良 單位:吉林師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院