創(chuàng)客教育下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(tuán)結(jié)協(xié)作并融合多種學(xué)科進(jìn)行綜合教育的新型教育模式，將其用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降淖兏镏?，?a href="http://m.saumg.com/lunwen/gaozhonghuaxuelunwen/185308.html" target="_blank">實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改變注入新鮮的能量。本文對(duì)如何運(yùn)用創(chuàng)客理念進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(duì)具體的案例分析，為高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革提出一些可行性建議。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)客教育；高中化學(xué)；創(chuàng)新；實(shí)驗(yàn)改革

隨著國家對(duì)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(gè)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(gè)教師都必須思考的問題。教育不僅要教會(huì)學(xué)生知識(shí)，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(shí)踐中，這項(xiàng)要求的落實(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)間使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的使用效率低且學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的參與感不強(qiáng)，不能及時(shí)、適當(dāng)?shù)亟探o學(xué)生所需的知識(shí)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(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。在這種需要除舊布新的大環(huán)境下，創(chuàng)客教育作為一項(xiàng)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(dú)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(jìn)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(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)教育模式值得探討。

1高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)于化學(xué)這門學(xué)科的教學(xué)時(shí)長僅為每周兩到三節(jié)課。對(duì)于正常的教學(xué)任務(wù)來說，這么短的時(shí)間都尚且不夠，何來給學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。因此，對(duì)于一些探究性的實(shí)驗(yàn)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(duì)著升學(xué)的壓力、“唯分?jǐn)?shù)論”，僅憑一些探究性實(shí)驗(yàn)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(shí)際上，探索性實(shí)驗(yàn)的目的是提高成績，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生自己分析和解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行反思的能力以及和同學(xué)團(tuán)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(duì)學(xué)生來說真正需要的。

1.2場地有限，設(shè)備不足

對(duì)于一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)，教室可以說是稀缺的資源，對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材都沒有碰過。稍微好一點(diǎn)的地方，也會(huì)因?yàn)楦鞣N原因難以開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如：缺少教育經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)藥品不足、沒有足夠經(jīng)驗(yàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)員等等?，F(xiàn)階段，大多數(shù)學(xué)校對(duì)于高中階段的化學(xué)實(shí)驗(yàn)講解都是依靠演示實(shí)驗(yàn)。

1.3模式單一，缺乏創(chuàng)新

由于高中化學(xué)教學(xué)課時(shí)有限，通常大多數(shù)教師會(huì)采用演示實(shí)驗(yàn)的方式，在這個(gè)過程中，教師是絕對(duì)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(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)造性與積極性，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)感極差。不得不提的是，對(duì)于教科書上墨守成規(guī)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也會(huì)產(chǎn)生厭煩的情緒。這時(shí)，如果不利用創(chuàng)新和探索性的經(jīng)驗(yàn)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(huì)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(shí)”、“學(xué)校+家庭+社區(qū)+社會(huì)”的學(xué)習(xí)場景對(duì)于學(xué)生來說是全新的。這是一種以知識(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)用多種渠道進(jìn)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(gè)孩子的想象力變成現(xiàn)實(shí)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的政策導(dǎo)向

創(chuàng)客教育倡導(dǎo)創(chuàng)新、實(shí)踐、協(xié)作，秉承“開放創(chuàng)新、探索體驗(yàn)”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(jìn)而提高學(xué)生的基本素養(yǎng)。[2]化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(qiáng)信息意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)，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(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》[4]提出了國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的三步走目標(biāo)，要求推動(dòng)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(shí)驗(yàn)為主，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實(shí)踐探究能力”。在教學(xué)過程中，以促進(jìn)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(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，幫助學(xué)生掌握這些實(shí)驗(yàn)知識(shí)。創(chuàng)客教育使學(xué)生在對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的過程中運(yùn)用自己的知識(shí)體系去類比去創(chuàng)新，達(dá)到舉一反三、融會(huì)貫通的學(xué)習(xí)高度，這樣才能使教科書的知識(shí)更加生動(dòng)，給學(xué)生提供實(shí)際的發(fā)揮空間。

4創(chuàng)客教育理念下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，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(shí)驗(yàn)儀器，有時(shí)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(jìn)行硝酸的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(jìn)行尾氣處理，這樣就防止了在拆卸裝置時(shí)NO2的逸出，不僅可以是實(shí)驗(yàn)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(shí)、環(huán)保意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)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(duì)尾氣吸收裝置有更深層次的認(rèn)知。除此之外，對(duì)于銅與氯氣的反應(yīng)也同樣可以采用類似的方法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)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(hù)帽用于密封備用，實(shí)驗(yàn)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(tuán)成球狀)、酒精燈。將團(tuán)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(shí)驗(yàn)開始首先點(diǎn)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?dòng)活塞將氯氣推入，反應(yīng)一段時(shí)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(jìn)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(dòng)使其溶解，溶液呈藍(lán)綠色。此時(shí)緩緩拉動(dòng)活塞，使少量的氫氧化鈉溶液吸進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，能主動(dòng)提出多種操作方法，并詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同時(shí)做好實(shí)驗(yàn)記錄。在實(shí)驗(yàn)儀器的創(chuàng)新中也達(dá)到了學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jìn)實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)意識(shí)，不局限于書本中的實(shí)驗(yàn)操作，而是利用發(fā)散性思維將化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)踐、通力合作、互惠共贏，在這個(gè)過程中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生充分理解他們所學(xué)的知識(shí)。在日常的學(xué)習(xí)中學(xué)生會(huì)遇到一些難以處理的問題，一個(gè)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(gè)道理。教師要在具體的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中的自主發(fā)現(xiàn)意識(shí)與合作探究意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。對(duì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮出最大的價(jià)值。比如在學(xué)習(xí)“焰色反應(yīng)”的時(shí)候，在正常情況下選用的都是鉑絲，但是由于鉑絲的價(jià)格較為昂貴，并非每個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室都會(huì)配有，就算是有的話數(shù)量也不會(huì)太多。而考慮到現(xiàn)在學(xué)校里各班級(jí)的人數(shù)，學(xué)生在做分組實(shí)驗(yàn)時(shí)就很難做到每個(gè)人都有機(jī)會(huì)嘗試，也就很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的。為此，老師引導(dǎo)學(xué)生們利用所學(xué)知識(shí)，創(chuàng)造出更好地辦法來解決實(shí)驗(yàn)危機(jī)。同學(xué)們集思廣益，對(duì)焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)做了以下的改進(jìn)：準(zhǔn)備一個(gè)點(diǎn)滴板，先在上面放置所需要進(jìn)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(diǎn)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(shí)際實(shí)驗(yàn)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(gè)顏色會(huì)不會(huì)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(jìn)行燃燒，這時(shí)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(jìn)我們實(shí)際教學(xué)的每一個(gè)知識(shí)環(huán)節(jié)。對(duì)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(yáng)；在實(shí)驗(yàn)操作的過程中，對(duì)于和他人友好協(xié)作的同學(xué)也要給予鼓勵(lì)和肯定，在創(chuàng)客教育理念下運(yùn)用榜樣教學(xué)法能讓學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的主要參考。然而在實(shí)際教學(xué)過程中，書本中枯燥的實(shí)驗(yàn)往往會(huì)破壞學(xué)生的興趣。這時(shí)就需要教師運(yùn)用自己的專業(yè)技能，將實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的實(shí)際生活相聯(lián)系，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)室遷移到生活的各個(gè)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(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)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(shí)驗(yàn)的過程中，有些同學(xué)會(huì)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(dú)立使用化學(xué)語言進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)并解釋他們?cè)谏钪忻媾R的問題。課堂之外的化學(xué)知識(shí)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用品就是學(xué)生家里拿來的樟腦丸，在一個(gè)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(shí)，再向反應(yīng)容器中加入20毫升的18%的碳酸鈉溶液，此時(shí)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(shí)間的推移，只見它時(shí)而浮起，時(shí)而沉降，時(shí)而翻轉(zhuǎn)，時(shí)而又靜止不動(dòng)。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(jìn)行，氣泡不斷地附在樟腦丸表面，因而樟腦丸和氣泡這個(gè)整體的密度又會(huì)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(shí)候，樟腦丸表面上所附帶的氣體就會(huì)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(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中體現(xiàn)出了強(qiáng)烈的興趣，并主動(dòng)去探尋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后蘊(yùn)藏的“玄機(jī)”，從而真正的將化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂融入生活，而不是讓化學(xué)理論與實(shí)際相脫節(jié)。在創(chuàng)客理念的指導(dǎo)下，將會(huì)有越來越多有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)被創(chuàng)造出來。在這個(gè)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(shí)驗(yàn)中，由于固有模式的影響，使得許多實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是徒有其表。創(chuàng)客教育理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的引入是一次有關(guān)新舊理念的強(qiáng)有力碰撞，給實(shí)驗(yàn)改革帶來了新的方向。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)和科學(xué)探究意識(shí)，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(duì)國家、對(duì)社會(huì)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(shí)驗(yàn)的融合點(diǎn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)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