网络环境下中学化学实验教学的研究与应用

1、合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）网络环境下中学化学实验教学的研究与应用 wangzujie摘 要现代网络技术已渗透到教学的各个方面，中学化学教育也要与之适应。在化学学习中，让学生在网络环境下开展探究性实验，培养学生自主、合作、探究等意识，充分利用网络资源提高学生信息搜集、处理能力，对知识进行意义建构和提高解决实际问题能力并引导学生正确地运用网络资源进行自主学习，成为每一位化学教师重点探讨的课题。本文提出在化学实验教学过程中注重网络技术的运用，注重老师的“教”与学生的“学”双方信息素养的提高。通过分析,把传统的教学手段和网络技术有机地结合在一起并运用于化学实验教学中，阐述网络在化

2、学实验教学中的运用以及与之相适合的课堂教学模式，得出了网络环境下中学化学实验教学的优势,克服了传统化学实验中受化学实验设备、环境和资金等方面的限制，解决了一些化学实验不能让学生进行实际操作的问题，其不仅能突破时间、空间和地点限制，有效避免各种实验风险，更可以有效地扩充化学实验资源。关键词: 网络环境 化学 实验教学合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）Research and application of the middle school chemistry experiment teaching under Network EnvironmentABSTRACT Modern n

3、etwork technology has penetrated into every aspect of teaching, high school chemistry education should also adapt to the network. In chemistry learning, it is important to let students explore the experiment carried out in the network environment, the cultivation of students autonomous, inquiry, coo

4、peration consciousness and so on, and make full use of cyber source to improve students information gathering, processing ability, construct and improve the ability to solve practical problems of knowledge and guide the students to correctly use of cyber source for autonomous learning, these is beco

5、me a key subject of Chemistry Teachers. This paper put forward in chemistry experiment teaching process pay attention to the application of network technology, pay attention to both of the teacher teaching and students study. Put the network technology and the traditional technology together and app

6、ly to the teaching of chemical experiment. Describes the use of the network in the teaching of chemical experiment and the corresponding pattern of classroom teaching, the advantage of high school chemistry experiment teaching under network environment .To overcome the chemical experiment equipment

7、by the traditional in the chemical experiment environment and capital constraints, solved some chemical experiments problems that cant let the student carry on the actual operation, it not only can break through time, space and place, avoid the risk of various experiments, more can effectively exten

8、d the chemistry experiment resources.Key words: Chemical Experiment teaching Network environment合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计） 目 录 一 前言.1 二 网络环境下中学化学实验教学的研究.1 2.1 网络环境简介.1 2.2 网络环境下中学化学实验教学的起源.1 2.3 网络环境下中学化学实验教学的发展现状.2 2.4 网络环境下中学化学实验教学的意义 .2 三 网络环境下中学化学实验教学的应用.3 3.1 网络环境下中学化学实验教学的优越性.3 3.2 网络环境下中学化学实验教学

9、的局限性.3 3.3 网络环境下化学实验教学有效实施建议.4 3.4 案例分析.4 四 前景与展望.7 参考献文.8 致谢.9合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）0一一 前言化学学科是一门实验性很强的学科，每个概念的建立、规律的发展，都需要坚实的实验基础，化学实验是人类探索和验证化学规律的手段，它不仅仅是了解自然的窗口，更是化学学习、培养化学实验素质的基本方式1。化学学科实验素质的培养在很大程的度上依赖于中学化学实验教学。在传统的中学化学实验教学中，学生只能通过课本和老师的讲解来了解实验内容，明确实验目的和要求，明白实验基本原理，而缺乏自主深入的探究，但在网络环境下的中学化学实验教

10、学，学生可以更为主动的利用网络资源的优势，进一步的获取更多课本以外有关实验的信息，丰富和拓宽自己的知识面，同时，学生还可以利用网络上的一些软件进行模拟相关的化学实验操作，为现实中的操作打下夯实的基础，学生做完实验后同样可以直接在网上写实验报告，然后以邮件的方式发送给教师，这利于教师和学生之间的沟通。因此，加强化学实验教学，改变传统化学实验教学的模式，探索新的教学模式（如：网络环境下的实验教学模式），是每个化学教育工作者义不容辞的职责。二 网络环境下中学化学实验教学的研究2.1网络环境简介环境总是与一定的范围和空间相关联，有紧密有不紧密。从不紧密的角度看，网络环境可以理解为“求知者在追求学习目标

11、和问题解决的探索活动中可以使用不同的工具和信息资源并可以互相合作和支持的场所” ；从紧密的方面去理解，网络环境可以包括整个虚拟的现实的生活世界，即赛伯空间（cyberspace）2。也就是说，网络环境不仅是指网络资源与网络工具发生作用的地点，还可以是包括求知氛围、求知者的动机状态、人际关系、教学管理、教学策略等非物理形态。从教学设计的角度看，网络环境更多的是指网络中丰富的资源与网络工具的有机组合。2.2网络环境下中学化学实验教学的起源计算机网络发展起源于美国国防与教育的需要。60年代美国国防部发布了指令，要加强计算机的研究，这个结果就是诞生了世界上第一个网络APPANET。APPANET出世之

12、后，便陆陆续续有了企业、高新等大型机构研究将其如何应用在教育教学之中。中国的网络教育教学起步比较晚，直到90年代中期，中国才开始发展网络教育教学。其标志是1994年底开始建设的“中国教育和科研计算机网（CERNET）”的示范工程。1995年，合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）1由国家教育委员会组织，在国家计委的支持下，CERNET示范工程正式开始建设3。1999年国家教育部正式批准清华大学、北京邮电大学、浙江大学、湖南大学为我国第一批开展远程教育的示范点院校。从此网络教育教学就如雨后春笋般在我国教育领域蓬勃发展起来。与此同时，网络环境下中学化学实验教学也迅速发展起来3。2.3网络

13、环境下中学化学实验教学的发展现状2.3.1国外的发展现状当今国外基于网络的中学化学实验教学发展得比较迅速，除了普及广泛外，已经向更高层次的应用和标准化方面发展。以美国为例，美国是目前远程职业培训规模最大的国家。44%的高等学校向全社会提供各种远程教育，当然，其中包括化学实验教学的课程。此外，网络上虚拟的办学模式，几乎成为学生获取化学实验知识的手段3,4。2.3.2国内的发展现状 从Intemet开始进入我国以来，我国相继陆续开通了教育科研网、中科院网、中国公用计算机网和金桥网等4。也已有一些网络化学实验教学平台，如软酷网，这给我们提供了良好的学习化学实验的平台。但由于传统化学实验教学观念的束缚

14、，利用网络的中学化学实验教学并未得到很好的推广。近年来，随着教育的不断改革以及大多数人逐渐认识到我国传统的化学实验教学大多数是探究性不强，与生产、生活的联系不够密切，学生实验中也是验证性实验居多探究性较少，化学实验在化学教学中作用不够，学生较难在实验中锻炼自己的实验能力等等缺陷，开始向国外学习，借鉴于国外的化学实验网络资源，逐步开始了网络环境下的实验教学，目前正处于推广、普及深化阶段。2.4网络环境下中学化学实验教学的意义网络环境下中学化学实验教学的意义主要是推进了开放式教学和协作学习新模式，让人们充分的认识到网络对中学化学实验教学的好处。使人们认识到网络可以提供丰富、生动的学习材料。改善我们

15、的学习环境。现代信息技术的应用能使学习变为真正以学生为中心，以学生为主体4。应用网络技术给学生之间的合作学习以及师生之间的互动带来很大的方便，使学生的学习环境得到很好的改善，让学生可以不出门在家就可以和很多老师同学交流。学生在实验中遇到问题，可以上网查找或者通过校园网、化学实验论坛与教师流，及时弥补课内实验中遇到的问题。完善传统教学模式，提高教学质量。为教师的教学提供了一种新的方法。促进教师对教学产生一种激情、热爱和向往。合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）2利用现代网络信息技术进行化学实验教学，教师的角色发生了天翻地覆的转变。从机械式地传授知识到知识的引路人。它改变了传统的应试教

16、育这与新的教育理念有异曲同工之妙。可以通过化学教育论坛，这样就可以不用“面对面”也可以传授知识，传播学问了。化学教育论坛是一个比较真实的，大有用处的语言场所，由于不用写本人的真实姓名，大家可以毫无顾忌地，自由的发表自己的意见和见解，在这里可以与化学教育相关的工作人员讨论学术、发表意见、交流知识和教育思想以及发表自己的文章论文等；不仅化学教育工作者可以想说什么就说什么，学生也可以在这里说说自己的想法。这些信息被化学教育工作者加以整理分类后就可以变成一种效率高的、有规划的、高质量的建议、措施和方案，这对化学实验教学改革非常的有用5。三 网络环境下中学化学实验教学的应用3.1网络环境下中学化学实验教

17、学的优越性网络环境下中学化学实验教学，培养了学生实践、创新和动手的能力。传统的实验教学，学生往往处于被动的地位。以书为本，相信书本既“真理”，不敢否定书本，这严重限制了学生的创新发散式思维的发展，网络环境下的化学实验教学，可使学生主动参与实验，从实验的条件准备、操作步骤等都是以学生为主体，使学生由过去被动等待和填鸭式的学习方式，变为积极主动和探索式的学习方式；极大地培养了学生学习化学的兴趣5,6。3.2 网络环境下中学化学实验教学的局限性网络环境下的中学化学实验教学大大优化了实验教学效果。然而，实验教学不只是单单为了验证化学知识、得出结论，学生必须得自己亲身观察和自主实践才能全面的认识化学，了

18、解科学。利用网络来完成中学化学实验教学的内容，只能让学生了解一些实验现象和原理，不能给学生带来实验体验和技能6。更不形成特定的实验情境来激发学生的创新思维，培养学生分析问题和解决问题的能力。利用网络来代替中学化学实验，实质上就是“纸上谈兵”，是一种不恰当利用网络的表现，是对实验教学的误解7。因此，网络环境下的实验教学在实验教学中只能是“协同”地位，不能越俎代庖，两者应有机的融合在一起，使化学实验教学在时空上得到突破和延伸，从而达到优化实验教学的目的8。3.3网络环境下化学实验教学有效实施建议合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）33.3.1老师认真引导学生，利用网络资源查找资料 老师

19、以探究性问题引导学生进行探究。在中学化学实验教学中，虽然每个学校都有使用教材书，但因某些原因，教材内容陈旧的问题仍旧存在，虽然有些教材进行了更新，但还谈不上与时俱进，尤其是化学实验的条件、方法、过程更是仁者见仁智者见智9。而利用网络，就可以弥补教材更新慢，知识过于陈旧的问题。还可以拓宽学生对某个化学实验的认识，有自己的想法，促进学生的发散型思维。3.3.2老师要及时给学生评价反馈学生虽然可以利用网络资源查找资料，完成大致的实验过程，但由于中学学生已有知识面的限制，他们对网上及书本上的知识点可能还不是很清楚，对知识前后的连贯性也掌握的不是很好，并且网上对实验过程的见解也都不一定是对的，所以学生们

20、完成的实验过程和结论就需要老师给予及时的反馈与评价10。每经历一个阶段，老师就要进行总结，使学生的化学实验可以有效、有目标的进行下 去。对完成比较出色的学生老师也要进行表扬，对完成欠佳的同学也要给予鼓励和指导。3.3.3在网络环境下进行化学实验教学还要注重时效性在网络环境下进行中学化学实验教学虽然可以使学生主动参与实验，但中学学生的时间也是宝贵的，老师不仅要保证网络实验教学质量，也要把握好网络实验教学的时间11。在合理的时间内进行有效地网络环境下实验教学才能整体提高中学实验教学质量。3.4案例分析 杜威主张“从做中学”，他认为人们不从实践活动中获得知识而由上课和看书所获得的知识是虚幻的，不牢固

21、的12。而化学是以实验为基础和以事实为根据的一门实践性学科，化学知识的建构和化学素养的形成大多数要通过实验手段来实现。因此，中学化学实验基本技能的培养成为中学化学教学的关键13。化学学科的基本特征是“以实验为基础”。在网络环境下开展中学化学实验，让学生在轻松愉快的学习活动中，获得亲身参与研究、探索、动手的体验，培养学生发现问题、解决问题的能力和收集、分析、利用、整合信息的能力，让他们学会分享与合作，树立正确的人生观和世界观，增强对社会的责任感和使命感13,14。网络环境下中学化学实验教学研究的案例14：1.基本程序：合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）42实施说明：以下将以“海带中

22、碘的检验”实验的学习探究活动为例，对教学程序的实施进行说明。步骤一：创设情境,确定探究主题【教师】展示患有大脖子病人的图片。提出患有此病的原因及如何预防此病发生等问题?【学生】上网搜集资料，与同学交流。了解我国防治该病的措施加碘食盐和含碘多的食品。如海带等海产品。【教师】通过各种网络资料和书本知识了解到海带中含有丰富的碘，你有什么办法来提取海带中的碘呢?步骤二：在网络环境下,以问题引导学生开展自主的探究性实验活动【问题一】海带中的碘主要是以哪种形式存在?【猜想与假设】海带中碘的存在形式：碘离子、碘等，碘易升华，所以不可能是这种形式。【搜集资料，讨论交流】海带中碘的存在形式主要为碘离子，如KI、

23、NaI等。【问题二】海带的成分分为有机物和无机物两部分。如何除去海带中的有机物呢?【猜想与假设】根据有机物易燃烧的特点，可以采用燃烧法。【搜集资料，讨论交流】设计充分燃烧除去海带中有机物的实验步骤、实验药品、操作关键和仪器的使用。【实验步骤】刷泥沙剪碎加入酒精充分灼烧；【实验用品】酒精灯、刷子、三角架、铁架台、坩埚、坩埚钳、剪刀、烧杯、玻璃棒等；【操作关键】充分灼烧海带，否则所得的滤液会是棕黑色，严重影响实验的结果。【仪器使用】我们主要学习使用坩埚的方法。【问题三】灼烧海带后，海带灰中的无机物有哪些?【猜想与假设】可能含有镁离子、钠离子、钾离子等金属盐，因为海水中存在这些物质。创设情境确定探究

24、主题提出问题猜想与假设搜集资料讨论交流实验设计与验证展示成果合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）5【搜集资料，讨论交流】(1)海带灰中除碘化物外，还有4050的不溶性物质和3050的可溶性物质。(2)可溶性物质大部分为：氯化钠、氯化钾、硫酸钠硫酸钾、碘化钠、碘化钾、碳酸钠、氯化镁等。【问题四】怎样将海带中含碘物质分离出来?【猜想与假设】若含碘物质与其他可溶性物质溶解度差别很大，可采用结晶过滤的方法分离（如表1所示）。表1 海带中的几种盐类的溶解度表【搜集资料，讨论交流】(1)设计实验步骤、操作关键、需用仪器。【实验步骤】加热一过滤；【实验仪器】火柴、玻璃棒、三角架、酒精灯、大烧杯、

25、漏斗、滤纸、铁架台(铁圈)等；【操作关键】过滤后所得的滤液应该是澄清的。【问题五】你能设计出几种方法来检验滤液中是否有碘离子呢?【猜想与假设】根据碘离子的性质设计。【搜集资料，讨论交流】碘离子可与银离子的反应，碘离子具有还原，可与氧化性物质（溴和过氧化氢等）在酸性条件下反应。【实验】检验方法 现象 解释方法一先加AgNO3溶液，再加稀HNO3生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀I- + Ag+ = AgI方法二先加溴水，在加四氯化碳溶液分层：上层几乎 无色，下层紫红色2I- + Br2 = I2 + 2Br- 方法三在酸性条件下，先加双氧水，再加淀粉溶溶液变蓝2I- + H2O2 + 2H+ = I2

26、+ 2H2ONaClKClNa2SO4K2S04NaIKINaCO3K2CO3CaCI2MgCI2035.727.657.2185.9129.5751359.552.810039.856.74223.130220845560.915973合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）6液步骤三：展示成果【展示成果与讨论】每位学生对此次探究活动进行反思和总结。通过这个案例，可以看出在网络环境下进行化学实验教学可以使学生主动参与实验，从实验的假设、分析、仪器准备到实验步骤都是以学生为主体，使学生由过去的被动等待和接受式的学习方式，变为积极主动探究式的学习方式15。极大的提高了中学学生对学习化学学

27、科的兴趣，让化学学习变得不再那么枯燥无味。四 前景与展望网络技术及其应用规模迅速发展,网络与日常生活中的方方面面的联系越来越密切,网络必将在今后的学习生活中具有不可替代的作用。实践证明,网络环境下的中学化学实验教学能够打破传统教学模式，克服传统化学实验中受化学实验设备、环境和资金等方面的限制，提高实验教学效率。基于网络环境下的中学化学实验教学，解决了一些化学实验不能让学生进行实际操作的问题，其不仅能突破时间、空间和地点限制，有效避免各种实验风险更可以有效地扩充化学实验资源。在网络化学实验教学中,可以利用虚拟现实技术、人机交互技术模拟传统化学实验室中的各种仪器、设备进行化学实验，就如同在真实的化

28、学实验室一样,从而扩充了化学实验资源,增加了学生亲自动手化学实验的机会,提高了学生操作各类化学实验的能力。综上，网络将在化学实验教学中占据着重要地位，它的作用将无可替代，它的发展前景将无可限量。合肥师范学院 2014 届本科毕业生论文（设计）7参考文献参考文献1 张琳, 胡颂平. 网络环境下开展化学探究性实验研究J. 教育信息基础, 2009, 3: 28-29.2 杨冰. 网络环境下高中化学实验教学探析J. 浙江: 杭州师范大学, 2013, 7: 136-137.3 张高华. 浅谈网络环境下高中化学的实验教学J. 中国校外教育理论, 2007, 2: 43-45. 4 符春燕. 利用信息技

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