信息化教学在基础化学实验的应用

摘要：从信息化教学在实验中的应用背景出发，结合课程特点与学生生源情况，剖析了信息化教学在实验中的应用案例：由实验视频开展的讨论式与探究式教学法、信息化环境下的自主探究，学案导学、利用应用软件制作实验报告，探讨了信息化教学方法、信息化教学资源与高职基础化学实验的融合，为信息化教学在实验课程中的应用推广，为江苏高校品牌专业建设工程以及高职信息化教育的可持续发展提供参考。

关键词：基础化学；实验；信息化

本文以信息化教学在高职基础化学实验课程中的应用为例，通过多年的信息化教学改革实践，从信息化教学在实验中的应用背景出发，结合信息化教学在实验中的应用案例，积极探寻信息化教学在课程实验中改革的有效方法与途径。

一、信息化教学在实验中的应用背景

高职基础化学实验是面向精细化学品生产技术等专业开设的实验课程，主要包括四大化学实验中的物质定量分析、有机合成、燃烧热的测定、多组分相图的绘制等实验内容，实验类型主要包括验证性实验、探究性实验和应用性实验，具备理论性强、仪器设备种类多、操作步骤复杂、实验数据处理繁琐等特点。然而在有限的课时情况下，面对多途径入学的学生生源：既有文科生，又有理科生，既有高考入学，又有对口单招入学，此外，还有留学生。显然，传统的实验教学模式难以通过指导学生操作来实现对基本原理和操作技能的掌握，以及能灵活运用所学理论知识指导实验、理论联系实际的能力。目前，在大数据时代，信息化教学已经得到了广泛应用，信息技术与化学实验的整合是将信息技术应用于化学实验的教学过程中，利用信息技术不仅可以大幅度地丰富教学资源，还可以优化对实验的演示，激发学生对实验的学习兴趣，加深学生对知识的理解以及与对实验的探究，再结合信息化的教学方法，就能够大幅度地提高基础化学实验的教学效果。

二、信息化教学在实验中的应用案例

1．结合实验视频开展的讨论式与探究式教学法

讨论教学法的具体环节设置为情节引入、明确探究任务、完成探究任务、总结与提升、自主探究实验、学以致用。教学内容选自《基础化学》教材中的高锰酸钾法，它的知识目标是掌握高锰酸钾法的测定对象及其滴定分析方式，技能目标是能够根据待测对象选择适当的滴定分析方法和方式。在学习高锰酸钾法之前，学生已经具备氧化还原反应、滴定分析条件等基础，所以采取讨论教学法，其中的知识与技能要求即为本节的重点难点。实验理论教学过程如下：学生学习7分钟左右的《高锰酸钾标准溶液的制备及亚铁盐含量的测定》的实验视频；教师在此期间，与视频同步，在黑板上板书下一步小组讨论的问题。小组讨论20分钟，教师通过点拨式和矫正式指导学生，引导学生对实验中的三大步骤进行思考，使学生明确高锰酸钾标准溶液制备的方法：其中试剂、仪器的选择，注意事项的把握；掌握高锰酸钾法的测定对象及其滴定分析方式的选择；此外，在此过程中，还可以帮助学生构建起实验设计的一般思路，培养了学生的团队意识和角色意识。总结提升（3分钟），主要总结了高锰酸钾法中都必须有的一步：高锰酸钾标准溶液的标定条件，总结成“三度一点”，以及高锰酸钾法滴定方式的选择。该环节有助于学生掌握根据测定对象选择合适的分析方法和滴定方式，突出了本节课的重点。该环节设计了与专业课程相关的讨论高锰酸钾法测定水样中化学耗氧量的方案（15分钟）。在此期间，把活动交给学生，教师负责巡回指导、答疑解惑、规范要求。受时间限制，方案的完善与制定工作布置为课后作业。学生通过方案的设计达到了学以致用的目的，为专业的学习奠定了基础，突破了本节课的难点，同时也激发了学生的环保意识：要爱护水资源。探究性学习的基本流程为：情景—问题—探究。教师把情景作为产生问题的载体，让学生在情景中感知、发现问题，学生根据问题的性质提出研究问题的方案或假设，验证方案，应用多种手段和方法去探索、研究、证明，从而亲身体验知识和规律的发现过程，获得积极的情感体验和深层的内心感悟。在上述高锰酸钾法关于《高锰酸钾标准溶液的制备及亚铁盐含量的测定》的实验视频的学习过程中，板书待探讨的问题如下：（1）为什么不能直接配制高锰酸钾溶液？（2）标准溶液标定中的注意事项是什么？（3）除了可选用H2SO4来控制溶液的酸度，能否使用HNO3或HCl来控制酸度？问题提出后，学生查阅资料，探讨问题，最终获得相应答案。通过问题的提出、资料的查阅及知识点的对比，学生学会了从反应条件中寻找问题，从反应原理上解释问题，并加深了对高锰酸钾法的认识，进而将知识延伸深化。通过问题的发掘、提出到解决的全过程，学生初步掌握了问题提出的思路和解决问题的方法与途径。关于高锰酸钾法的实验教学，从短短的7分钟的实验操作视频出发，创设学习情景激发学生对实验的探究，引导学生按照对实验步骤有序进行探究，关注操作过程中的安全问题、注意事项、数据记录等，为实验的顺利开展起到了良好的铺垫作用。

2．信息化环境下的自主探究，学案导学

我们关于信息化环境下的学案导学教学法是以老师的指导为主导，学生的自主学习为主体，网络教学资源库里的学案为载体，师生共同完成教学任务的一种教学模式。在信息化环境下，学生在本学院教学资源库网络平台中的自主学习目录下，根据教师设计的学案（如下图1所示），认真学习相关实验资源，学生可以通过在线提问、问答中心提出自己的观点、问题或见解，师生共同研究学习。这种教学模式不仅满足了学生思维发展的需要，而且有助于学生根据自己的情况，进行充分的个性化实验预习，避免了以往说到实验预习，主要就是看看实验教材，而对实验原理、实验步骤、注意事项认识不充分的弊端。自主探究，学案导学在实验预习过程中的使用，不仅可以提高学生的自学能力，还可以提高他们分析问题、解决问题的能力。

3．利用应用软件制作实验报告

学生运用化学软件ChemWindow绘制化学结构式、反应方程式、实验装置，学生可以制作电子版的有机合成的实验报告，运用Origin、Excel软件对实验数据的处理，学生可以快捷地进行实验数据处理与制图。如图2所示，是学生关于《完全互溶双液系的平衡相图实验报告》中利用Origin软件绘制的相图。

三、小结

信息化在高职基础化学实验课程中的应用，充分发挥了信息技术、网络资源、多媒体媒介等优势，改革传统的实验教学模式，实现了实验教学环节的信息化，在提高学生实验操作能力的同时，挖掘了学生的创造性思维以及创新性能力的潜质，培养学生终身学习的能力。

参考文献：

［1］郭小群．信息技术在物理化学实验教学中的应用研究［J］．广东化工，2012，39（9）：219．

［2］樊陈莉．信息化应用于有机化学实验课程的教学改革与研究［J］．职业技术，2017，16（3）：61－63．

［3］李继民．信息技术与专业化学实验整合的研究［J］．教育教学论坛，2014，（14）：264－265．

［4］李燕，毛晓明，李慧．新升本科院校物理化学实验课程的优化［J］．广州化工，2017，45（1）：150－151．

作者：陈玉霞 曹国庆