“互联网+”背景下实验教学新模式的研究与实践
文章编号：1005?C6629（2017）6?C0041?C04 中图分类号：G633.8 文?I标识码：B
说课是介于备课和上课之间的一种教学研究活动。教师在精心备课的基础上，面对同行或教研人员，讲述自己对某节课的思想认识、教学理念、教学设计（实验设计）、教学过程、绩效评价和教学反思等整个过程，然后由专家评说或听众讨论，达到互相交流，共同提高的目的，在“互联网+”的背景下，通过远程视频互动教学等现代化手段，这种教研新模式运用优势日趋凸显[1]。2015年，教育部基础教育二司正式发文，举办全国中小学实验教学说课活动，以期达到加强教学设计创新，促进交流与共享，进一步发挥实验教学的育人功能，提升师生实践动手能力目的[2]。
1 问题的提出及意义
化学是一门以实验为基础的学科。开展有观察、有体验、有探究的实验教学，不仅是化学教学的重要组成部分，更是学校素质教育的主要内容和教师不可推辞的责任。
传统课堂的实验教学模式表现为：以教材的实验安排为中心，整个过程按部就班。通常的做法是：实验前，学生认真听取教师实验内容讲解和安全事项提醒；实验中，学生按照实验步骤仔细操作和观察记录；实验后，学生把实验结果和现象进行总结归纳，撰写实验报告，教师进行批改和引导。典型特征就是“教师讲、学生听、三固定”，即：课程安排上，时间固定；教学内容上，任务固定；实验操作上，方法固定。传统实验教学模式下，大部分的实验教师的主要精力用于实验知识讲解和操作演示，教学设计创新不足，无法顾及到学生的个性化需求，大部分学生只能在实验教学规定的时间内进行机械的动手练习，没有充足的时间探究实验或自主思考问题。
有学者做了专门的课题研究，得出的结论是：传统实验课堂的教学效果一般不理想，很多学生反映实验后很快就忘记学习内容，操作记忆也很模糊，直观的表现体现在实验考试中，大部分学生在答题中表现出对实验设备名称记忆不清，操作过程混乱，甚至会处于不知所措的状态[3]。
针对以上问题，笔者通过承接国家级课题，立足科研引领，依托所在的单位工作特点，依据新建构主义理论，从分析学生现状、贴近学生需求出发，探索基于“互联网+”时代背景下，构建实验教学新模式，把“实验教学”的目标聚焦在“创新融合”上，推出在“互联网+”背景下的可操作、可复制的解决方案，并在实践中得到很好的效果；福建省的实验教学说课获得同行的认可，比赛成绩在全国处于领先地位[4]。
2 新模式的创新特色和框架结构
当今的时代，是互联网时代。随着国家教育信息化“三通两平台”战略推进，互联网不仅成为信息与知识的载体，也成为信息与知识的主要来源，成为教与学的主要场所。一所学校、一间教室、一位教师、几十位学生，这是传统教育模式。一个教育专用网、一部移动终端，几百万学生，学校任你挑、教师由你选，这就是“互联网+”给教育带来的新挑战。
2.1 创新特色
教学模式创新，离不开学生。00后出生的这一代人，被称为“因特网上的原住民”。他们已经不满足于仅仅停留在网上浏览或学习了，而是要在网上“生活”，他们的认知模式、思维方式乃至学习方法、生活习惯都和以往的学生有质的区别。教育对象在变，教师必须与时俱进，任何教学模式的改革创新都必须和学生的认知水平相匹配。
因此，笔者以为，研究并构建“互联网+”背景下的实验教学模式必须立足于当今的学生，教学模式“因学生改变而改变”这个研究不仅有理论意义，更有现实意义，新模式创新特色可以从“表象特征、核心内涵、运用方式”来表述：
（1）表象特征是跨界融合。所谓“+”的核心就是跨界，就是变革。“互联网+”要求实验教师不仅要积极研究实验内容，剖析实验核心环节，还要求实验教师在保留传统的基础上，敢于跨出传统、敢于自我突破，以学生需求为原点，融合新技术，引入新设备（比如智能传感设备），创新实验设计，使之更便捷、更安全，教学效果更明显。
（2）核心内涵是创新驱动。传统的教学模式，一成不变的实验方法，教师麻木学生厌烦，已经处于难以为继的状态。“互联网+”的核心就是求变、求新，从思维上引导教师发挥创新的力量。使得实验教学的课前、课中、课后的各个环节更加丰富多彩，促进学生的智慧发展。
（3）运用方式是重塑结构。当前，“微课”、“慕课”、“翻转课堂”“电子书包”已经深入课堂，围绕智慧教育理念，重塑实验教学课堂结构是学生内在的要求。因此，在“互联网+”背景下，教师利用新媒体、新技术和新设备，基于动态学习、大数据分析和“云+端”的运用，创造和展示各种贴近实验现实的学习情境，指导学生开展协作实验、探究学习，实现教学模式的重构是一个大趋势。
在实验教学中，教师分析不同的授课对象，因地制宜进行实验教学设计，通过个性化演示、多媒体仿真、布置探究性问题等手段，创造出适合学生认知水平的实验场景，帮助学生进行知识重构，使得学生对化学实验充满新奇、充满期待，教学成为一个循序渐进、水到渠成的过程――创新融合，是新模式的特色所在。
2.2 框架结构
针对“互联网+”时代学生的特征，依据新建构主义学习理论，笔者在吸收维果茨基、皮亚杰、布鲁纳、杜威、苏霍姆林斯基等前辈研究的基础上，提出了进一步强化以学习者兴趣爱好为中心、以营造解决问题情境为核心的三步推进支架式实验教学框架和教学设计策略，如图1所示。 案例1 厦门英才学校杨雪（福建省省赛初中组化学一等奖获得者），她的题目是“元素化合物转化关系复习课”――以CaCO3、CaO、Ca（OH）2相互转化为例。本节课是一节典型的实验复习探究课，比较枯燥，为激起学生兴趣，逐步突破重难点，她采用了支架式教学策略来设计实验教学环节。
搭脚手架：围绕“物质转化观”观念建构，按“最近发展区”理论以学生最通俗易懂最熟悉的粉笔（主要成分就是CaCO3）灼烧实验引入教学。
进入情境：教师通过提出问题：能不能设计出一个实验方案探究整个转化？将学生带入教学情境，并采用了学生最常见的粉笔做为实验载体，把实验结果采用视频回放，温度感应器记录灼烧过程，整个过程生动活泼，很好地引导学生进入情境。
独立探索：让学生独立思考探索，开始时可由教师启发引导，给予适当提示，帮助学生沿观念建构逐步攀升。
协作学习：小组合作探究，理解、应用。
效果评价：对各小组出现的特殊情况作出评价，促进知识整合提升。
知识建构：学习者在教师引导和学习伙伴的协助帮助，建构适合自身的知识体系。
杨雪老师运用支架式教学设计框架，把枯燥的复习课转化为生动活泼，可实施、可应用的常态化教学，强调学生学习的主动性和情境性，促进学习者的合作更加高效，对化合物转化理解更加丰富和全面，比较好地体现了“互联网+”背景下重塑课堂结构的愿景。
3 研究的成果和创新案例
实践中，“互联网+”背景下的实验教学新模式得到广大教师的认同，并主动运用于实验教学说课设计。福建选手不约而同地采用“互联网+”创新驱动的思维方式来演绎教学新思路、新方法，并取得说课比赛的历史性突破。
案例2 福州一中马东老师的参赛项目是“会‘呼吸’的实验装置――硝酸性质实验的一体化设计”，针对课本中铜与浓硝酸、稀硝酸的反应过程中要不断拆卸装置更换药品常发生气体泄漏，产生污染以及两步实验药品用量较大的问题，引导学生共同思考，期望能设计出一个创新的实验装置，解决这些问题。
针对参加实验的是高中学生，他们对化学实验已有较深理解，马老师在教学中引导学生通过网络搜查、小组探究完成了创意收集和知识建构，他们把原来的两个实验整合成一个（如图2），在全封闭环境下连续完成铜与浓硝酸、铜与稀硝酸的反应，然后验证部分气体的性质，并通过装置的特殊设计吸收处理有毒气体，使得氮氧化合物、氧气与水最终反应转化为硝酸。不仅做到了一气呵成、实验效果明显，同时还集约环保、有毒气体零排放。
马老师的教学设计，不仅用“互联网+”思维来求变、求新，还进行了教学角色互换，创新了互动氛围，利于对学生进行环保教育，培养学生确立绿色化学实验思想。另外，他们还起了一个很有诗意的名称――“会‘呼吸’的实验装置”，因此，在2015年全国赛中获得评委一致好评，脱颖而出获得金奖。
案例3 莆田哲理中学林淑秧老师，参赛项目是“氯水部分性质的探究实验”。该实验在教材中设计较为繁琐、分散（分别通过四个实验来探究），实验过程中对装置密封要求很高，一旦没做好，容易造成氯气泄露，污染环境且影响师生身体健康，导致很多教师敬而远之。
针对这个问题，林老师开动了创新思维，将四个实验融合为一个实验，并且，源自生活灵感，利用学生熟悉、简单易得的矿泉水瓶作为实验设备，方案如下（图3）：在矿泉水瓶子的不同位置，分别放置了氯酸钾、干布条（下垫无水氯化钙）、鲜花，然后通过注射器注入盐酸，进而产生氯气。随着氯气的扩散，实验样品颜色慢慢变化。改进后的实验操作简单，不仅解决了原实验方法繁琐、分散的问题，而且现象明显，药品用量少，利用率极高。特别值得一提的是，由于注射器推进速度可控，盐酸的注入量也间接可控，氯气泄漏的概率下降了许多。创新驱动、跨界融合的“四合一”实验思路，简化了实验步骤，重塑了教学方案，为该实验重新回到实验室打开了一扇大门。
4 研究的理论探索和运用思考
实验教学是“教”与“学”的共同活动。随着现代信息技术手段的深度应用，实验教学的课堂结构发生了变革，不仅教学仪器“智能化”，教学资源“媒体化”，教学进程更是“碎片化”。现代化手段使得实验教学形式丰富多彩，但是我们要记住的是“形?而神不变”――教师有目的、有计划、有组织的教学进程没变，在规定的时间内取得最佳效果的核心追求没变。
4.1 理论探索
实验教学模式的创新，需要一个“高大上、接地气”的理论指导。笔者以为：“互联网+”背景下的化学实验教学新模式，比较合适的支撑理论是新建构主义理论[5]。
新建构主义理论认为，知识是学习者在一定情境下借助他人（包括教师、学生和其他学习伙伴）的帮助下，通过意义建构的方式获得。该理论强调了学习的主动性、社会性和情境性，提出合作学习、情境教学、做中体验、讨论悟出等包容性思维方法和教学思想。针对网络时代知识碎片化趋势，新建构主义提倡“零存整取”式学习策略，学习者对每天碎片化学习到的知识先进行“零存”，通过包容性思维，将看上去关系复杂、甚至互相矛盾的学习信息与知识碎片有机整合在一起，通过学习的反思消化，构建出比较完整的、个性化的知识体系，获得“整取”的成果。
新建构主义还指出，学习过程有初级学习与高级学习的区分，不同年龄段的学生要有不同的教学方法去匹配。例如：针对初中的教材编排特点，更多的是要采用“初级学习”的思路，如第2个案例所示，三步支架式实验教学框架和教学设计策略应从学生熟悉的日常一点点渗透，由简至难，层层递进。通过开发生活中的实验资源并进行知识迁移，引导初中学生从生活走进化学；高中学习过程则有所不同，应采用“高级学习”的思路，如案例2所示，在实验教学的实践中，通过问题导入，步步提问，培养学生在实验中多问“怎样做”、“为什么这么做”、“还可以如何做”，探究式提问可以引导并帮助学生初步学会接受、吸收、整合课本化学知识，并进行知识的创新建构。 ?芍址椒ü餐?点就是：创新融合实验课程，以探究的视角深入，从理性的视角提升，以观念的视角升华，这就是新模式核心诉求。
4.2 运用思考
思想认识到位，是新教学模式运用成功的前提，正所谓“名正则言顺”。
重视实验教学工作，努力提升实验教学质量，靠教学科研和实验说课带动实验教学水平，提升教学效果，是最佳途径之一。应该在学校大力弘扬这么一个理念：依照教学大纲要求，开齐开足实验课程，保质保量做好实验，对学校而言，是办学现代化水平的基本标志之一；对校长而言，是能否有能力依法治校的体现；对教师而言，自己能做好实验，教好实验课程，是安身立命之本。
“互联网+”背景下的实验教学模式的运用，笔者以为应该分三步走：一是注意实现“教”与“学”的优化组合，既要研究“教”，发挥教师的主导作用，更要研究“学”，使学生真正成为学习过程的主体，使“教”与“学”达到和谐统一；二是注重教与学的信息反馈，教师的“教”，目的是为了学生的“学”，而学生“学”的结果，又影响着教师的“教”，了解学生的接受状况，才能有的放矢地教；三是注意教学手段的优化，采用现代化手段进行辅助教学，激发了学生的学习兴趣，使教学成为艺术表演，达到事半功倍的效果。
5 结束语
面对“互联网+”的时代，化学实验教学和任何教育教学工作一样，必须调整思维方式，贴近实际，创新引领。实验教学新模式给了教师达成教育理想的翅膀，给了学生提升科学素养的通道，给了学校激活创新能力途径。但是，要强调的是，新模式更多的是提供一种工作思路和教学模式，不是包治百病的灵丹妙药，在实践中要注意接地气，要注意融会贯通、灵活运会。
笔者试图对“互联网+”背景下的化学实验教学的基本理论、基本方法、基本过程做全新的探索，构建多种新型化学实验教学模式，为教师改变教学思路，优化教学过程，提供参考和借鉴。
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