大数据背景下的高中化学实验教学探究
摘 要：大数据不仅逐渐进入了各行各业，而且深入了人们生活，同样也慢慢进入各门课程的教学中，并推动了课程教学质量和效率的提升。在高中化学课程的教学实践中，实验是很重要的教学构成，不仅可以为学生提供验证理论知识的探究机会，还能很好地锻炼学生的动手操作能力。基于大数据背景有效组织与创建化学实验教学，不仅有助于教师解决实际教学中的各种问题，还能让学生获取更加多元的学科知识，推动实验教学的发展，丰富学生在课堂上的整体学习收获。
关键词：高中化学;实验教学;大数据
中图分类号：G420? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：095-624X（2020）06-0049-02
引 言
在大数据背景下组织与构建高中化学实验课堂，教师需要就实验的开展过程进行有效设计。教师首先可以鼓励学生利用网络环境和各类资源进行充分的课前预习，让学生建立初步的学习印象。同时，教师也可以合理使用大数据，丰富实验课堂的教学知识，促进学生对实验方法和原理的有效掌握。教师合理地利用大数据不仅能为化学实验课堂增添很多新鲜色彩，同样还能全面提升实验教学的综合实效，让实验课的综合教学目标更好实现。
一、教师要积极走进互联世界
想要让大数据更好地为高中实验教学服务，教师首先需要熟悉互联网世界，并善于有效利用这部分教学资源。不少教师对网络化教学和网络环境仍然比较陌生，在课堂上对各种教学辅助工具和媒介的使用也不够熟练。这使课堂整体的构建方式相对陈旧，学生很难在這样的学习环境中感受到课堂的趣味性。对此，教师应积极探寻教学改革的方法和途径，转变传统的教学思维，积极走进互联网世界，对网络化工具、大数据等有更多的了解，并且将这些辅助资源和工具充分融入课堂。这不仅有助于解决实验教学中可能存在的各种问题，还可以给学生提供自主学习的平台。学生基于大数据可以广泛获取各种相关知识，能够提前预习实验内容，并丰富自己的背景知识。在这样的教学背景下，实验活动会更好地推进，学生能够更快地理解实验内容，认识到实验操作的基本方法，更好地吸收和掌握教学知识[1]。
例如，对实验课“物质的分离与提纯”开展教学时，教师就可以利用网络结合学生自主学习的方式来组织课堂，首先，让学生预习实验，在网络上查询与实验相关的知识内容，然后，让学生自己动手制作整个实验的多媒体展示内容，最后在课堂上对实验结果进行验收。学生在整个准备过程中，通过网络数据信息，了解了物质提纯实验的注意事项及相关知识，将实验过程展现出来。教师设计这样的课前预习活动不仅使学生的整体学习印象更深刻，还会给学生带来更多启示，从而辅助学生更好地掌握实验原理和相关的操作方法。有了这些教学铺垫后，教师可以充分了解学生的自主学习情况，认识到学生就这个实验在知识掌握上存在的不足，然后有针对性地进行强化。这是实验课堂更值得推崇的教学组织与构建方式，不仅可以提高学生的课堂参与积极性，还能锻炼学生的多元学科能力。
二、丰富实验教学的资源获取
化学课本中关于实验知识的介绍整体比较简单，由于篇幅限制，课本只大致交代了实验的内容、实验的基本操作步骤等知识。如果仅靠课本让学生学习实验知识，不仅会造成学生的认知障碍，还容易使学生产生一些学习误区。对此，教师可以利用大数据加以弥补，鼓励学生在课前广泛浏览网络上相关的实验背景知识和专业化知识，以此丰富实验教学资源。这样的学习方式给学生提供了更开放的探索空间，学生可以结合自己的兴趣点或者有疑问的地方，有针对性地浏览信息，既能消除很多学习障碍，解答各种问题，又能对实验原理和与实验相关的知识都有更好的理解和吸收[2]。
例如，在“铝及其重要化合物的性质”的实验课上，教师可以基于大数据和网络化资源有效组织、设计实验教学过程。首先，教师可以利用PPT给学生引出铝的重要化合物，让学生发现并指出这些化合物与铝有怎样的联系。然后，让学生自由发言，把知道的铝的化合物都说出来。最后，教师让学生分组总结回答，并在此基础上引出各组实验，让学生观察实验的过程和结果，使其对铝的化合物有更深刻的认识。在这个实验教学过程中，学生前期会通过网络知识和信息的浏览，更深入地了解相应的背景知识。在归纳总结学生提供的信息后，教师可以有针对性地给学生播放提前准备好的实验短片，这些内容是在大数据环境中筛选获取的教学素材。整个实验教学给学生提供了更大的参与空间，同时，也极大地提升了实验教学的综合实效，使学生可以快速建立对这节课的整体认识。
三、做好充分的实验教学准备
大数据给教师和学生提供了极为丰富的教学素材和学习资源，让化学实验课的教学能够更好地延伸。要想体现教学的针对性，并让学生更快地吸收掌握相关知识，教师还需要做好充分的实验教学准备。教师在开展教学设计时要明确实验课的教学重心，了解相应的教学重难点，然后有针对性地给学生设计预习任务。同时，对于一些特殊实验，教师的课前准备更为重要。如果是课堂演示实验，教师需要提前准备好各种需要用到的实验器具和物质;如果是视频演示实验，则要提前做好实验素材和资源筛选。此外，在组织学生开展自主实验探究时，教师引导学生做深入、细致的实验预习准备尤为重要。这样才能避免学生产生学习误区，让学生更快地吸收掌握知识原理，了解实验的操作方法和流程，进而更好地完成自主实验学习任务[3]。
要想在课堂上高效利用好每一分钟，教师需要在课下进行充分、全面的准备工作，对于实验涉及的知识点、实验过程中存在的风险，以及实验效果的展示都要做好全面准备。只有经过这样的数据收集和分析，教师才能更好地成为实验教学的指导者和领跑者，给学生打造质量更高的实验课题。例如，在进行“亚硝酸钠和食盐的鉴别”这个实验的教学时，考虑到亚硝酸钠有剧毒，且形状和食盐十分接近。对此，教师可以提前给学生布置非常明确的课前预习任务，让学生收集、整理两种物质的各种性质，并以列表的形式展开直观对比。有了这样的实验准备后，当教师在课堂上给学生呈现这个实验时，学生才能更快地理解学习内容。不仅如此，这还能够加深学生的学习印象，引导学生在生活中远离亚硝酸钠这种剧毒物质，从而让学生的学科能力不断得到强化。
四、营造开放性的实验活动环境
大数据能让实验课堂的教学氛围更加轻松、有趣，营造开放的学习环境，能极大地提升学生的学习兴趣。对于那些在现有教学条件下难以开展的化学实验，教师可以先引导学生在网络上观看相应的实验视频，让学生仔细观察每一个操作步骤，理解相应的操作方法，进而掌握吸收实验背后涵盖的知识原理。在此基础上，教师可以在课堂上有针对性地组织与创?实验教学的实施过程，筛选一些有代表性的实验视频片段，和学生一同观察、分析，并且在过程中给学生做相应的分析解读，解答学生可能存在的各种疑问。这样的实验教学组织与构建方式让学生在实验课堂上有更充分的参与空间，能够提升学生学习的自主性。同时，这也增强了师生间的交流与互动，能够让教师及时给予学生引导和启发，帮助学生更直接地吸收掌握实验中涵盖的知识原理。这些都是大数据带给高中化学实验教学的辅助效果，合理地利用这些资源和途径，不仅可以转变传统实验教学的实施模式，还会让学生对知识吸收掌握得更好，能够很好地提升實验教学的整体质量[4]。
例如，在学习“生产生活中的含氮化合物”这部分内容时，在讲到“氨”这种物质时，教师可以给学生介绍高中化学中非常经典的“喷泉实验”。在大数据背景下，教师和学生可以通过网络平台对喷泉实验的发生条件进行整合，然后对能够发生喷泉实验的例子进行总结。氯化氢和氨气有一个共同点，就是易溶于水：1体积的水在常温下，能够分别溶解500体积的氯化氢和700体积的氨气。教师可利用这种特性，将氯化氢和氨气溶于水的实验设计成喷泉实验。此外，还有氯气跟氢氧化钙的反应，在500ml圆底烧瓶里集满氯气，加入约10g的氢氧化钙后，塞紧带尖嘴的玻璃管胶塞，摇动烧瓶，使氯气跟氢氧化钙充分接触并发生反应，然后将玻璃管插入盛有红色水的烧杯中，再打开玻璃管上的止水夹，烧瓶内就会出现喷泉。教师可以利用大数据收集各种典型的实验视频，让学生观看不同物质发生喷泉实验的效果，并结合视频给学生分析解读其中的实验原理。这样的学习过程给化学课堂注入了很多的趣味和活力，学生的思维也受到了启发，就这部分知识建立了非常深刻的学习印象，能够基于实验教学辅助更加牢固地吸收掌握相应的知识原理。
结 语
在高中化学实验课堂上，教师合理利用大数据可以为实验教学带来很多帮助。大数据的引入首先可以拓宽实验教学的范畴和维度，能够让学生通过网络环境和大数据资源广泛获取各种学习资料和信息，能够丰富学生的知识积累。同时，大数据也解决了化学实验教学中存在的各种问题和障碍，让很多在现有条件下难以展开的实验可以直观地呈现在学生面前，加深学生的学习印象。教师有效利用大数据还可以转变传统化学实验教学的实施过程，并能够极大地提升实验教学的整体质量和效率。
[参考文献]
陈海燕.精准聚焦事半功倍——基于大数据的精准教学背景下初中化学教学实践研究[J]. 数理化解题研究，2019（35）：2.
陈喜玲.高中化学实验创新的实践与思考[J]. 课程教育研究，2019（47）：171.
马建平.在大数据背景下的中学化学教学实践思考[J].考试周刊，2019（69）：160.
乔萌萌.大数据时代下的高中化学有效教学探究[J].教学管理与教育研究，2018（20）：87-88.
作者简介：吴红艳（1969.7—），女，江苏盐城人，本科学历，中学高级教师，从事高中化学教学研究。
