创客教育理念下初中化学实验趣味化教学的实践研究.pdf

炫动漫文创教育 79 创客教育理念下初中化学实验趣味化教学的实践研究刘晓锋甘肃省庆阳市城关初级中学 744500摘要：在当前教育领域，创新和实践能力的培养已经成为教育改革的核心。创客教育作为一种强调动手制作、自主学习和创新思维的教育理念，为传统教育模式带来新的挑战和机遇。特别是在初中化学教育中，实验教学作为一种重要的教学手段，其趣味化和创新性极大地提升学生的学习热情和参与度。然而，如何在创客教育理念的指导下，有效实施初中化学实验趣味化教学，已经成为教育工作者需要深入研究的问题。基于此，本文从不同角度详细阐述创客教育理念下初中化学实验趣味化教学的实践路径。关键词：创客教育理念；初中化学实验；趣味化教学；实践研究中图分类号：G4 文献标识码：A引言初中化学实验不仅是学生认识和掌握化学知识的重要手段，更是激发学生探究欲望、培养其科学思维和实践能力的关键环节。初中生正处于从具体操作思维向形式逻辑思维过渡的关键期，具有浓厚的好奇心和探索欲，但同时需要更多的引导和实践机会促进其认知结构的转变和知识的深化。因此，将创客教育理念融入到初中化学实验教学中，不仅能够满足学生的学习需求，激发学生的学习兴趣，还能够有效提升学生的创新思维，为其未来的学习和生活打下坚实的基础。一、创客教育理念下初中化学实验趣味化教学的实践意义（一）促进学生的主动和探索式学习创客教育强调通过实践学习，在趣味化学实验中，学生需要动手操作、观察实验现象，并思考背后的科学原理。教师会在实验过程中将复杂的化学原理和概念以直观、有趣的方式展现给学生，激发学生对化学学科的兴趣1。当学生对所学内容产生兴趣，他们更倾向于主动探索和学习，而不是被动接受。通过完成各种有趣的化学实验任务，学生能够看到自己的努力和实践带来的变化和结果，不仅能增强自信心，还能激励学生在学习过程中更加自主地寻求知识和解决问题。（二）培养创新思维和问题解决能力化学实验中，教师会鼓励学生提出自己的假设，并通过实验验证，不仅培养学生的创新思维能力，也锻炼了学生观察能力、数据分析能力和提出解决方案的能力。实验过程中的失败和挑战是不可避免的，趣味化学实验教学能够营造轻松愉悦的学习氛围，鼓励学生面对失败保持积极的态度，将其视为学习和成长的机会，有助于学生在面对现实生活中的问题时，能够保持创新思维，寻找新的解决方案。（三）加强学生跨学科知识学习体验世界变得越来越互联和复杂，未来的工作和生活将更加依赖跨学科的知识和技能。基于创客理念的趣味化学实验中，学生能够将化学知识与数学、物理、生物甚至艺术等其他学科知识相融合，处理和解决实验中遇到的问题，跨学科融合的过程，能够促进学生的综合思维能力，帮助学生学会如何在复杂的情境中应用跨学科知识来解决实际问题。（四）有助于增进学生合作社交技能通常情况下，教师设计的化学实验活动往往需要学生分组合作，共同完成任务，在这一过程中，学生必须学会如何沟通、分配任务、协调彼此的工作，并共同解决问题，多种合作经验有助于培养学生的团队精神和协作能力。此外，创客理念支持下的实验活动也提供了学生之间进行社交互动的机会，对于不太活跃的学生而言，无疑是改善学习状态的最佳机会。通过完成共同的任务，学生之间能够建立友谊和社交网络，对于其心理健康和情感发展至关重要。（五）提高学习的趣味性和动手能力通过设计有趣且创新的化学实验，学生能够在实践中探索化学的奥秘，直接的、互动的学习方式能显著提高学生对化学学科的兴趣。在完成趣味化实验项目的过程中，学生也会运用创新思维，设计科学的实验方案或寻找新的解决问题的方法，该种创意思维的培养对于学生的全面发展至关重要。化学实验使学习过程变得更加XUANDONGMAN文创教育 80 互动和有参与感，学生在享受实验乐趣的同时，也更加积极主动地参与到学习中，从而提高学习效果2。二、创客教育理念下初中化学实验趣味化教学的实践路径（一）解读创客教育思想，优化传统实验过程传统的化学实验教学往往侧重于验证性实验，学生按照既定步骤操作，缺乏探索性和创新性，且这种教学方法也可能导致学生对化学学科的兴趣和动手能力的提升有限。随着创客文化的兴起和 STEM 教育理念的推广，越来越多的教育者开始寻求更加创新和参与性的教学方法。通过解读创客教育思想，教师能够从传统的知识传授者转变为学习的引导者和协作者，更加注重激发学生的兴趣、创新能力和自主学习能力3。在创客教育理念指导下，教师还可以引导学生对传统的化学实验进行优化，设计更多探索性、设计性和创造性实验，提供给学生更多的自主实验空间，使实验教学更加生动、有趣和有效。在探讨“木炭与氧化铜反应”这类化学实验时，如何避免还原产物中的铜被再次氧化来激发学生创新思维。首先，完成木炭与氧化铜的反应实验，这个实验通常在高温条件下进行，目的是通过还原反应得到铜。实验结束后，通常会在石棉网上得到一些黑色固体混合物，这里因为还原出来的紫红色的铜又被空气中的氧气重新氧化形成的黑色氧化铜。教师此时可以提出创新性问题，让学生创新并改造原有实验装置，从而避免铜的二次氧化，这一步骤旨在激发学生的思考和探索欲望，促进他们应用所学知识解决实际问题。也可让学生设计新的实验方案，尝试将固体混合物放入装有稀盐酸的烧杯中，稀盐酸能够与氧化铜反应，生成水和可溶于水的氯化铜溶液，从而实现氧化铜的去除。在这一过程中，学生可以观察到红色铜单质的出现，而黑色的氧化铜被逐渐去除，不仅是化学知识的学习过程，也是科学探究的过程。（二）发挥数字设备优势，培养学生创新能力随着科技的迅速发展，数字设备尤其是数字传感器，在化学实验中的应用变得越来越广泛。不仅提供新的方法和工具，还可以用来观察和测量实验中的化学反应。数字传感器能够提供精准的数据采集，如温度、压强、溶液浓度、pH 值等，对于进行精确的化学实验非常重要。并且通过使用数字设备，学生不仅学习如何操作这些工具，还能探索它们在化学实验中的新用途，从而激励学生思考如何利用技术解决实际问题，培养学生的创新思维4。以二氧化碳融于水形成碳酸的实验为例，碳酸具备一定的不稳定性，在加热之后会形成二氧化碳和水，低温条件中教师可以采用数字化传感器对实验进行探究，针对饱和的碳酸溶液进行减压处理。让学生对课本中碳酸分解实验装置大胆创新改进，有的学生将原实验装置改成三颈瓶，先向三颈瓶收集满二氧化碳，再向其中注入三分之一的蒸馏水，使之与水反应生成碳酸溶液。封闭瓶口，通过左侧瓶口连接注射器，逐步抽离瓶内气体，降低瓶内压强，模拟减小压强条件下碳酸的分解过程。然后通过中间瓶口和右侧瓶口分别连接压强传感器和 pH 传感器，分别对瓶内压强和溶液 pH 值进行实时监测。压强传感器可以实时显示压强随时间的变化，pH传感器用于监测溶液中碳酸分解过程中 pH 值的变化。最后利用连接传感器的计算机软件，同步显示压强和pH 值随时间的变化图像，学生可以直观观察到碳酸在减压条件下分解为二氧化碳和水的过程，并分析 pH 值变化与碳酸分解的关系。通过数字传感器技术，学生可以实时观察到压强和 pH 值的变化，使得碳酸分解的化学过程更加直观和容易理解。（三）结合小组合作模式，支持学生头脑风暴小组合作和头脑风暴，学生可以在更加轻松和开放的环境中学习，该种互动性强的学习方式能够显著提升学生的学习兴趣和参与度。在小组讨论和头脑风暴的过程中，学生需要用自己的语言解释和讨论化学概念和原理，这一过程有助于学生更深入地理解和记忆知识点5。且面对化学实验中遇到的问题，学生需要集体讨论和分析，寻找解决方案，这种合作解决问题的过程能够有效培养学生的问题解决能力。比如，在进行水的净化教学过程中，教师根据教学目标，“如何净化水”，将全班学生分为三个小组，每个小组负责不同的主题探讨。例如，第一个小组讨论纯水和天然水的区别，即所含的成分，第二个小组探讨不同的净化方法，第三个小组讨论不同净化装置的设计。各小组分别对自己的主题进行深入研究和资料搜集，这一步骤鼓励学生使用图书馆资源、互联网和实验室资源，收集相关的信息和数据。在充分收集资料后，每个小组进行头脑风暴和讨论，整合信息，设计出科学合理的净化方案和净化装置。期间，教师可以巡回指导，帮助解决学生在讨论过程中遇到的问题。每个小组将自己的研究成果以 PPT 展示、实验报告或实验演示的形式向全班展示。其他小组和教师可以提出问题或建议，进行互动炫动漫文创教育 81 交流。在所有小组展示结束后，教师引导学生进行反思和总结，对各种水净化方法和净化装置的优缺点、适用场合进行讨论，加深学生对水净化知识的理解。（四）立足实际生活经验，锻炼学生实践能力创客教育强调“动手做”和“实践学习”的重要性，鼓励学生通过制作和创造来学习知识，促进学生主动探索、创新思维和解决问题的能力。通过将化学实验与学生的实际生活经验相结合，学生可以看到化学知识在生活中的应用，从而激发他们的学习兴趣和好奇心。且生活化的教学案例使得抽象的化学概念和原理更加具体和易于理解，有助于学生加深对知识的理解和记忆。例如，教师通过讨论新汽车和夏天冰箱中存在的异味问题，激发学生对生活中常见问题的关注。先引导学生思考传统解决方法的局限性，单纯使用活性炭吸附异味需要较长时间，接着鼓励学生思考如何提高活性炭吸附效率，从而更快地消除异味。实验材料准备有活性炭吸附剂、太阳能电池、小型风扇、电池盒等，学生设计实验方案，将活性炭吸附剂放置在车内前挡风玻璃下方，使用太阳能电池驱动风扇，以加速车内空气流通。对于冰箱异味问题，将太阳能电池替换为电池盒，学生小组动手制作实验装置，根据设计方案实际搭建并测试效果，记录风扇运转和空气流通情况，以及异味消除的效率和效果。通过这一实验，学生不仅学会了如何应用化学知识解决实际问题，还培养了他们的创新能力、实践能力和团队协作能力。这种以学生生活经验为基础的实践活动，充分体现了创客教育理念下化学实验趣味化教学的实践路径的意义和价值。（五）鼓励学生分享成果，借助评价促进反思学习不仅是知识的积累过程，也是不断反思和改进的过程。通过分享和评价，学生可以从不同的视角审视自己的作品，从而进行有效的自我反思。创客教育强调动手实践、创新设计和分享交流，鼓励学生将自己的想法转化为实际的项目或作品，并与他人分享。通过分享自己的实验成果，学生可以获得来自同伴和教师的反馈和认可，有助于提升学生的自信心，增强学习的参与感和满足感。而且，分享环节可以搭建平台，让学生之间相互展示和讨论各自的实验设计和发现，该种交流不仅能促进学生之间的学术交流，还能增强他们的团队合作能力。通过观察和评价他人的作品，学生可以学习到不同的解决问题方法，激发自己的创新思维。同时，通过反思自己的作品，学生可以培养批判性思维，学会如何评估和改进自己的工作。教师制定评价标准时，要涵盖知识掌握、实践能力、创新能力、合作精神和反思能力等多个维度，确保全面评价学生的学习成果。例如，对于实验技能的评价，可以包括实验操作的准确性、实验报告的完整性等。还要根据学生的学习进展和反馈，适时调整评价标准，使其更贴合学生的实际学习情况和需要。先鼓励学生进行自我评价，反思自己的学习过程和成果，识别自己的优点和不足，制定改进计划。然后实施同伴评价，促进学生之间的交流和学习，帮助彼此认识到不同的观点和方法，提高批判性思维和合作能力。教师提供专业的评价和反馈，关注学生的个性化发展，指导学生如何根据评价结果进行有效的学习和改进。总结综上所述，创客教育理念为初中化学实验趣味化教学提供了新的理论基础和实践指导。通过实施一系列创新教学策略，不仅可以激发学生的学习兴趣，提升其科学探究和创新能力，还能够促进学生的全面发展。实践表明，教师的角色转变、评价机制的优化、数字技术的应用、合作学习的推广以及生活化的教学内容设计等方面是实现这一目标的关键因素。未来的教学实践应继续探索更多有效的教学模式和方法，以适应不断变化的教育需求，为学生的终身学习和个人发展奠定坚实的基础。同时，化学教师也需要不断提升自身的专业能力和创新意识，以更好地适应教育改革的趋势和挑战。参考文献1 张红霞.初中化学实验趣味化教学实践探究 J.基础教育论坛,2023,(24):98-100.2 杨建平.化学教学中趣味化教学的思考 J.中学课程辅导,2022,(33):105-107.3 宋贤忠.趣味化学实验在初中化学教学中的运用研究 J.智力,2022,(28):108-110+190.4 孙艳凤.趣味化学实验在初中化学教学中的应用J.数理化解题研究,2022,(14):134-136.5 陈振学.创客教育理念下的初中化学实验教学实践 J.新课程教学(电子版),2023,(20):75-77.作者简介：刘晓锋（1976.09）男，汉族，甘肃省庆阳市镇原县人，本科，一级教师，研究方向：初中化学教育、创客教育与教学研究。课题注：本文系甘肃省教育科学“十四五”规划2022 年度一般课题创客教育理念下初中化学实验趣味化草根化教学的实践研究的研究成果论文，课题立项号：GS2022GHB1138.