化學實驗及信息技術支持的學習環境創建*

趙倩倩，陳繼平

(云南師范大學 化學化工學院，云南 昆明 650500)

隨著科學技術的不斷發展，人們已經步入信息化時代，信息技術以其特有的優勢對各行各業產生著巨大的影響，教育行業也不例外[1]。化學是一門實踐性性較強的學科，很多知識內容需要學生親手操作之后才能產生有效的認知與理解。但是，化學實驗具有一定的局限性，并不是所有的實驗都能夠讓學生進入實驗室中操作，這對于化學課堂教學質量而言存在著一定的不利影響[2]。經過實際調查研究發現，利用現代信息技術將化學實驗過程內容以圖片、聲音、動畫、視頻等多種形式展示給學生，可以讓學生從三維的視角產生更加形象、直觀的理解，進而達到良好的課堂教學效果。這是科技進步與時代發展的要求，同時也是對傳統教學方式的一種改進及創新。

1 傳統化學實驗教學中存在的問題

化學本身是一門實踐性較強的學科，實驗課堂上可以讓學生通過親手操作對所學知識進行驗證，這種學習方式有助于加深學生對課堂內容的理解與記憶。單純的理論教學會讓學生感到過于抽象、枯燥，久之便會導致學生對于化學學習的興趣降低，而實驗教學也存在一些顯著的問題：首先，由于課程進度問題，為了節省更多的課堂時間，很多教師習慣于將實驗器材搬到講臺上為學生進行集體演示，這種教學方式固然可以提高實驗效率，但是學生們由于觀察的角度不同以及離講臺的距離存在偏差，導致對實驗過程的觀察存在一些不足。特別是坐在教室后面的學生，很難看清實驗過程中的微妙變化。其次，化學實驗具有一定的危險性，很多學生在親手操作時因為操作步驟不夠標準或其他原因導致出現一定的人身危害，這種現象的發生也是常有的[3]。針對上述兩種情況，將信息技術手段融入化學實驗教學中就可以得到良好的改進與完善。

2 信息技術支持下的初中化學實驗環境創建策略

2.1 演示實驗環境搭建

教師可以借助信息化技術優勢，從網上直接搜索相關實驗視頻教材，也可以利用課前備課時間對實驗過程進行錄像保存，最后將其制作成多媒體課件，然后在課堂上展示給學生，這樣可以為學生創建良好的實驗演示環境，激發學生在課堂上的學習興趣。例如，對于一些簡單且沒必要讓學生走進實驗室操作的實驗，還有一些實驗用品具有有毒有害、易燃易爆、樣本昂貴等特點的實驗，都可以采取多媒體演示的實驗方法。學生們通過大屏幕可以更加直觀、形象地觀察實驗的全過程，對于不明白或有疑惑的地方還可以反復觀看。

2.2 實驗指導環境搭建

傳統的化學實驗教學通常是教師先在課堂中進行理論教學，讓學生牢記實驗操作步驟之后，再帶領學生進入實驗室進行現場操作，這種教學方式是為了避免學生在實驗中的失誤，也是為了節省實驗資源。現如今，在化學實驗教學環節引入信息技術可以實現邊講解邊實驗的授課方式。例如，在教授“如何制取二氧化碳”的實驗中，教師可以直接帶領學生進入實驗室，通過實驗室中的多媒體設備為學生進行實驗用品展示，引導學生對實驗所需儀器及用品進行檢查;然后，教師可以給學生講解實驗的具體操作步驟，指引學生進行親手實驗操作……這種教學方式可以為實驗課堂提供充足的時間，還可以讓實驗課堂成為一種常態化授課方式，為學生構建起一個“在學習中實驗，在實驗中學習”的化學課堂形式。

2.3 微觀模擬環境搭建

化學實驗教學中很多內容比較抽象，例如化學反應的實質、分子及原子的運動狀況以及質量守恒定律的微觀解釋等等，這些內容一般無法通過傳統的實驗方式進行觀察。但是，利用多媒體模擬教學形式可以讓學生更加直觀、形象地看到其中的奧秘。例如，初中化學中講到金剛石與石墨都是由單一的碳元素組合而成，但是兩者表現出來的物理特性千差萬別，為了給學生講解碳原子排列方式的不同，教師可以利用多媒體進行三維動畫展示，在動畫中對金剛石以及石墨的內部原子排列狀況進行放大、縮小、旋轉、延伸等操作，讓學生從多角度來觀察兩者之間的區別[4]，進而達到對課堂內容的牢固掌握。

2.4 實驗總結環境搭建

任何工作都缺少不了知識的歸納與總結，這也是化學教學過程中非常重要的一個環節。在化學實驗知識總結的環節，教師可以引入“思維導圖”的概念，把九年級化學實驗中各知識點的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接。充分利用記憶、閱讀、思維等方面的規律開啟學生大腦的潛能，這樣有助于學生將所學知識進行升華，在學生的腦海中逐漸形成一種知識網絡，最終不斷加深學生對知識的掌握以及應用能力。

3 信息技術支持下的高中化學實驗環境創建策略

3.1 構建直觀展示平臺

在以往的化學實驗教學中，為了提高教學效率，教師往往會在課前為學生布置大量的作業，然后利用課堂幫助學生將各個知識點連成一個具體的網絡。但如果能在這個基礎上加入信息技術手段，則能開展學生的眼界，提高教學效率。教師可以提前把課件發給學生，讓學生課前通過課件預習，節省更多課堂講解時間，給足學生時間去操作和指導。比如，教學“氧化還原反應”這部分內容時，為了讓學生更好地理解氧化還原反應相關的內容，對其概念建立起一種認識，認清楚氧化還原反應的本質和特征，教師可以通過信息技術手段將氫氣還原氧化銅的實驗展示出來，讓學生認識到氧化反應和還原反應兩者是不能獨立發生的，如果其中的一個物質失去了氧原子，無法進行還原反應[5]。通過展示讓學生真正認識到氧化反應和還原反應是同步的，讓學生真正認識氧化還原反應。

3.2 構建真實模擬實驗

化學教學中會涉及微觀和宏觀兩個世界的內容。在化學中微觀和宏觀世界的統一是任何學科都不能取代的。高中化學教師要積極利用信息技術把化學宏觀和微觀世界的內容更好地呈現給學生，讓學生更好地掌握這些化學概念，突破教學中的重難點，有效提高化學教學質量。例如，“氨、硝酸、硫酸”這部分內容的教學重難點是讓學生掌握制氨的化學反應原理及氨和銨鹽的化學性質。在上課一開始的時候，教師可以利用多媒體為學生展示企業制冷車間發生液氨泄露的新聞，通過新聞事實吸引學生的注意力，然后過渡到課堂中關于氨化學性質的內容上，讓學生觀看氨和氯化氫反應的實驗，使學生通過觀看實驗掌握更多化學知識，有效培養學生的觀察能力和實驗能力[6]。

3.3 創建模擬有害實驗

高中化學教學中也會存在一些有毒有害的實驗，為了讓學生了解這些有毒有害實驗的危害性，教師肯定不能給學生直接演示實驗，但單純的口頭講述又往往不能給學生留下深刻的影響。為了獲得同樣的教學效果，教師可以借助多媒體展示化學實驗，把直觀的實驗效果展示給學生，讓學生了解這些實驗的本質。比如，教學“來自石油和煤的兩種基本化工原料”這部分內容時，為了讓學生認識到乙烯的化學形式，教師可以為學生展示某人長期接觸乙烯，導致頭昏、全身不適現象的視頻，吸引學生的注意，引入課堂的主題，然后為學生展示一些家里存放的青香蕉或青橘子遇到熟的香蕉和蘋果后的現象，與生活建立起聯系，使學生直觀地認識到乙烯這一化學物質的無色無味性和不能溶于水的特性。

3.4 創建引導學生自主探究的實驗

在傳統的高中化學實驗教學中，為了避免學生發生一些意外，對學生做出了過多的限制。有時候學生的實驗可能不能呈現出比較理想的效果;有時可能會出現和實驗結果相反的情況，這些都不利于培養學生參與化學實驗的自信心，不利于學生實驗能力的提升。信息技術的引入在很大程度上解決了這樣的問題，它能夠更好地帶動學生積極探究，能使學生更好地完成實驗學習。比如，教學“幾種重要的金屬化合物”的內容時，教師可以通過多媒體為學生展示一些煙花，讓學生了解煙花其實是一種堿金屬，使學生懂得焰色反應常用于鑒別物質。通過這種方式，能引導學生更好地探究化學奧秘，激發學生的學習興趣。

4 信息化技術手段對于搭建化學實驗環境的意義

4.1 有助于解讀化學微觀結構

高中化學實驗中會涉及微觀粒子反應過程的學習探究，這部分內容對學生而言存在一定的難度，如果在課堂中通過正常的演示實驗進行教學，并不能將微觀層面的反應呈現出來，這樣學生看到的還是表面現象，只能憑借自己的想象去推理相關反應過程，學生在理解上可能會出現問題。但如果能將信息技術運用到化學實驗教學中，教師就可以利用多媒體設備把微觀層面的內容通過視頻的方式演示出來，讓學生能夠直觀地看到微觀粒子的反應，更加準確地理解微觀粒子的相關知識，使抽象的知識變得具體化，這樣可大大降低理解難度，提高實驗教學效率，有助于推動化學實驗教學的進一步發展[6]。

4.2 能夠開展虛擬演示實驗

高中化學課程中設置了很多化學實驗，而且很多實驗操作起來比較復雜，難度較大，而且在實驗過程中還可能產生有毒有害的素質。考慮到安全因素，一些實驗并不能讓學生親身體驗，甚至很多教師也會放棄實驗。此外，部分實驗對實驗環境、實驗器材的要求較高，甚至需要通過長時間的實驗才可能觀察到現象，甚至超出課堂時間。但如果不能為學生呈現出具體的實驗又不能很好地幫助學生理解教學內容，會降低學生的學習積極性。而將信息技術手段應用到實驗教學中，就能保證實驗的安全性，也可以為學生具體展示實驗過程和實驗現象，能讓學生更好地了解和掌握實驗內容，可全面提高學生的學習質量。

4.3 有助于開展生活化教學

化學本身就蘊含了很多生活化的內容，化學反應在日常生活中無處不在。新課改要求各個學科教學都要和生活相結合，希望學生能在掌握基本知識的前提下獲得一定的應用能力。但因受課堂時間和教學環境的影響，學生不能夠很好地走進社會或生活中去學習化學知識。但信息技術的出現打破了這種局面，教師可以利用互聯網技術，豐富教學內容，把課堂和學生的生活結合在一些，讓學生能從生活中理解更多的化學知識，讓學生在化學和生活的結合下更好地提升實踐能力和理解能力。通過生活化教學的開展也能幫助學生開拓眼界，不斷培養學生對化學學科的興趣。為此，信息技術的融入對學生更好地走進生活化的化學實驗課堂有重要意義。

5 結語

綜上所述，時代在進步，社會在不斷發展，現在初中化學實驗教學也不能固守自封、停滯不前，身為九年級化學教學工作者應當與時俱進，不斷進行教學形式與方法的創新，積極利用現代信息技術的特點與優勢，將其與傳統實驗課堂教學緊密結合起來，這樣可以激發學生的學習積極性，同時還可以使課堂教學質量得到顯著地提升。