信息技術整合高中化學實驗教學的有效路徑探尋

摘 要：現階段高中化學實驗教學的必然趨勢，已經朝著信息技術與化學實驗教學整合的方向發展，信息技術能夠助力高中化學教學過程更加有效，教學效果更佳，同時還能夠提高學生的自主探究的科學精神，提升學生的化學核心素養，有效地解決化學實驗教學過程中的難題。本文結合諸多文獻，闡述了信息技術整合高中化學實驗教學的意義，以及有效路徑，希望可以較為詳細地探究相關問題，促進學生高效學習，提升高中化學實驗教學的質量。

關鍵詞：信息技術;微課;實驗教學;化學核心素養

一、信息技術與高中化學實驗教學的概述

信息技術主要是基于計算機技術與電信技術為載體，以微電子學作為核心，能夠實現對文字、影音、圖片等各類傳感信號信息的傳播與使用。通俗來講，信息技術能夠實現信息資源的存儲、傳播、獲取和表達，因此，在現代生活與生產領域被廣泛應用。現階段，在教育領域中使用的信息技術，多為網絡信息通信技術、虛擬技術，以及多媒體技術和仿真技術等，并因此產生了現代化的多種新型教學模式，比如：遠程教學、多媒體教學、虛擬實驗教學等。在教育教學領域應用信息技術，并不只是單純地使用計算機、互聯網為教學提供輔助服務，更重要的是，利用現代信息技術創造更加智能兼具智慧的教學開放體系，提升學生的思維品質。

現階段，學生對于知識的獲取渠道非常多，在課堂上接受知識反而成了全媒體時代最簡單的形式。教師利用信息技術開展教學的過程，不能只是在淺層面上，通過視頻引入或者圖片展示對學生進行知識傳達，重要的是應該借助現代信息技術，將課堂結構給予優化，通過探究性活動的開展，塑造學生積極進取的學習態度和科學精神，實現學生學科素養的培養和塑造，最終促進教學三維目標的實現。

基于此，在高中化學實驗教學中整合現代信息技術，更加側重的是在化學教學過程中，對信息技術的精準應用，實現化學教學內容與現代信息技術理念的多維度完美結合。換句話說，現代信息技術在高中化學實驗教學中的應用，可以將化學教學理論體系不斷地給予拓展和完善，同時化學教學也離不開現代信息技術的指導，二者完美結合，可以更加輕松地推動高中化學教學改革[1]。因此，作為高中化學教師，應該理性地對待信息技術與化學實驗教學的關系，針對性地對教學重點進行整合，并且還要合理地明確二者結合的方向，這是促進信息技術與化學實驗教學實現深度整合的前提條件。

二、高中化學實驗教學與信息技術整合的意義

（一）能夠改善教學形式，促進學生知識內化

高中化學知識實踐性較強，如果采用傳統的實驗教學方法，教師在講解化學知識和概念時，需要花費大量的時間和精力，同時還要書寫大體量的板書運算，在教學的過程中，有些學生經常感覺像是在聽天書，即使教師講的滔滔不絕，但取得的教學效果卻不理想。將信息技術整合化學實驗教學，能夠通過更加具體形象的方式給學生展現紛繁復雜、抽象的化學知識，方便學生對化學知識的內涵掌握更加深入，加深學生對知識的理解程度。信息技術能夠為高中化學新知識構建提供有效的技術基礎，并成為化學新知識構建的載體，促進化學知識與信息技術的有機整合，學生在獲取相關信息時，會變得更加流暢便捷，通過對信息技術知識的重新整理優化組合，學生再結合對應的加工運用，能夠讓知識在學生腦海中不斷地形成思維認知，促進知識的內化。比如：在化學實驗教學中使用微視頻，是對教學形式的改善，學生在觀看的同時，能夠實現聽力與視力的協同作用，加深學生化學知識的吸收，進一步提高化學學習效率[2]。

（二）信息技術能夠延伸化學知識，實現教學內容優化

傳統化學實驗教學的理論講解方式，教師的教學工作量比較大，需要耗費很多的課堂時間，對教學進度的提升造成了不利影響，取得的教學效果也不理想。在化學實驗教學中，將核心的知識點用現代化的多媒體形式呈現出來，可以有效地節約教師的課堂講解時間，并且還能取得非常高的教學效率，實現化學教學資源的優質整合。雖然化學知識的內容比較復雜難懂，但是隨著信息技術手段的不斷更新，讓信息技術與教學內容實現有機結合，可以起到巨大的作用，讓化學教學任務在信息技術優勢作用輔導下，變得更加直觀系統。除此之外，高中化學教師將抽象的化學知識，利用現代化教學軟件開展延伸式教學，能夠增強學生的知識記憶程度，同時，課堂筆記的呈現方式也會變得更加清晰、精準，能夠促進教學內容的優化。

（三）通過提供仿真實驗室，給學生營造理想化的實驗環境

高中化學實驗教學因為實驗種類的不同，所要采取的步驟也是不同的。學生在動手參與的過程中，手腦并用，可以有效地培養學生的創新與探究能力。然而，部分化學實驗由于受到某些因素的限制，在器材或者時間、空間方面存在制約，給化學實驗的舉行造成了困擾。而結合現代信息技術開展的仿真化學實驗室，能夠有效地解決化學實驗中存在的瓶頸。比如：看不見、摸不著的空氣，以及充滿空氣的集氣瓶，學生肉眼所見會認為是空瓶，但是如果將二氧化碳氣體倒入瓶中，排擠瓶子中原有的空氣，讓瓶中充滿二氧化碳，而不是原有的氣體。整個過程，如果僅靠學生的肉眼是無法觀察到的，他們會認為瓶內的氣體是靜止的。因此，結合仿真化學實驗室，利用現代信息技術將整個過程形象化、動態化，結合仿真化學實驗的藥品編輯器，對瓶內的氣體顏色進行改變，主要是為了區分空氣與氣體的差異，這樣學生就能夠通過有色氣體進行辨別。現代信息技術將看似不變的氣體，通過直觀化的轉變，讓靜態的物體動態化，能夠促進高中化學實驗教學的表現力，簡化教學中存在的難點。

三、信息技術整合高中化學實驗教學的有效路徑分析

（一）加強微課在高中化學實驗教學中的應用

微課，主要體現在“微”字上，是通過簡短的微視頻，將教學的重點難點知識呈現給學生，是一種全新的教學模式。研究微課在高中化學實驗教學中的有效應用，二者的有機整合，也是現階段化學教學改革的重點方向。高中化學教師在使用微課視頻對化學知識進行講解時，要與實驗目標的實際需求相結合，通過動畫視頻的方式展示重點知識，讓學生在觀看實驗視頻的過程中，更加清晰地了解實驗過程與結果，促使課堂學習活動更具方向性，提高學生在實驗課堂中的積極參與性[3]。

例如：高中化學關于“氧化還原反應”的化學實驗，教師可以結合微課，讓學生反復觀看氧化還原反應的微視頻，這樣可以節約大量的化學實驗課堂教學時間，讓學生迅速根據視頻，判斷氧化還原反應的方式，通過思維延伸，探討四大基本反應之間的聯系，并根據實驗結果思考和討論學習重點，不斷增強學生的學習動力，將實驗課堂的教育價值更好地體現出來。在實際的高中化學教學實踐過程中，教師可以根據化學實驗教學的進程，進行微課設計，為化學實驗教學的開展創造條件。使用微課可以有效地滿足學生碎片化學習的個性化需求，同時學生還能在課外時間反復觀察化學實驗，實現化學知識的反復鞏固與復習。

（二）強化基于網絡的綠色實驗研究

高中化學在實驗的過程中，有些化學反應會產生有害有毒的氣體或者液體，還有一些實驗反應劇烈。為有效減少化學實驗過程中產生的污染，保護生態環境，確保教師與學生的安全，化學教師可以基于網絡開展綠色實驗研究，增強學生的環保意識。將信息技術與高中化學實驗教學相整合，教師可以引導學生多查閱資料，主動學習與化學實驗相關的知識，在實驗教學開展的過程中，有效節約時間，促進學生復習再學習的進行。經過相關調查實踐證明，很多學生對于這種教育方式也樂于接受，并且具有非常高的熱情度，大部分高中生對于這種信息技術與傳統教學模式相結合的教育方式比較認同。同時，利用多媒體技術，還可以將化學實驗失敗的情況進行模擬，有效地增加學生的正確引導，讓學生明白錯誤操作造成的后果，可以提高學生的安全意識，杜絕錯誤操作的發生。比如：氫氣的可燃性實驗，倘若學生因為操作失誤，缺乏純度檢測，對氫氣的點燃容易造成爆炸，產生嚴重的不良后果。對這種危險性與危害極大的實驗，教師要注意結合信息技術改善。

（三）加強在線虛擬實驗室的使用研究

在高中化學實驗教學中整合現代信息技術，是為了更加圓滿地完成教學任務，讓信息技術為教學服務，促進教學的良性效應，提高學生的化學學習效率，讓學生能夠更加形象直觀地了解和掌握化學知識。化學實驗教學是一項復雜的項目，作為教師要注意結合多種教學方式，提升教學實效。在線虛擬實驗室，也就是在高中化學教學過程中，運用虛擬現實技術，將現階段化學實驗教學中存在的諸多問題，通過虛擬的方式表現出來，能夠有效地降低危險實驗的程度，綠化實驗，讓模糊的現象變得明顯。虛擬實驗室能夠促進課堂教學結構的優化，最重要的是可以有效地活躍學生的化學思維，激發其學習積極性，提高課堂教學實效。比如：高中化學“酸堿滴定反應曲線的繪制”，就可以利用虛擬實驗的方式，將化學儀器、藥品等放在模擬實驗情境中，并讓學生在一旁觀察實驗現象。可以結合多次實驗，得出具有差異性的滴定反應曲線，引導學生多次觀察和分析，幫助其更加清晰地掌握酸堿滴定反應的特性。

（四）拓展基于網絡資源展示的實驗教學

在常規的教學中，高中化學教師借助的實物工具，主要是使用幻燈片、掛圖等靜態教具，感性效果不是特別好。而整合現代信息技術，就可以融合動畫、圖像、聲音等多種形式，為學生提供豐富的感性材料，或者制作成三維動畫進行模擬，讓文字材料變得更加具體形象。網絡資源比較豐富，同時具有共享性，在高中化學教學實驗教學過程中的有效應用，能夠促進教師與學生交流方式的互動，同時為學生提供更加便捷的學習條件。學生能夠在網頁資源的幫助下，實現自主學習，同時利用網絡資源庫與素材庫，降低做實驗的復雜程度，有效地節約時間。

高中化學教師應該善于指導學生巧妙地利用網絡資源，突破時間空間的限制，幫助學生在浩瀚的網絡知識海洋中，逐漸拓展自身的視野。比如：“化學反應的速度和限度”相關實驗，教師先利用微視頻，通過課前導學的形式給學生呈現，讓學生了解炸藥爆炸、塑料老化和食物腐爛等現象，之后讓學生查閱相關的互聯網資料，思考化學反應的速度快慢跟什么因素有關，有條件的同學可以親自動手制作實驗驗證預想，讓信息技術更好地助力學生的學習主體性發揮[4]。

（五）整合現代信息技術，提升學生思維創新能力

現如今已經步入了一個信息化時代，這個時代融合了計算機、網絡和多媒體等多種新型技術，而教育作為培養新型人才的重要手段，在教學過程中，需要融合現代信息技術。結合高中化學教學而言，化學教學的重要目標是培養學生的創新能力，在參與化學實驗的過程中，不斷形成創新精神，能夠對化學基礎知識和基礎技能掌握得更加牢固。在教學實踐中，創新教育的核心是培養和啟迪學生的創新思維，引導學生敢于突破傳統，不能局限于傳統思維定式下，通過對化學規律的不斷探索，對其進行重新組合排列，獲得的體驗和感受是學生通過探討、分析、總結出來的，這些結論的得出，需要融合學生的思維過程，創新思維具有獨創性、發散性和求異性的特點。因此，作為高中化學教師，要通過逆向思維能力的不斷培養，推動學生創新思維的進步。

對高中化學中一些難以用語言表示的抽象復雜的化學反應，教師可以結合信息技術，給學生進行生動直觀的演示，對這個演示過程進行觀察和比較，啟迪學生的思維，讓學生通過對比形成空間想象能力，進而推動創新思維的發展。例如：高中化學“乙酸”的相關知識講授，涉及分子結構與乙酸的化學性質，教師可事先制作模擬的球棍模型，在Flash動畫課件中給學生展示鍵的極性，模擬斷鍵的過程，以及其他基團是如何連接到對應的位置，這樣學生會更加清晰地理解乙酸的酸性和酯化反應的機理。采用3Dmax制作成三維立體圖像，還能夠給學生展示晶體分子模型、結構。高中化學教師應用立體結構課件，對于自己的教學有輔助作用，學生能夠從更加立體的空間中想象化學物質的存在，進而從量的角度分析物質的微觀組成[5]。

參考文獻

[1]范宗山.基于信息技術支持的高中化學實驗教學方法[J].中國教育技術裝備.2017（23）.

[2]盧建攀.信息技術與高中化學實驗教學整合研究[J].中學課程輔導（教學研究）.2020（26）.

[3]盛國定，馬國春.微課與高中化學實驗教學的整合研究[J].化學教育，2020（15）.

[4]賈海蘭.現代信息技術在高中化學實驗教學中的運用思考[J].學苑教育，2019（30）.

[5]盧建攀.信息技術與高中化學實驗教學整合研究[J].中學課程輔導（教學研究），2020，14（26）：17.

作者簡介：顏少明（1978— ），男，漢族，福建永春人，晉江市毓英中學，中學一級，本科。研究方向：化學教學。

本文系2020年晉江市基礎教育教學改革專項課題“基于核心素養的高中化學實驗教學中信息技術的應用研究”，課題編號JJYKT2020-06的研究成果。