基于信息技術(shù)優(yōu)化高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略研究

【摘要】現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)在學(xué)校的基本普及為傳統(tǒng)教育教學(xué)帶來(lái)全新的生機(jī)與活力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，但受場(chǎng)地、材料的限制，部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)難以在課堂中進(jìn)行，不利于學(xué)生全面深刻地理解化學(xué)知識(shí)。如果教師能利用信息技術(shù)手段優(yōu)化教學(xué)，就可充分發(fā)揮信息技術(shù)直觀性強(qiáng)等特點(diǎn)，助力學(xué)生理解知識(shí)、吸收知識(shí)。為提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，文章在分析信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值基礎(chǔ)上，提出教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)微課預(yù)習(xí)視頻、借助模擬實(shí)驗(yàn)輔助、拓展豐富實(shí)驗(yàn)資源、完善課后評(píng)價(jià)等方式開(kāi)展教學(xué)，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；策略

作者簡(jiǎn)介：劉保榮（1986—），男，甘肅省平?jīng)鍪袥艽h高平中學(xué)。

教師將信息技術(shù)應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能有效克服實(shí)驗(yàn)條件的限制，在提高實(shí)驗(yàn)可見(jiàn)度的同時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性與安全性。在智慧化課堂中，學(xué)生將逐步提高參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，增強(qiáng)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重視程度。部分教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，存在過(guò)度依賴(lài)信息技術(shù)、缺乏信息技術(shù)的創(chuàng)新意識(shí)等問(wèn)題，阻礙了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)的深度融合。

一、信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

信息技術(shù)支持下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅是把信息資源應(yīng)用到高中化學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中，還是在教學(xué)過(guò)程中注入新元素，采用新方式，利用現(xiàn)代化工具來(lái)完善教學(xué)，提高整體教學(xué)活動(dòng)的質(zhì)量。為提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，筆者對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行分析。

（一）有助于提高教學(xué)質(zhì)量

在常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分教師可能會(huì)直接向?qū)W生分享實(shí)驗(yàn)或指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位完成實(shí)驗(yàn)。這樣的方式雖然能幫助學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)，但不利于其學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)與核心素養(yǎng)的提升。如果教師能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段引入信息技術(shù)，借助現(xiàn)代化教學(xué)工具帶領(lǐng)學(xué)生深入分析實(shí)驗(yàn)，為其創(chuàng)設(shè)真實(shí)且生動(dòng)的情境，就可以順利吸引學(xué)生的注意力，幫助學(xué)生全身心地投入實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，更好地吸收知識(shí)，夯實(shí)基礎(chǔ)理論［1］。

（二）有助于學(xué)生理解與吸收知識(shí)

實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要組成部分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能親身觀察化學(xué)現(xiàn)象的變化過(guò)程，建立理論與實(shí)踐的聯(lián)系。高中階段化學(xué)知識(shí)的難度較高，且有部分實(shí)驗(yàn)可能會(huì)釋放有毒或污染物質(zhì)，容易對(duì)實(shí)驗(yàn)人員造成傷害；此外，還有些實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，難以在課堂內(nèi)完成講授。上述因素給高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)帶來(lái)較大的阻礙。如果教師能在教學(xué)期間利用信息技術(shù)作為輔助，就有助于學(xué)生理解與吸收知識(shí)，從而幫助學(xué)生降低學(xué)習(xí)的難度，激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的熱情［2］。

（三）有助于拓寬學(xué)生的文化視野

化學(xué)在生活中的應(yīng)用較為廣泛，而教材中提供的學(xué)習(xí)內(nèi)容存在一定局限性。信息技術(shù)的發(fā)展，使資源共享的便捷性愈發(fā)明顯。教師可以借助信息技術(shù)手段搜集與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的課外學(xué)習(xí)資源，突破傳統(tǒng)的教學(xué)思路，豐富原有的教學(xué)內(nèi)容。這樣的方式，可以幫助學(xué)生感受化學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的歷程以及化學(xué)在生活中的重要作用，從而順利達(dá)到拓寬學(xué)生文化視野，加深學(xué)生對(duì)社會(huì)的了解的教學(xué)目標(biāo)。

二、基于信息技術(shù)優(yōu)化高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

通過(guò)上述內(nèi)容可知，在高中化學(xué)課堂中利用信息技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略進(jìn)行優(yōu)化處理，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)其核心素養(yǎng)的發(fā)展具有積極作用。下文，筆者結(jié)合多年教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)具體的實(shí)施方法進(jìn)行總結(jié)，期望提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

（一）設(shè)計(jì)微課預(yù)習(xí)視頻，幫助學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)求真的實(shí)驗(yàn)精神

學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸到部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)，但高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的難度較高，需要學(xué)生記憶、了解的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)安全規(guī)則等內(nèi)容較多。為避免實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在安全隱患，教師在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)前可以利用微課視頻作為輔助，指導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，觀看實(shí)驗(yàn)需要使用的實(shí)驗(yàn)材料以及大致流程。這樣，既能有效縮短課中實(shí)驗(yàn)教學(xué)重復(fù)性講授的時(shí)長(zhǎng)，又能幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行做好鋪墊［3］。

以人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”的教學(xué)為例。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目標(biāo)是幫助學(xué)生練習(xí)容量瓶的使用方法，學(xué)習(xí)配制溶液，加深對(duì)物質(zhì)的量濃度概念的認(rèn)識(shí)。圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，筆者在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)始前為學(xué)生設(shè)計(jì)微課視頻，指導(dǎo)學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)。基于實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)容，筆者在微課視頻中依次為學(xué)生介紹燒杯、容量瓶、膠頭滴管、量筒、玻璃棒、藥匙、濾紙等材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及使用時(shí)的注意事項(xiàng)，簡(jiǎn)單地說(shuō)明實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的兩個(gè)步驟。步驟一：配制100mL 1.00mol/L NaCl溶液；步驟二：用1.00mol/L NaCl溶液配制100mL 0.50mol/L NaCl溶液。通過(guò)微課視頻的輔助，學(xué)生已經(jīng)初步了解不同實(shí)驗(yàn)材料在實(shí)驗(yàn)使用中的注意事項(xiàng)。在課堂中，筆者利用提問(wèn)的方式檢測(cè)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)成果。筆者提問(wèn)：“在配制溶液期間想要使得NaCl溶液與蒸餾水混合均勻，應(yīng)該使用什么工具？利用膠頭滴管滴加蒸餾水時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？怎樣稱(chēng)量所需質(zhì)量的NaCl固體？”根據(jù)學(xué)生的反饋，筆者可以靈活地對(duì)教學(xué)內(nèi)容做出調(diào)整，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)化學(xué)的世界。

在上述案例中，筆者借助微課視頻作為輔助指導(dǎo)學(xué)生參與課前預(yù)習(xí)，既可以幫助學(xué)生通過(guò)可視化的方式了解實(shí)驗(yàn)的基本步驟以及需要關(guān)注的重點(diǎn)事項(xiàng)，避免其在后續(xù)操作中因材料使用不當(dāng)影響實(shí)驗(yàn)成果，又可以幫助學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)求真的實(shí)驗(yàn)精神。

（二）借助模擬實(shí)驗(yàn)，突破化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重

難點(diǎn)

教師開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要重視方法和過(guò)程，幫助學(xué)生提升科學(xué)素養(yǎng)。受到場(chǎng)地的限制，部分實(shí)驗(yàn)活動(dòng)難以在課堂中完整地呈現(xiàn)。為確保學(xué)生能理解化學(xué)現(xiàn)象，降低化學(xué)學(xué)習(xí)的難度，教師可以利用信息技術(shù)作為輔助，將難以完成、具有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)以視頻的方式直觀呈現(xiàn)。這樣，既能使學(xué)生清楚地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又能有效避免安全事件的發(fā)生。

以人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)7“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”的教學(xué)為例。筆者需要引導(dǎo)學(xué)生探尋有哪些因素可能會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率，幫助學(xué)生理解“改變反應(yīng)條件可以調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的速率”的知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，筆者借助硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)的視頻進(jìn)行課堂導(dǎo)入，引出“反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響”這一要素。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室中缺少Na2S2O3溶液以及H2SO4溶液，所以筆者利用模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行輔助，指導(dǎo)學(xué)生觀看視頻內(nèi)容。視頻中，實(shí)驗(yàn)人員在兩支相同大小的試管中分別加入2mL和1mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向盛有1mL Na2S2O3溶液的試管中加入1mL蒸餾水，在搖勻后，再向上述試管中加入2mL 0.1mol/L H2SO4溶液，觀察并比較兩支試管中溶液出現(xiàn)渾濁的快慢。在更為直觀的情境下，學(xué)生能迅速發(fā)現(xiàn)二者之間的反應(yīng)差別，并在筆者的指導(dǎo)下記錄出現(xiàn)渾濁的時(shí)間，理解“在一定條件下濃度越大，單位體積內(nèi)分子數(shù)越多，分子間距離越小，反應(yīng)速率越快”的知識(shí)。當(dāng)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)難以理解的問(wèn)題時(shí)，筆者可以放大視頻細(xì)節(jié)或暫停視頻，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行集中討論，營(yíng)造良好的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)氛圍。

在上述案例中，筆者利用信息技術(shù)手段復(fù)現(xiàn)課內(nèi)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀看視頻的方式直觀地了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以幫助其深刻理解化學(xué)的基本理論知識(shí)，體會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力。

（三）豐富實(shí)驗(yàn)資源，拓寬學(xué)生的文化視野

教材中提供的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)資源有限，為幫助學(xué)生發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，教師可以在原有教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，借助信息技術(shù)拓展實(shí)驗(yàn)資源，向?qū)W生介紹關(guān)于化學(xué)文化、科學(xué)家事跡等相關(guān)內(nèi)容，在幫助學(xué)生深化所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，豐富其文化視野，使其形成完整的化學(xué)觀念。

以人教版高中化學(xué)選擇性必修3《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》“蛋白質(zhì)”的教學(xué)為例。筆者需要帶領(lǐng)學(xué)生分別探尋蛋白質(zhì)的鹽析過(guò)程、蛋白質(zhì)的變性以及蛋白質(zhì)的分析檢測(cè)，幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與相關(guān)功能，為學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的合成與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。考慮到部分學(xué)生已經(jīng)掌握此課實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的重點(diǎn)信息，為拓寬學(xué)生的文化視野，筆者借助信息技術(shù)為學(xué)生分享關(guān)于“人工合成結(jié)晶牛胰島素”的相關(guān)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生觀看視頻。通過(guò)觀看視頻和對(duì)牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖的觀察與分析，學(xué)生能了解化學(xué)在生活中的重要作用。此外，為促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，筆者還鼓勵(lì)學(xué)生基于所學(xué)內(nèi)容，自主探尋蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能在生活中的具體應(yīng)用，嘗試自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合。

在上述案例中，筆者在完成基礎(chǔ)任務(wù)后圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，有效幫助學(xué)生在掌握化學(xué)原理的同時(shí)，深刻體會(huì)化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐步增強(qiáng)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的重視程度，為學(xué)生后續(xù)的深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（四）拍攝課內(nèi)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，完善課后評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)是教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中難以全面地照顧到班級(jí)內(nèi)每一名學(xué)生，這會(huì)對(duì)課程評(píng)價(jià)造成一定影響。針對(duì)這一問(wèn)題，教師可以巧妙借助信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間利用攝像頭記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，將其作為評(píng)價(jià)的有效依據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)后反思，讓學(xué)生及時(shí)對(duì)自己在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題做出調(diào)整，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得到保

證［4］。

以人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)4“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的教學(xué)為例。在筆者的指導(dǎo)下，學(xué)生均能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，熟練掌握溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)等操作，認(rèn)識(shí)化學(xué)方法在物質(zhì)分離和提純中的重要作用。在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，筆者利用希沃交互白板為學(xué)生呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)影像資料，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合視頻內(nèi)容關(guān)注自己在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)。針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)操作問(wèn)題，筆者借助軟件的放大功能進(jìn)行展示，引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)流程，對(duì)問(wèn)題做出分析。通過(guò)此種方式，可以幫助學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)問(wèn)題和改進(jìn)問(wèn)題。此外，筆者還適當(dāng)?shù)貢和Ｒ曨l，對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)：“為什么每次所加的試劑都要略微過(guò)量？加入鹽酸的目的是什么？”這些具有思考價(jià)值的問(wèn)題，能幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的反思習(xí)慣，在反思中深化所學(xué)知識(shí)。

在上述案例中，筆者借助信息技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，既能更加直觀地了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)，又能使學(xué)生反思自己在實(shí)驗(yàn)中存在的不足，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體質(zhì)量。

三、基于信息技術(shù)優(yōu)化高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要點(diǎn)

第一，教師要確保信息技術(shù)的應(yīng)用與教學(xué)的內(nèi)容相匹配。應(yīng)用信息技術(shù)的目的是輔助教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，吸引學(xué)生的關(guān)注［5］。因此，教師在具體實(shí)踐中要借助信息技術(shù)彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)手段難以呈現(xiàn)的內(nèi)容，確保輔助內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容合理搭配。在學(xué)生學(xué)習(xí)期間，一些需要學(xué)生親手操作的實(shí)驗(yàn)不能以信息技術(shù)手段直接代替。

第二，教師要確保資源補(bǔ)充的適度性。學(xué)生是課堂的主體，教學(xué)活動(dòng)需要圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)需求開(kāi)展。教師在利用信息技術(shù)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源時(shí)，需要關(guān)注學(xué)生對(duì)課內(nèi)知識(shí)的理解與吸收情況，防止在學(xué)生還未吸收課內(nèi)知識(shí)的情況下盲目補(bǔ)充，給學(xué)生造成心理以及學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)。教師要合理利用各種資源，分清教學(xué)的主次關(guān)系，這樣才能確保信息技術(shù)有益于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

第三，教師不能過(guò)度依賴(lài)信息技術(shù)，需要關(guān)注傳統(tǒng)教學(xué)的重要性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是幫助學(xué)生真正地學(xué)到知識(shí)，信息技術(shù)對(duì)教學(xué)起到輔助補(bǔ)充的作用，教師不能一味地將多媒體課件或素材強(qiáng)加到課堂。信息技術(shù)雖然能在聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)上吸引學(xué)生的注意力，但始終無(wú)法代替教師的指導(dǎo)作用與人格魅力影響。因此，教師需要正確地處理信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)之間的關(guān)系，這樣才能提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)整體的教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，教師在組織高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，需要密切結(jié)合教學(xué)實(shí)際，圍繞學(xué)生的需求，合理選擇信息技術(shù)的應(yīng)用方式，營(yíng)造智慧化課堂環(huán)境，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，使其在良好的學(xué)習(xí)氛圍中發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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