雙減背景下信息技術在化學實驗教學中的有效運用研究

邸得志，楊佳欣

（甘肅省古浪縣大靖初級中學，甘肅古浪 733103）

初中化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是化學的靈魂，通過化學實驗，不僅能使學生更好地理解和掌握基礎知識，提高靈活運用知識的能力，還能培養學生的化學思維和創新能力。《初中化學課程標準》明確指出“實驗是進行科學探究的重要方式”，并要求學生“初步形成基本的化學實驗技能，能獨立設計和完成一些簡單的化學實驗”。化學實驗具有科學性、直觀性、易感知性和探索性等特點，但是由于實驗條件的限制，這些特點不能在實驗教學中完全體現出來，有些教師把“做實驗”變成了“講實驗”，影響了實驗教學的效果，而信息技術的出現則能很好地地彌補傳統實驗的不足。信息技術克服了實驗條件的限制，通過模擬動感畫面突破了實驗的重難點，增強了實驗效果，提高了學生實驗操作的規范性和安全性；同時，還激發了學生的實驗興趣，使學生在愉悅環境中學習化學知識、掌握實驗步驟、提高實驗技能。

一、信息技術應用于化學實驗教學的理論依據

化學是一門理論與實踐相結合的課程，基本特點是利用直觀的實驗，揭示化學的基本原理和規律；強調學生自己動手操作并主動思考和探究化學實驗過程與結果，從而完成化學知識體系和框架的構建。這和建構主義理論的基本要求是一致的，建構主義學習理論是現代信息技術應用于學科教學的理論指導和最主要依據。

建構主義（Constructivism）也稱作結構主義，起源于對行為主義“學習是反應的強化”的反思，其主要代表人物有瑞士著名教育心理學家讓·皮亞杰（J.Piaget）、美國兒童發展心理學家勞倫斯·科爾伯格（Lawrence Kohlberg）。建構主義學習理論包含四個要素：“情境”“協作”“會話”和“意義建構”，“情境”即營造有利于學習者對所學內容進行意義建構的環境；“協作”與“會話”即學習過程中學習者之間人際和人機的討論、交流與合作；“意義建構”即學習者對所學知識的內容、規律以及各知識點之間內在聯系的理解和掌握，并形成自己的意義建構。建構主義強調了以“學生為主”的學習，不僅要求學生由被動的知識接受者和被灌輸者變為信息加工的主體、知識的主動建構者，還要求教師由知識的傳授者變為學生主動建構意義過程的指導者和促進者。這就要求教師轉變傳統的教學模式，創新教學模式和教學思路。

近年來，隨著科學技術的發展，多媒體網絡的應用越來越廣泛，采用建構主義理論為指導，運用現代信息技術手段開展新型化學實驗教學設計創造了多種教學模式，對激發學生的學習興趣、提高學生的積極性、增強教學效果發揮了重要的作用。

二、信息技術在化學實驗教學中的有效運用策略

2022 年剛剛頒布的《義務教育化學課程標準》在教學實施建議中指出：教師要充分認識化學實驗的價值，要注重發揮現代信息技術的作用，積極探索信息技術與化學的深度融合。課程標準是開展初中化學教學的出發點和落腳點，因此教師在初中化學教學中不僅要意識到信息技術與實驗教學融合的必要性，也要在教學實踐中尋找信息技術與化學實驗教學的有效方法。化學教師要結合信息技術的優勢，將其應用到實驗教學中，嘗試解決當前化學實驗教學面臨的問題，具體來說可以從以下方面著手。

（一）利用信息技術，增強實驗呈現效果

初中化學學習的內容主要是與物質的結構、組成、性質、變化規律等微觀內容密切相關，特別是在化學實驗中的化學變化，都是在微觀領域即原子層面上的重新組合，或者是化學鍵的斷裂再組合。學生在參與實驗教學時更多的是觀察到實驗現象，但其微觀領域的具體變化學生很難感受到，更多時候是依靠教師的口頭講解，這對學生來說還是相對抽象的，學生對實驗內容的掌握還是停留在記憶層面。恰當地應用信息技術則能夠更直觀地為學生呈現學習內容，便于學生觀察實驗，尤其針對隱性實驗現象和半隱性實驗現象，以及一些粗定量實驗不易觀察、經常出現與實驗目標背離的現象。如濃度的變化或者酸堿性的變化，電解水實驗中對氫氣和氧氣量的測定問題等。應用信息技術則能夠幫助初中化學教師解決這些問題，特別是利用多媒體動畫的形式給學生直觀地呈現實驗過程。例如在做電解水的實驗時，教師可以先給學生展示實驗過程，在此基礎上應用動畫的形式給學生模擬分子、原子這些微觀粒子在實驗中的具體運動情況，幫助學生直觀地了解在化學實驗中微觀領域的變化，進而逐步理解在實驗中化學變化的原理與實質；此外化學教師也可以應用實物投影或者實物展臺與演示性實驗相結合，幫助學生清晰地觀察實驗流程，使學生在理解知識掌握技能的同時，還能增強探究能力和創新能力，這對培養學生的化學學科核心素養很有幫助。

（二）利用信息技術，激發學生的實驗興趣

初中階段學生接觸化學的時間較晚，化學實驗的教學活動更少，因此教師在進行實驗教學時經常會出現部分學生不知如何下手的問題，甚至有些學生擔心自己做不好而不敢參與。這時教師應用多媒體來給學生呈現真實的情境或者直觀的畫面，就增強了實驗教學的課堂表現力與交互性，給學生以視聽一體的全面沖擊，能有效地激發學生動手參與實驗的興趣。例如，在進行《金屬的物理性質和某些化學性質》的實驗教學時，教師可以通過多媒體首先給學生呈現鎂、鋁、鐵、銅的物理性質，使學生產生直觀的印象，然后提出問題“他們的化學性質又有什么特點呢？”學生就會迫切地想通過具體的實驗得到答案，其參與實驗的興趣就會被有效激發出來。

（三）利用信息技術，提高化學實驗教學效率

目前教育的信息化已經成為一種發展新趨勢，不僅能夠形象、直觀、多樣化地呈現學習內容，同時其便捷、易操作的優勢也為學生更有效地參與化學實驗教學提供了便利。特別是針對初中化學課時緊張而實驗教學耗時費力的現狀，教師靈活地應用現代信息技術能夠有效地解決這些問題。

首先，利用信息技術能節約實驗準備的時間。在進行化學實驗教學時，教師苦惱的問題之一就是需要經常給學生呈現實驗裝置圖、實驗流程圖，便于學生參與實驗活動，如果教師在課上直觀地呈現給學生，需要把實驗器材搬入教室，進行組裝后再呈現給學生，這需要耗費大量時間。為了解決這一問題，教師可以通過課前拍照的方式進行準備，再在課上用多媒體呈現給學生，學生觀察和復習回顧起來就會非常方便，能夠節約很多時間，學生參與實驗的時間會更多，從而提高學生的學習效率。其次，利用信息技術能加快實驗教學進程。在初中化學實驗教學時，實驗結果是學生在化學學習中進行深度學習的主要參照，及時給學生呈現實驗結果對學生進行系統、連貫的學習非常有幫助。教師在進行實驗教學時，可以把攝像設備與教室多媒體連接起來，通過現代信息技術及時為學生“直播”。為了便于學生理解也可以根據教學需要進行回放、慢放，使學生一直能夠融入實驗情境，這不但有利于提升實驗教學的效率，也為學生有效地參與實驗教學，進而通過實驗教學提升其化學學科核心素養提供了便利。

（四）利用信息技術，保障演示實驗的安全性

在初中化學實驗教學中，有些實驗存在一定的危險性或者危害性，為了保證學生的安全或者避免污染環境，化學教師往往會刪減這些實驗，取而代之的是給學生講實驗，然后要求學生機械地記憶，這對初中階段的學生來說有一定的難度，而應用信息技術則能夠很好地解決這一問題。例如，鎂條燃燒的實驗，所產生的氧化鎂對人的呼吸道會有較強的刺激，同時它在化學反應時產生的強光對學生的眼睛也會產生刺激，對學生的身體傷害問題較為明顯。對此，化學教師可以在實驗中確保自身安全的前提下利用攝像設備給學生拍攝實驗的整個過程，并且可以針對重點學習內容進行有針對性的點撥，這樣既落實了實驗教學的要求，達到了良好的實驗教學效果，還能夠保護學生的身體健康，可謂一舉多得。

（五）利用信息技術，提高復習教學效率

在初三階段，實驗教學的內容也是化學考試、考查的內容，這就需要教師在日常教學和講授習題時回顧相關的實驗內容，如果僅僅依靠教師口頭的描述或講解，難以激發學生積極、有效的思維，也難以使學生產生深刻的印象。如果再給學生重新做一次實驗，又往往不具備這樣的條件，可操作性較低。應用現代信息技術能夠有效地解決這一問題，教師可以結合實驗教學的重點、難點以及學生出現問題較為集中的內容，再通過多媒體給學生呈現相關的實驗內容，讓學生在直觀的觀看實驗視頻的基礎上，再去分析和解決問題，這樣就給學生增加了解決問題的抓手，其解決問題的過程就會更加高效。而在梳理實驗內容的復習環節，化學教師可以利用多媒體把重點實驗的重點環節、易錯點、高頻考點進行剪輯、編輯，然后通過視頻的形式推送給學生，在學生觀看的同時進行講評，學生就有了具體的參照和依據。此外，為了彌補初三階段學生課內復習時間不足的問題，教師可以把中考中需要考查和復習的內容進行整理，通過互聯網平臺推送給學生，讓學生結合自己的學習需求靈活地選擇相關的內容進行復習和鞏固，這也能有效地提升學生的復習效率。

三、化學實驗教學中運用現代信息技術應該注意的幾個問題

（一）精心設計、合理融入

在初中化學實驗教學中融入現代信息技術，教師一定要準確定位信息技術的功能與作用，即它是輔助實驗教學的工具，而不是替代實驗教學。所以，化學教師在應用信息技術參與實驗教學時，一定要精心設計，發揮其引導學習、補充優化的作用，把握好應用信息技術的時機，避免出現“喧賓奪主”的問題。

（二）避免機械使用信息技術資源

隨著信息化的發展，現代信息資源非常豐富，甚至有“泛濫成災”的態勢，特別是課件和視頻資源，但其是否適合學生則需要結合學情進行細致分析。部分教師在應用信息技術輔助實驗教學時，經常出現不加選擇地機械式應用的現象，這會影響實驗教學的效果。

（三）要保障師生有效參與

根據新課改的要求，在初中化學實驗教學中，也要堅持以學生為主體、以教師為主導開展教學活動，尤其是要重視學生的參與性，切實發揮學生的積極性、主動性和創造性。但在應用信息技術時，部分教師對信息技術的依賴性越來越明顯，師生之間、生生之間的交流、互動越來越少，學生容易出現被動學習的問題，這不利于學生主體地位的發揮。

（四）樹立正確的信息技術思維應用意識

初中化學實驗教學是以實踐為主的課程，把信息技術與實驗教學相結合是新課改的要求，同時新課標也強調“要合理運用計算機模擬實驗，但不能用來完全替代真實的化學實驗”。因此，初中化學教師在應用信息技術輔助實驗教學時，一定要樹立正確的信息技術應用思維，從實驗的類型出發適當地融入，但對于可操作實驗，教師則要弱化信息技術的應用；對于不容易操作實施的實驗，則可以增加信息設計的應用。在應用信息技術的過程中，教師也要把實驗教學的相關要求融入其中，避免出現看實驗的現象。

四、結語

在新課改下的初中化學教學中，培養學生的化學學科核心素養成為中心工作，即要在化學教學活動中培養學生的化學觀念、科學思維、科學探究與實踐意識和能力、科學責任與態度。化學實驗作為化學教學的形式與內容，對培養學生的化學學科核心素養有著極為重要的意義，學生在參與實驗的過程中，不僅能夠感受到知識生成的過程，掌握一定的方法和技能，還能夠培養其探究意識和科學精神，而且契合初中生的學習需求。同時我們也要看到，受一些因素的影響，化學實驗教學也遇到了一些問題，應用信息技術能夠為解決這些問題提供強大的助力。因此教師要重視信息技術與化學實驗教學的結合，不斷優化化學實驗教學，進而提升化學教學的實效性。