教育信息化背景下初中化學實驗教學的問題與對策

作者簡介：龐青山，1976年生，廣西興業人，本科，一級教師，研究方向為初中化學教學。

摘 要：初中化學實驗教學作為化學教育的重要組成部分，其教學質量直接關系到學生觀察思考、實踐探究和創新思維等能力的培養。在教育信息化背景下，初中化學實驗教學面臨著新的機遇與挑戰。初中化學教師要改變傳統的實驗教學模式，針對當前初中化學實驗教學存在的問題，采用適時開展虛擬仿真實驗、用微課視頻引導學生自主實驗、運用信息技術豐富實驗課型等對策，促進學生化學核心素養的發展。

關鍵詞：教育信息化；初中化學；實驗教學；信息技術

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）16-0094-03

隨著科學技術的不斷進步和飛速發展，信息技術在教育教學領域中的應用越來越廣泛，豐富了教師的教學方式方法。教育信息化已成為現代教育發展的重要趨勢?！读x務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《2022年版化學課標》）提出，鼓勵教師運用信息技術提高教學質量和效率，有效實現信息技術和化學教學的深度融合。化學是一門以實驗為主的基礎學科，化學實驗是激發學生學習興趣和探究欲望的有效方法，是培養學生觀察思考、實踐探究和創新思維等能力的重要途徑?；瘜W實驗的開展可以提高學生的操作能力，幫助學生深入理解化學知識，提升化學核心素養［1］。但當前初中化學實驗教學仍然存在實驗教學資源不足、實驗教學以理論講授為主、學生自主探究能力較差、實驗教學評價單一等問題，影響了實驗教學的有效性，不利于學生化學核心素養的發展。因此，如何在教育信息化背景下提高初中化學實驗教學質量，成為當前初中化學教師亟待解決的問題。教師應改變傳統的實驗教學模式，積極探索提高初中化學實驗教學質量的策略，充分運用信息化教學資源和手段，使實驗教學更生動直觀、高質高效。

一、教育信息化對初中化學實驗教學的積極影響

教育信息化是指在教育教學領域全面深入地運用現代信息技術，促進教育改革與發展的過程，涉及教學理念的更新、教學方法的創新、教學資源的整合等多個方面，是實現教育跨越式發展的必然選擇。教育信息化的推進為初中化學實驗教學提供了新的教學手段和資源，對初中化學實驗教學產生了積極的影響。

（一）有助于豐富實驗教學的內容和形式，激發學生學習興趣

教師借助虛擬仿真實驗、多媒體教學軟件等先進的信息技術手段開展化學實驗，可以豐富實驗教學的內容和形式。學生能夠直觀地觀察到生動的實驗現象，這種沉浸式的學習體驗不僅能夠提高學生的學習興趣和實驗參與度，而且能幫助學生更好地理解和掌握實驗原理和操作技巧，從而提高實驗教學的有效性。

（二）有利于打破時間和空間的限制，讓學生隨時隨地都能進行實驗學習

在傳統的實驗教學中，學生往往只能在有限的課堂時間內觀察和操作實驗，而教育信息化的引入使得實驗教學可以突破時間和空間的限制，讓學生隨時隨地都能進行實驗學習。通過虛擬實驗平臺，學生可以在家中利用手機或平板電腦終端進行實驗操作，提高了實驗教學的靈活性和便捷性。

（三）可以為實驗教學提供數據分析的工具和方法

運用現代信息技術輔助初中化學實驗，通過對實驗數據的收集和分析，教師可以更準確地評估學生的學習效果，為實驗教學提供有針對性的指導。而學生也可以通過數據分析來檢驗自己的實驗成果，提高實驗的科學性和準確性［2］。

二、當前初中化學實驗教學存在的問題

（一）化學實驗設備和資源不足

化學實驗教學必須借助專門的實驗室和專業的實驗設備，才能確保實驗的安全性、規范性和有效性。但是一些學校由于經費有限，無法購置充足的實驗器材和化學藥品，導致一些重要的化學實驗無法進行或實驗效果不佳。教師在教學過程中只能對實驗現象進行語言描述和講解，學生不能真實觀察到實驗現象或親自動手操作，影響了對化學知識的理解和掌握。此外，學校缺乏先進的實驗設備也使得實驗教學難以跟上時代的步伐，無法為學生提供豐富的實驗體驗，難以激發學生的化學學習興趣和創新能力。

（二）教師對實驗教學的認識存在偏差

由于長期受到應試教育的影響，教師的教育理念不可能在短期內完全跟上時代的發展，傳統的教學觀念仍然存在于初中化學實驗教學中。初中生從開始系統學習化學到中考只有一年時間，在應試教育的影響下，初中化學教學以中考為軸心，教師的教和學生的學都圍繞著中考內容進行。部分化學教師過分重視學生的考試成績，實驗教學以理論講授為主，忽略了化學實驗的實踐性。教師要求學生背化學實驗內容而不讓學生做實驗的現象仍屢見不鮮，導致學生只能對實驗操作進行機械記憶和簡單模仿，缺乏對實驗原理的深入理解和探索。

（三）學生缺乏主動思考和探索的機會

在傳統的實驗教學模式中，教師通常側重于演示實驗和解釋實驗原理，學生則更多地扮演觀察者和模仿者的角色。學生往往被動地接受教師的指導和操作示范，缺乏主動思考和探索的機會。這種“填鴨式”的教學方式抑制了學生的創新思維和主動探究的欲望，不利于學生自主學習能力和實踐能力的發展。

（四）化學實驗教學評價不夠全面

部分初中化學教師仍然以實驗結果和實驗報告的完成情況作為評價學生實驗能力的唯一標準，忽視了學生在實驗過程中的學習表現、實驗態度、實驗技能等多個方面的評價。單一的評價方式難以全面反映學生的實驗能力和素養，導致學生過分關注實驗結果而忽視實驗過程，缺乏對實驗原理的深刻理解。

三、運用信息技術優化初中化學實驗教學的策略

在教育信息化背景下，傳統的實驗教學方式已經難以滿足學生的學習需求與學科發展要求。要想促進初中化學實驗教學的深入開展，教師應充分利用先進的互聯網技術、信息技術優化實驗教學的方式方法，為學生創造一個視野更為廣闊、資源更加豐富的實驗探究平臺，讓學生的化學思維得到拓展，實驗操作能力得到提升［3］。

（一）適時開展虛擬仿真實驗

實驗在化學學科中占據重要地位，教師需正確認識到化學實驗教學的重要性，并將這種正確認識傳達給學生，引導學生認真對待化學實驗，積極參與實驗教學活動。化學實驗教學的順利開展需要有一定的設備、器材作保障，針對當前初中化學實驗教學中存在的化學實驗設備陳舊、實驗器材無法得到及時更新和補充、實驗對設備及器材的要求特殊等情況，教師需要結合教情和學情適時開展虛擬仿真實驗，為化學實驗教學注入新的活力。通過人機交互的方式，利用相關軟件進行化學虛擬仿真實驗，可以為學生創造更多探索的機會，支持學生根據個性化需求自主拖動實驗工具或者選擇實驗步驟進行操作，從而有效鍛煉學生的動手操作能力和知識應用能力。

例如，在人教版化學九年級上冊第五單元課題1“質量守恒定律”的實驗教學中，由于受硬件設備的限制或外界環境的影響，實際演示實驗往往效果不佳。傳統的實驗教學常常需要教師在講臺進行操作演示，但很多學生會因為距離講臺較遠而無法觀察到實驗操作的細節及實驗現象，從而影響了學生的學習效果。教師利用信息技術進行“質量守恒定律”仿真實驗，可有效解決這一問題，提高演示實驗的效果。由于仿真器材圖像較大，仿真實驗過程直觀，能讓學生觀察到物質變化的全過程，從而有利于豐富學生的感性認識，便于學生據此提出疑問，為下一環節的討論、探索、發現創造條件。

初中化學教學內容中有很多實驗，有的化學實驗危險系數較高，如果考慮到安全問題，一些實驗就無法在線下實地開展。例如，人教版化學九年級上冊第七單元課題1“燃燒和滅火”的學習應以實驗為基礎，但在實際教學中，教師僅僅依靠教材講解并不能很好地達到課堂教學效果。實驗“面粉的爆炸”有較大的安全隱患，如果采取實物演示的實驗方式確實有一定的危險性，教師合理利用信息技術輔助課堂教學，開展虛擬仿真實驗教學，就能很好地回避這個安全問題。

（二）用微課視頻引導學生自主實驗

在初中化學實驗教學中，微課視頻作為一種新穎有效的教學資源，有利于培養學生的自主探究能力。微課視頻具有短小精悍、針對性強等特點，教師可以通過精心設計，將復雜的實驗原理、操作步驟及安全注意事項等關鍵內容融入微課視頻中，使學生在觀看視頻的過程中能夠迅速掌握實驗要點，加深實驗印象。微課視頻能夠提供生動的演示實驗，讓學生可以清晰地看到實驗現象，從而激發學生的學習興趣和好奇心，促使學生主動思考并嘗試自己動手操作探究。

以“氧氣的實驗室制取與性質”實驗教學為例，學生在進行實驗前需要掌握實驗室制取氧氣的原理和方法。教師可以設計制作微課視頻進行課前導入，引導學生觀看視頻中氧氣的制取步驟和最終結果。在微課視頻中，教師可以提出“如何檢驗裝置的氣密性？”“裝置的氣密性不好，應該如何調整？”“如何才能知道集氣瓶中的氧氣裝滿了？”等問題，引導學生在觀看視頻的過程中思考，為學生自主動手操作實驗進行探究做好準備。教師提前將實驗過程錄制成微課視頻，在課堂上便會有更多時間為學生講解知識點以及實驗中存在的問題、實驗過程中的注意事項等。學生在課外學習時可以針對自己不懂的地方反復觀看實驗視頻，深入剖析化學原理和化學現象，達到事半功倍的教學效果。

（三）巧用信息技術營造實驗教學愉悅氛圍

課堂教學是一種互動活動，輕松愉悅的課堂氛圍和融洽的師生關系能夠提高學生的學習積極性。因此，教師要堅持以人為本的教育理念，將學生放在課堂的核心位置，加強師生之間的互動，讓課堂教學更加人性化。在初中化學實驗教學過程中，教師應巧用信息技術加強師生之間的溝通交流，營造一種輕松愉悅的學習氛圍，拉近師生之間的距離，充分調動學生學習化學的積極性。

例如，在“氫氧化鈉的化學性質”新授課教學中的實驗操作環節，教師可以請一名學生上臺完成實驗，再請一名學生用手機拍視頻投影到一體機上，進行現場直播。被叫上講臺做實驗的學生滿心歡喜地和教師交流，然后開始實驗操作。教師站在學生旁邊，幫著找藥品；學生操作有誤時，教師輕聲指導應該怎樣正確操作。教師參與學生的實驗操作過程并隨時提供幫助，拉近了師生間的距離，有效緩解了學生做實驗時的緊張情緒。其他學生借助大屏幕觀看實驗操作過程，全體學生都參與了其中，學生的注意力都集中在學習正確的實驗操作方法和觀察實驗現象上。學生動手拍攝實驗操作視頻進行直播，做到了信息技術與化學實驗教學的結合，多方面融洽了課堂氛圍。實驗結果出來后，教師就實驗現象提出問題，讓學生展開討論。通過熱烈的討論，學生既能理解氫氧化鈉的化學性質，掌握了所學知識，又能增進學生、師生之間的交流，活躍了課堂氣氛。

（四）運用信息技術記錄實驗過程，優化實驗評價

學生應掌握一些化學實驗操作技巧，如固體物品的取放、液體藥品的取用和各類實驗設備的規范操作等，這就需要學生積極總結實驗探究經驗，做到舉一反三。教師應實時觀察、評價學生的實驗操作行為，讓學生自主反思實驗過程，探究實驗得失，從而切實完善學生的實驗探究思維。教師可運用信息技術來優化實驗教學評價，如使用錄屏技術記錄學生的實驗操作過程，或制作電子版的學生化學實驗記錄袋，豐富實驗評價標準，讓學生充分認識自己的實驗操作行為，進而彌補不足。

在初中化學實驗教學過程中，教師可以使用手機拍攝學生操作實驗設備的動態過程，通過視頻回放判斷學生是否存在不正確的實驗操作行為，引導學生自我評價個人實驗操作行為。例如，在“氧氣的實驗室制取與性質”實驗中，教師使用手機這一智能設備記錄了學生使用實驗設備制取氧氣的動態過程，據此評價了學生的實驗操作行為。首先，教師從實驗基本操作技能方面入手，客觀分析了學生的基本功，提醒學生要遵守實驗操作規范，幫助學生養成正確的實驗操作行為。其次，教師根據本班學生制取氧氣的質量、對實驗現象的總結，評價學生的學習成果，引導學生總結實驗探究經驗，從而提升學生的實驗探究能力。

（五）運用信息技術豐富實驗課型

在推進化學實驗教學過程中，教師應立足實際學情，結合具體教學內容，運用信息技術豐富、創新實驗課的教學內容和形式，以此提高化學實驗教學的趣味性，激發學生參與實驗學習的興趣，從而促進教學效率和質量的提升。這就要求教師要根據學生的學習能力、知識與技能掌握情況，在學生的不同學習階段制定不同的化學學習任務，并根據具體教學內容將化學實驗課合理劃分為理論課、實踐課、新授課、復習課、習題課等，通過不同的實驗課型培養學生實驗操作能力，提升學生化學綜合學習能力，促進學生化學核心素養的發展。

例如，教師在進行“走進化學實驗室”新授課教學時，可以設計“說出視頻中實驗器材的名稱”的課堂教學活動。教師采用信息技術為學生播放稀釋、加熱等簡單的實驗視頻，引導學生將課本中的知識與實驗視頻中的器材對號入座，鼓勵學生在仔細觀察后，說出視頻中出現的實驗器材的名稱和作用。學生通過活動參與到化學實驗過程當中，加深了對相關實驗器材的印象，同時培養了觀察、分析能力，提高了課堂教學有效性。

在初中化學中考備考復習過程中，化學實驗復習課擔負著幫助學生查缺補漏、鞏固提升的使命。如果教師演示或學生分組復習全部的基礎實驗，工作量大且缺乏針對性；教師用講解實驗來代替演示，不能使學生產生感官的沖擊，復習效果不佳。教師應立足學?，F代教育技術，充分發揮信息技術網絡化、智能化、超時空性等優點，積極探索信息技術與化學實驗復習課融合的方式方法。在初中化學實驗復習課上，教師先運用復習專題網站引導學生對相關實驗進行認知層面的復習、鞏固。然后，教師把學生引進仿真化學實驗室，讓學生根據自己的學習情況選擇實驗進行復習操作，加深對基礎實驗的掌握程度。

總之，現代信息技術與學科教學的整合在中小學成為一種趨勢，但一些教師難免會走入為使用信息技術而忽略教學目標的誤區。對初中化學實驗教學而言，教師若只利用信息技術進行實驗教學，未免單一，將會間接削弱學生的實驗操作能力。教師要在新課改理念下巧妙地將信息技術融入實驗教學中，從教學實際出發，以學生為本，厘清信息技術與傳統化學實驗教學的關系，為學生創造更為廣闊、更具自主性的探索空間，培養學生的動手能力和創新能力，切實提高初中化學實驗教學質量。

參考文獻

［1］周勝英.基于信息化視野下初中化學實驗教學模式探究［J］.科學咨詢（教育科研），2020（12）：193.

［2］張對軍.信息技術環境下初中化學教學的探索與實踐［J］.新智慧，2019（4）：21.

［3］吉鵬飛.數字化資源在初中化學教學中的應用［J］.中學生數理化（教與學），2016（10）：78.

（責編 韋榕峰）