高中化學實驗教學中信息技術的應用策略研究

摘 要：高中化學是以實驗作為基礎的一門課程，其中實驗內容占據很大一部分，高中化學實驗教學取得好的效果，能夠提升整體教學效果。本文以魯科版高中化學實驗為例，探討在數字化時代，信息技術為高中化學實驗教學起到的重要性，并且探討了信息技術用在化學實驗中的策略，利用信息技術豐富高中化學實驗資源庫、展示化學實驗結果的實際應用、引導學生體驗虛擬化學實驗過程、利用信息技術繪制化學實驗知識的思維導圖，運用信息技術手段提高化學實驗教學的效果。

關鍵詞：高中化學；實驗教學；信息技術；應用策略

高中化學實驗教學運用信息技術已經是一種常見的教學方式，運用信息技術不僅能夠解決在以往化學實驗教學中受到設備、時間等的局限，更能夠大幅度提升學生的學習效果，信息技術以更加生動、直觀的方式展現了化學實驗的奧秘，極大地激發了學生的學習興趣。通過引進多媒體網絡技術，教師可以構建出一個高效、互動的化學課堂，能夠將抽象的化學反應等知識以直觀、形象的方式展現給學生，有助于學生更好地理解和掌握。現代信息技術的運用也使得學生的學習過程更加高效，通過在線平臺、虛擬實驗室等工具，學生可以隨時隨地進行實驗探索，與教師和同學進行互動交流，從而加深對化學知識的理解和應用。因此，教師應該積極擁抱現代信息技術，不斷探索和創新教學方式，以更好地滿足學生的學習需求，培養化學學科核心素養。通過信息技術與化學實驗的深度融合，我們可以為高中化學教學注入新的活力，推動教育的持續發展和進步。

一、高中化學實驗教學應用信息技術的重要性

（一）模擬實驗教學環境

高中化學實驗過程受到的限制因素很多，諸如學校設備、實驗環境、條件支持等，因為化學實驗需要很強的專業性，也需要特定的實驗條件以及實驗設備，比如有些需要密閉空間，有些需要真空，有些需要加熱、加壓，這些條件有些學校難以滿足。其次，許多化學的反應變化要受到多種因素的影響，如溫度、濕度和特定的反應條件，這些條件需要長時間的準備和調整，難以隨時在課堂上進行展示。最后，因為高中化學實驗存在著一定的危險性，所以有些實驗并不適合在日常教學中進行，避免對學生造成健康的威脅。鑒于上述種種因素，學生對化學實驗的接觸和體驗受到了一定的限制，無法全面了解和掌握化學

知識。

信息技術的引入為化學實驗教學提供了新的解決方案。通過互聯網和先進的模擬軟件，我們可以創建出逼真的虛擬化學實驗環境，學生在虛擬實驗環境中進行化學實驗，無論是設備的選擇、實驗參數的調整，以及化學條件等的設定，都可以在虛擬實驗室通過計算機進行操作，就能模擬出復雜的化學實驗過程，讓學生在沒有實際危險的情況下，充分體驗和學習化學實驗。信息技術在化學實驗教學中的應用不僅解決了傳統實驗教學中的種種限制，還能夠為學生的實驗操作提供一個安全、便捷、富有趣味性的體驗，能夠幫助學生深入地理解和掌握化學知識，提高學習

效果[1]。

（二）展示化學實驗過程

由于學校化學實驗器材的限制，讓每位學生都能實際動手操作成為一個困難，這無疑影響了高中化學實驗教學的效果；再者，化學實驗的現象往往是短暫的，稍不注意就可能錯過重要的實驗變化；從學生角度分析，他們的化學知識以及化學操作能力有差異，這些也是導致實驗結果存在差異甚至失敗的原因，從而影響學生對正確化學知識的獲取和掌握；高中化學作為一門實驗導向的學科，雖然其實踐性對學生來說至關重要，但某些實驗的確存在潛在的風險，如產生有害氣體可能對環境和學生健康造成不良影響。為了克服這些限制，信息技術的應用成為一種創新且高效的教學方法。

通過利用信息技術，教師可以安全地展示化學實驗過程，學生無需親自操作即可深入了解實驗細節，通過信息技術教師可以將自己的實驗操作或化學實驗現象通過多媒體等設備展示給學生，保證每位同學都能夠觀察清晰實驗細節；教師還能夠利用錄制和播放功能，學生可以在課后對實驗內容進行回顧；教師還可以利用信息技術展示學生的優秀實驗操作，并通過調整播放速度或自由選擇播放片段，使學生能夠從多個角度深入理解和掌握化學實驗；教師可以利用信息技術將化學實驗關鍵地方進行放大處理，讓學生有更加直觀地感受。這種利用信息技術的教學方式，無疑為高中化學實驗教學提供了更多的可能性和便利性。

（三）優化實驗教學效果

在數字化教育的時代中，教學資源的豐富和教學手段的多樣化為學生提供了前所未有的學習機會，特別是對于那些對化學學習和化學實驗有著濃厚興趣的學生，現有的教學資源可能難以滿足他們深度學習需求。另一方面，對于那些化學基礎較為薄弱的學生，他們可能需要定期評估自己的知識水平，以確保與正常教學進度保持一致[2]。

信息技術在教學中的應用為學生帶來了全新的學習體驗。它鼓勵學生通過自我反思、團隊合作和化學實踐活動，與化學這門學科進行深度互動，信息技術還極大地豐富了教學內容，使得教師在有限的時間內能夠傳授更多的知識，信息技術更是能夠直觀地展示大量的習題，不僅增強了課堂的互動性，還提高了教學的整體效果。信息技術也為學生提供更多的實踐機會，當學生遇到學習難題時，教師可以通過多媒體技術進行即時的演示和解答，這不僅節省了教學時間，還提高了教學效率，使得學習過程更加高效和便捷。

二、信息技術在高中化學實驗教學中的應用策略

（一）創建高中化學實驗研究教學資源庫

傳統的高中化學教學方式存在著資源共享的局限，往往限制了教學效率的提升和科研教學的深入融合，借助現代信息技術可以豐富高中化學實驗的資源庫，可以顯著優化教學效果，推動教學科研資源的共享與互通[3]。在化學教學研究領域，教師能夠利用多媒體和網絡技術，構建一個內容豐富的化學資源庫，這個資源庫不僅極大地方便了學生的學習，使他們能夠隨時獲取所需資源，還促進了知識的快速流通和共享。

以魯科版高中化學必修2中的“海帶提碘與海水提溴”實驗教學為例，教師可以通過網絡平臺豐富高中化學實驗資源庫，學生能夠不受時間、地點限制進行觀看、學習，這種教學方式不僅為學生提供了更加靈活的學習空間，還加強了師生之間的在線互動和溝通。教師更可以利用信息技術搭建的網絡教學平臺與學生進行交流，為學生答疑解惑，幫助學生更好地理解和掌握化學知識。學校也可以采取具有激勵性的措施鼓勵學生參與到化學實驗資源庫的建設當中，學生的參與不僅能夠為資源庫增添新的內容，還能夠培養他們的團隊合作和創新能力。在日常教學中，教師可以利用信息技術將化學實驗有關的資料上傳到資源庫中，方便學生日后進行復習，學生能充分利用課上和課下的時間，提高化學學習的效率和質量。

（二）展示高中化學實驗成果的實際應用

化學是一門具有很強適用性的學科，學生在實驗教學中體會到化學在現實的實際應用意義，才能夠激發學生化學的學習欲望，教師可以利用信息技術將化學的實際應用成果展示給學生，從而顯著提高教學質量。在魯科版高中化學必修2中，“研究車用燃料及安全氣囊”這一課題提供了一個極佳的機會，讓學生通過化學反應解決實際問題，并在此過程中利用信息技術來展示實驗過程與實驗結果[4]。

首先，利用信息技術展示化學實驗的過程，我們可以采取動畫模擬的方法，對于車用燃料的燃燒過程，詳細展示燃料分子與氧氣分子的結合、化學鍵的斷裂與形成、能量的釋放等微觀過程。之后用視頻演示安全氣囊的充氣過程，展示碰撞發生時傳感器如何感知沖擊、如何觸發氣體發生器、如何使氣囊在極短時間內充氣等關鍵環節，這種動態展示可以讓學生更加直觀地了解安全氣囊的工作原理。如果有條件，教師還可以利用虛擬現實技術，為學生提供一個沉浸式的實驗環境，學生可以戴上VR眼鏡，仿佛置身于實驗現場，親手操作實驗設備，觀察實驗現象，這種體驗將極大地提高學生的學習興趣和參與度。

其次，利用信息技術展示實驗結果。要將實驗數據可視化，對于車用燃料燃燒實驗的結果，教師可以通過圖表、表格等形式將數據可視化，例如，可以繪制不同燃料燃燒時溫度、壓力、能量釋放等參數隨時間變化的曲線圖，讓學生更加直觀地了解不同燃料的燃燒特性。教師可以利用網絡平臺（如學校網站、教學平臺等）將實驗結果進行分享，學生也可以將自己的實驗報告、數據分析、結論等上傳到平臺上，與其他同學和教師進行交流討論，能夠拓寬學生的視野和思路。

最后，要結合實驗結果在問題解決中的運用。通過展示實驗過程和結果，教師可以引導學生思考如何利用化學反應解決實際問題，例如，在車用燃料方面，可以探討如何開發更加環保、高效的新型燃料；在安全氣囊方面，可以研究如何改進氣體發生器的設計以提高其安全性和可靠性。教師鼓勵學生將所學知識應用到實際生活中去，例如，在選擇汽車時可以考慮其使用的燃料類型及其對環境的影響；在駕駛過程中可以注意安全駕駛以減少碰撞事故的發生等。將化學實驗結果的應用給學生展示，能夠加深學生對化學知識掌握的程度，還能夠培養學生社會責任感[5]。

（三）引導學生體驗化學實驗過程

在高中化學的教學過程中，實驗教學一直被視為培養學生實際操作能力和深入理解化學知識的關鍵環節。然而，傳統的化學實驗教學方法在實際操作中常常面臨一些難以克服的問題，比如有些化學反應現象并不是很明顯，還有的反應時間較長，更具有危險性的化學實驗，這些問題不僅影響了實驗教學的效果，還可能對學生的安全構成威脅。為了克服這些問題，我們可以利用多媒體網絡技術來輔助實驗教學，以“揭秘索爾維制堿法與侯氏制堿法”為例進行詳細說明。

以魯科版高中化學選擇性必修1中“揭秘索爾維制堿法與侯氏制堿法”的化學實驗為例，索爾維制堿法和侯氏制堿法涉及一些危險物質和反應過程，對實驗環境和操作要求較高，可能對學生的安全構成威脅。除此之外，由于實驗條件限制，學生在實驗中可能無法清晰地觀察到某些重要的化學現象，某些反應過程需要較長的時間才能完成，這在有限的教學時間內是無法完成的。為了解決上述難點，我們可以利用信息技術來輔助實驗教學。我們模擬一個真實的實驗環境，利用虛擬實驗軟件模擬真實的實驗環境，包括實驗室設備、反應容器、溫度控制等，讓學生在虛擬環境中獲得真實的實驗體驗。更重要的是讓學生進行交互式操作，學生可以通過鼠標或鍵盤在虛擬實驗軟件中進行實驗操作，如添加反應物、調整溫度等，觀察并記錄實驗結果。如果同學在實驗過程中有錯誤的操作，可以利用信息技術進行提示與反饋，幫助學生在實驗過程中及時糾正錯誤，加深對實驗原理和操作技巧的理解。信息技術的應用為解決傳統化學實驗教學中的問題提供了新的思路和方法[6]。

（四）利用信息技術繪制化學實驗思維導圖

高中化學教科書涵蓋了廣泛而復雜的知識體系，特別是在魯科版高中化學教材中，實驗知識尤為豐富和多樣，為了幫助學生有效梳理和掌握知識脈絡，教師可利用多媒體教學工具的強大展示功能，使知識更加清晰和有條理。教師可以在教學過程中利用思維導圖對化學知識進行框架搭建，這個思維導圖既可以包括與化學實驗相關的知識內容，也可以是化學實驗之間的聯系與區別，幫助學生掌握化學實驗核心知識。

通過利用信息技術，如思維導圖繪制軟件可以幫助學生形成知識網絡。以化學實驗基本方法為例，教師可以通過思維導圖的形式，將各種實驗方法之間的聯系和區別進行展示，使學生能夠更好地掌握和應用這些實驗方法，提高實驗操作的準確性和效率。這樣的設計有助于學生直觀地理解各個實驗模塊之間的內在聯系，形成系統化的知識體系。教師鼓勵學生將自己的思維導圖進行展示，并且根據學生自己繪制的思維導圖進行查缺補漏，靈活調整和補充知識脈絡，這樣不僅可以確保化學知識更加條理清晰，還能使學生更好地理解和吸收知識，提高他們掌握化學知識的熟練程度。除此之外，教師還可以通過引導學生對思維導圖進行擴展和延伸，鼓勵他們自主探究化學知識的外延，培養他們的創新能力和科學思維。

結束語

高中化學作為一門既實踐性強，又理論性強，同時兼具抽象性的學科，對于學生的學習來說既充滿挑戰又富有吸引力。而將信息技術與高中化學實驗教學的有機結合，不僅為學生打開了一扇新的學習之窗，使其能夠更直觀地理解和感知抽象的化學知識，還能夠調動學生化學實驗的積極性，在活躍課堂氛圍，開展有效的教學活動上也提供了便利支持，教師通過科學、有效地運用信息技術，確保高中化學實驗教學取得良好的教學效果。

參考文獻

[1]王莎.信息技術支持下的高中化學實驗創新教學研究[J].試題與研究，2022（26）：25-27.

[2]王斌.多媒體網絡技術在高中化學教學中的應用策略探究[J].中國多媒體與網絡教學學報（下旬刊），2023（3）：91-93.

[3]范飛燕.高中化學生態課堂教學中運用信息技術的方法[J].數理化解題研究，2023（18）：137-139.

[4]尤佳琪.高中化學實驗教學中信息技術的應用研究[J].數理化解題研究，2023（36）：134-136.

[5]郝揚揚.基于信息素養能力養成的高中化學教學研究[J].數理化學習（教研版），2022（1）：41-43.

[6]楊永剛.高中化學教學中融入綠色化學教育理念的實施舉措[J].天津教育，2023（14）：58-60.