互聯網化學實驗對學生化學學習能力的培養研究

摘要：實驗是學生學習化學知識和培養實踐能力的重要環節，傳統化學實驗通常需要學生親自操作實驗設備，進行實驗操作和觀察實驗現象，以及記錄實驗數據和分析實驗結果。而互聯網技術的發展為化學教學帶來了新的機遇，互聯網化學實驗通過在線平臺提供虛擬實驗環境和實驗項目，為學生提供了更加方便和靈活的學習方式?；ヂ摼W化學實驗不受時間和空間的限制，學生可以隨時隨地進行實驗學習，提高了學生的學習效率和學習體驗。本文對互聯網化學實驗的特點和優勢進行了闡述，并探討了如何借助互聯網化學實驗提高學生化學學習能力。

關鍵詞：互聯網化學實驗；學習能力；問題；特點和優勢；具體應用

一、引言

化學能力的培養是指學生通過實際操作實驗，掌握實驗技能、實驗方法和實驗原理，并能夠獨立設計和完成化學實驗，正確觀察實驗現象、記錄實驗數據，并進行數據處理和實驗結果分析的能力?；瘜W能力的培養對學生的化學學習和將來從事相關工作具有重要意義，通過實際操作化學實驗，可以加深學生對化學理論知識的掌握，培養學生的實驗思維和實驗技能，提高學生的動手能力和問題解決能力。

為了培養學生的化學能力，教師可以采用多種教學方法，其中互聯網化學實驗教學得到了廣泛應用，為培養學生的化學能力提供了新的途徑。

二、化學能力培養教學存在的問題

（一）實驗設備和材料不足

實驗設備和材料不足是化學實踐能力培養教學中的普遍問題。在化學實驗中，正確的實驗設備和材料是確保實驗結果準確和安全的關鍵，然而很多學校和實驗室面臨著實驗設備和材料不足的挑戰，許多學校的實驗室設備老化且數量有限，由于經費限制和維護困難，很多學校無法及時更新和維修實驗設備，導致學生完成實驗時面臨設備故障、缺乏必要的儀器和設備，影響了他們的實踐能力培養。而實驗材料的供應不穩定也是一個問題，化學實驗中需要使用化學試劑和材料，但部分學校無法獲得這些材料，或者供應量有限，不僅限制了學生進行實驗的機會，也限制了他們對不同實驗方法和技術的學習。

針對這些問題，學校應該加強對實驗設備和材料的投入，提高實驗室設備的更新和維護頻率。

（二）實驗操作時間緊張與實驗安全意識不足

首先，在實驗室中，學生通常需要在有限的時間內完成一系列的實驗步驟。由于時間緊迫，學生會感到壓力，導致操作過程中出現錯誤，不僅會影響他們對實驗的理解和掌握程度，還可能對實驗結果產生負面影響。因此，需要尋找有效的方法合理安排實驗操作時間，確保學生有足夠的時間進行實驗，并且能夠仔細觀察和記錄實驗現象。

最后，實驗安全意識不足也是一個需要關注的問題?；瘜W實驗中存在一定的危險性，需要學生具備一定的安全意識和操作技巧。然而，由于缺乏對實驗安全的充分了解和培養，學生在實驗中經常忽視安全細節，導致發生事故。為了解決這一問題，應該加強對實驗安全的教育和培訓，讓學生了解實驗操作中存在的潛在風險，并掌握相應的安全措施。

（三）實驗設計和分析能力培養不足

化學實踐能力培養是教學中至關重要的一環，旨在幫助學生理解化學原理，并通過實驗設計和分析加深他們對化學現象的認識。然而，教學中發現存在實驗設計和分析能力培養不足的問題。

首先，許多化學實驗的設計過于簡單，缺乏挑戰性和創新性，學生只需要按照老師提供的實驗步驟進行操作，缺乏思考和自主設計機會，被動的實驗設計方式限制了學生的創造力和實驗技能。因此，應該鼓勵學生在實驗設計中提出觀點，并允許他們嘗試不同的方法，從而培養他們的實驗設計能力。

最后，實驗結果的分析與實驗設計相比，也經常被忽視。學生常常只關注實驗結果的準確性，而缺乏對實驗結果的深入思考和分析，他們很少有機會學習如何解讀實驗數據。因此，應該引導學生學習通過數據分析驗證假設，并培養他們對實驗結果的批判性思維能力。

三、互聯網化學實驗的特點

（一）安全性

互聯網化學實驗具有許多獨特的特點，其中之一是安全性。相較于傳統實驗室，互聯網化學實驗為學生和教師提供了更安全的實驗環境。互聯網化學實驗通過虛擬實驗室的形式，消除了潛在的危險因素。傳統實驗室中，許多化學物質具有毒性或腐蝕性，錯誤地使用或操作可能導致事故發生。然而，在互聯網化學實驗中，學生可以在虛擬環境中進行實驗，使用的化學物質是模擬的，不會對人體產生任何實際傷害。這樣，學生可以在沒有安全隱患的情況下，自由地探索和學習化學知識?；ヂ摼W化學實驗還提供了實時監控和指導機制，確保實驗過程的安全。在傳統實驗室中，教師需要不斷地巡視和監督學生的實驗操作，以確保他們的安全。

然而，在互聯網化學實驗中，教師可以通過遠程監控系統實時觀察學生的實驗過程，并及時提供指導和糾正，不僅減少了教師和學生之間的距離，還確保了實驗過程的安全性。

（二）多樣性

互聯網化學實驗平臺上通常提供了大量的實驗項目，涵蓋從基礎到高級等多個層次。學生可以根據學習進度和興趣選擇適合的實驗完成，從而更好地掌握化學知識和實驗技能。此外，多樣性還表現在實驗材料和條件的靈活性上。在傳統實驗室中，學生只能使用固定的實驗設備和化學試劑，而互聯網化學實驗平臺則可以提供更多的選擇。學生可以根據實驗要求，在線購買所需的實驗材料，或者使用平臺提供的虛擬實驗材料進行模擬實驗。同時，互聯網化學實驗還可以根據學生的實驗環境進行調整，無論在學校實驗室、家庭實驗室還是在線實驗室，都能進行相應的實驗操作。

（三）可視化

可視化是互聯網化學實驗的又一個重要特點，通過互聯網平臺，學生可以觀看實驗的視頻錄像或實時直播，直觀地了解實驗過程和操作技巧，能夠提供更生動、直觀的學習體驗，還能夠解決傳統實驗中學生容易遇到的觀察不到、操作不當等問題。在互聯網化學實驗中，學生可以通過虛擬實驗室進行實驗模擬，模擬實驗環境、實驗器材和實驗步驟，從而在實驗前能夠熟悉實驗的整個過程。另外，互聯網化學實驗也可以通過數據可視化的方式展示實驗結果。學生可以通過圖表、曲線等形式呈現實驗數據，直觀地觀察和分析實驗結果的變化趨勢，能夠幫助學生更好地理解實驗結果，還能夠培養學生的數據分析和圖像處理能力，為他們今后的科學研究和實驗工作打下基礎。

四、互聯網化學實驗在培養學生化學實踐能力的具體應用

（一）虛擬實驗教學

化學教學中，互聯網虛擬實驗教學是一種創新的方法，可以幫助學生更好地掌握化學實驗的基本原理和操作技巧。教師可以選擇適合的虛擬實驗平臺或軟件，市面上有許多虛擬實驗平臺，如VirtualChemLab、ChemCollective等，這些平臺提供了各種實驗模擬和數據分析工具，可以模擬真實實驗的過程和結果，教師可以根據教學內容和學生的實驗需求選擇合適的平臺。同時，教師需要為學生提供詳細的實驗指導。在虛擬實驗中，學生會遇到不熟悉的操作和步驟，因此教師需要提供清晰的實驗指導，包括實驗目的、步驟、注意事項，可以通過文字說明、圖片、視頻等方式呈現，以幫助學生更好地理解和完成實驗，提高學生的學習興趣和參與度，培養學生的實驗能力和科學素養。

例如，在人教版化學“酸堿中和反應”一課中，可以借助虛擬實驗幫助學生在實驗室外進行實驗操作和實驗思維的培養。教師指導學生打開虛擬實驗平臺，選擇酸堿中和反應的實驗場景，學生根據實驗要求，選擇合適的試劑和裝置，按照實驗步驟逐步進行實驗操作，包括準備試劑、稱取試劑、倒入容器、加熱等步驟。觀察實驗現象，記錄實驗結果，對實驗數據進行處理和分析，得出實驗結論。

通過虛擬實驗案例，學生可以在虛擬實驗平臺上進行實驗操作和觀察，了解酸堿中和反應的原理和操作步驟。同時，學生還可以通過撰寫實驗報告和思考討論，進一步加深對酸堿中和反應的理解和應用。

（二）數據分析和結果解釋

化學實踐能力是化學教育中重要的一部分，而互聯網化學實驗教學為學生提供了更多的機會進行探索。這種教學模式下，數據分析和結果解釋成為教學的重點之一。數據分析是化學實驗中不可或缺的一環，通過收集、整理和分析實驗數據，可以使學生更好地理解化學原理和實驗過程?；ヂ摼W化學實驗教學可以通過在線實驗平臺收集學生的實驗數據，并提供數據分析的工具和方法。學生可以利用這些工具，對實驗數據進行統計和圖表化，從而更直觀地觀察和分析實驗結果。在數據分析基礎上，結果解釋也是化學實驗教學中的重要環節，學生可以深入理解實驗現象，并將其與化學原理相聯系，從而培養他們的科學思維和分析能力。

例如，在“電解水實驗”教學中，教師可以通過互聯網化學實驗教學培養學生數據分析實踐能力與思維。引導學生思考電解水的意義和重要性，介紹本次電解水實驗的目的和背景，學生通過互聯網平臺完成電解水實驗，并按照實驗步驟進行操作，學生將實驗過程中產生的數據進行記錄。指導學生學習如何使用統khh4qXhGooyKan9UekVCfstMW0OpGU7IhLH9cMPnigM=計方法處理實驗數據，計算電解水的產氣速率、電解效率等相關指標，并繪制圖表展示數據變化。學生通過對實驗數據的分析，得出電解水的產氣速率和電解效率，并進行解釋，分析實驗結果的原因和可能的誤差來源，思考實驗過程中遇到的問題和解決方法。

（三）在線討論和交流

在互聯網時代，線上討論和交流成了一種重要的教學方法，也為化學實驗教學帶來了新的可能。

首先，教師在教學前可以建立一個線上平臺或論壇，供學生進行討論和交流，可以是專門網站，也可以是一個社交媒體群組或微信群。在平臺上，學生可以分享實驗中遇到的問題、觀察結果和實驗過程中的思考。同時，他們也可以互相提出問題、給予建議和分享實驗心得。通過線上平臺互動，學生能夠更加全面地理解化學實驗的原理和方法。

最后，利用線上視頻會議工具進行實時交流和討論。在線上實驗教學中，教師可以安排定期的視頻會議，與學生進行實時交流和討論。通過視頻會議，教師可以解答學生的疑惑，指導他們進行實驗操作，并與他們分享實驗中的注意事項。同時，學生也可以在視頻會議中向教師請教問題，與教師和其他同學進行討論，增強學生的學習動力，提高實驗教學效果。

例如，在“鎂條在空氣中燃燒驗證質量守恒定律”實驗教學中，教師可以通過在線討論和交流提升實驗教學質量。實驗開始前，學生通過在線討論和交流，分享實驗設想和預期結果，并提出問題，如鎂條在空氣中燃燒會產生什么樣的化學反應，燃燒后的產物是什么。討論問題后，學生逐漸形成了對實驗的整體認識。接下來，學生開始進行實驗，按照實驗操作步驟，將鎂條點燃并置于燃燒器中，隨著鎂條燃燒的進行，學生觀察到鎂條在空氣中燃燒產生了明亮的火焰，并發現鎂條燃燒后的產物是白色的粉末狀物質。

實驗結束后，學生通過在線討論和交流，分享了實驗結果，對實驗過程中的觀察和現象進行了分析，并得出了結論：鎂條在空氣中燃燒產生了氧化鎂的化學反應，燃燒后的產物是氧化鎂。通過該實驗案例，學生不僅深入理解了質量守恒定律的原理，還通過在線討論和交流，加深了他們對實驗過程的理解和實驗結果的分析能力。因此，互聯網化學實驗案例為學生提供了一個多元化的學習方式，使他們能夠在實踐中探索化學知識，并培養了他們的合作和溝通能力。

五、結束語

綜上所述，互聯網化學實驗對學生化學能力的培養具有重要意義。通過互聯網化學實驗，學生可以在虛擬環境中完成實驗操作和數據分析，提高他們的實驗技能和數據處理能力。同時，互聯網化學實驗還可以促進學生之間的合作學習和思想交流，培養他們的團隊合作和溝通能力。此外，互聯網化學實驗還可以提供實時的反饋和指導，幫助學生及時糾正錯誤、改進實驗操作和實驗報告寫作，提高學生的實驗技能和實踐能力，為培養高素質的化學人才做出貢獻。

作者單位：王進霞 甘肅省臨洮中學

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