初中化學實驗信息化教學策略初探

摘要：本文探討了信息化教學模式在實驗教學中的積極作用，并在此基礎上提出了一系列應用策略，如通過虛擬實驗激發學生的自主探究興趣、運用多媒體技術保障教學安全、依托“互聯網+”強化分析指導、引入便攜式數字化工具優化實驗設計、利用信息技術增強實驗教學的互動性以及完善實驗評估體系等，以期有效提升初中化學實驗的教學質量。

關鍵詞：初中化學；化學實驗；信息化教學；教學策略

實驗教學在初中化學教學中占據舉足輕重的地位。然而，當前的實驗教學面臨諸多挑戰，嚴重制約了實驗教學效果的提升，同時也影響了學生科學素養的培養。信息化教學為其帶來了新的契機與方法，不僅能夠彌補傳統實驗教學的不足，還能為學生提供更加安全、直觀、生動的實驗學習環境。因此，探索信息化教學在初中化學實驗教學中的應用策略，對于提升實驗教學效果、培養學生的科學素養具有積極意義。

一、目前初中化學實驗教學中存在的問題

（一）化學實驗器材與資源匱乏

初中化學教學面臨實驗室及專業設備不足的挑戰。受資金限制，學校難以采購充足的實驗器材與化學試劑，致使部分核心實驗難以實施或效果欠佳。在這種情況下，教師不得不單純依靠口頭描述與理論闡釋來解釋實驗現象，學生因此錯失了親身體驗與動手操作的機會，這嚴重制約了他們對化學知識的深刻領悟與扎實掌握。此外，由于實驗設備更新滯后，初中化學實驗教學未能緊跟時代步伐，難以為學生提供豐富多樣的實驗探索機會，這無疑削弱了學生對化學學習的興趣激發以及創新能力的培養。

（二）教師對實驗教學的理解有偏差

受到應試教育導向的影響，初中化學實驗教學中，教師對實驗教學的認知出現了偏差。在片面追求成績的背景下，教師的教學活動高度聚焦于考試要點，導致實驗教學傾向于理論灌輸，而忽略了化學實驗的實踐意義。這導致學生更多地依賴于記憶與模仿來習得實驗知識，造成學生對于實驗內在機制缺乏深入的探索與領悟。

（三）學生缺少主動思考與探究的機會

在傳統實驗教學框架內，教師往往偏重于實驗的直接演示與理論闡述，學生大多處于觀察與模仿的角色，被動接受教師的操作示范與知識傳授，少有機會主動參與思考及探索過程。這種以講授為主的教學模式，在一定程度上遏制了學生的主動探究興趣，妨礙了學生創新思維的培養，同時也制約了學生實踐技能及自主學習能力的提升空間。

（四）化學實驗教學評估體系不夠完善

當前的實驗教學評價體系尚有待改進，部分教師主要依據學生的實驗報告提交與實驗成果來評定學生的實驗能力，卻忽視了對實驗過程、操作技巧以及學生實驗態度等其他方面的評價。這種單一的評價機制無法全面且精確地評價學生的科學素養與實驗技能，結果導致師生雙方都過分重視實驗成果，而忽視了對實驗細節的深入分析及對實驗原理的深刻理解[1]。

二、信息技術對實驗教學的積極作用

（一）協助學生克服實驗挑戰

在初中化學實驗教學中，多媒體技術的應用能顯著提升學生對化學知識的理解。通過綜合運用動畫、視頻等多媒體手段，教師能夠為學生生動地呈現化學反應過程。面對操作復雜、難度較高的實驗，教師可合理運用多媒體技術，通過局部放大、慢動作及重復播放等手段，清晰展示實驗關鍵步驟，有效攻克教學難點，幫助學生更好地應對實驗中的挑戰。這一方面有助于提升學生的學習興趣，另一方面還有助于促進其對實驗原理的深入理解，為實驗教學提供有力支持。此外，多媒體技術的運用還有助于培養學生的觀察能力與分析能力，使其在實驗中能夠更準確地把握實驗現象，進而提高實驗操作的準確性與有效性，從而全面提升學生的化學實驗能力與科學素養。

（二）減輕教師實驗教學負擔

在化學實驗課程的信息化教學中，通過錄制實驗過程供學生課后自主觀看的方式，一方面可以有效緩解教師在課堂上的實驗教學負擔，另一方面還可為學生提供反復觀看與學習的機會，有助于他們更快速地理解實驗原理與掌握實驗操作步驟。此外，這種信息化教學方式也有助于大幅提高教學效率，使教師有更多時間關注學生的實驗操作與問題答疑，從而進一步提升實驗教學的質量與效果。

（三）提升實驗學習的安全保障

利用信息技術來模擬實驗流程是一種有效提升實驗學習安全性的方式。考慮到某些化學實驗可能涉及危險化學品、高溫高壓反應等，存在潛在風險，因此不適合在課堂上直接進行展示。針對此類實驗，引入模擬實驗是行之有效的教學策略。虛擬實驗有助于避免實驗事故，提高學生進行實驗學習的安全性[2]，從而讓學生在安全的虛擬環境中探索與研究，幫助學生全面體驗化學實驗的全過程，強化其對實驗原理與操作過程的掌握。信息化教學方式的引入，不僅能夠提高實驗教學的安全性，還能為學生提供一個更加靈活、自由的學習空間，有助于培養學生的實驗技能與科學素養。

（四）實現實驗資源與成本節約

虛擬實驗是實現實驗資源與成本節約的有效策略。開展虛擬實驗教學，能夠大幅度節約實驗設備與材料的消耗，顯著降低教學成本。同時，這種實驗方式打破了時間與空間的限制，使學生能夠根據自己的學習進度靈活安排實驗學習，及時完成實驗任務，大幅提升了學習效率。此外，虛擬實驗的廣泛應用還有助于擴大化學實驗教學的覆蓋面，使更多學生有機會接觸到高質量的實驗教學資源，這不僅在優化實驗資源與成本控制方面具有顯著優勢，更在提升教學質量與效益上具有現實意義。

（五）提供數據分析工具和策略

利用現代信息技術工具，教師可迅速搜集并深入分析實驗數據。這不僅有助于增強實驗教學的精確性與客觀性，還能使學生通過數據驗證自己的實驗結果，進而提升實驗的科學性與精確度。同時，這些分析工具也能使教師更深入地掌握學生的學習進展，以便為其提供更加精準的教學支持。

三、實驗信息化教學的應用策略

（一）通過虛擬實驗激發學生自主探究興趣

鑒于不同學生對同一問題可能提出各異的假設與實驗方案，真實的課堂出于資源和安全考慮，難以全面滿足學生的探索需求。虛擬實驗室的引入，為學生提供了實驗儀器與化學試劑的無限組合可能，使他們能夠自主實施想法，親歷實驗全程。在虛擬環境中，學生不僅可以自主探究自己的實驗方案，還可通過觀察現象、反思過程來推理結論，從而在科學探索中自主思考與發現。以“燃燒條件”探究為例，白磷的易燃性與環境污染問題限制了真實課堂實驗的可行性。而虛擬實驗平臺則能實現讓每位學生獨立進行實驗的目標。在虛擬實驗平臺的引導下，學生提出假設，設計包括紅磷、白磷及不同溫度水體在內的實驗方案，探究溫度與氧氣對磷燃燒的影響[3]。在虛擬環境中驗證方案后，再進行綜合優化。最終，教師以改良裝置完成實物演示。這種虛實結合的實驗教學方式，充分落實了以學生為主體的理念。此策略不僅能解決真實課堂中的實驗準備難題，還能提升學生的實驗自主探究能力與科學素養。

（二）運用多媒體技術保障實驗教學安全

在化學實驗教學中，針對涉及有毒物質、尖銳物品及易燃物質等的高風險實驗，教師可應用多媒體技術完成仿真模擬，以保障實驗過程的安全性。利用特定軟件，學生可在虛擬環境中清晰地觀察微觀粒子、宏觀物質及其符號之間的聯系，這不僅能夠簡化學習過程，還能提升學生的學習興趣。例如，在探究“燃燒條件”的實驗中，教師可利用詳細的操作視頻來呈現實驗的每一個步驟及其安全要點，以此有效降低安全風險。同時，教師還可利用多媒體技術，以圖文結合的方式，為學生提供全面的實驗安全教育，如化學品的安全知識、操作標準和緊急情況的處理方法等，以增強學生的安全意識。進一步地，實驗室應配備監控攝像頭，使教師能夠實時觀察學生的實驗操作，及時發現并糾正錯誤操作，保障實驗的安全執行。同時，教師應激勵學生細致地完成實驗報告，并利用多媒體工具與學生完成深入的交流與分享。這種方式不僅能有效促進學生之間的相互學習，還能顯著增強學生的實驗技能與安全意識。

（三）依托“互聯網+”強化實驗分析指導

通過融合電腦平臺與數字傳感器，初中化學實驗教學可實現從傳統觀測到數據圖像化觀測的轉變。這不僅有助于提升實驗的可視化精度，還能使抽象的化學知識變得具體且清晰。教師可利用數據與圖表設計一系列問題，引領學生深入探討、充分交流分析并全面概括，促進學生的思維互動，讓抽象原理變得清晰具體，從而加深學生對實驗原理及其過程的理解。以“紅磷測定空氣中氧氣含量”為例，傳統教學方式下的實驗解讀主要依賴教師，而在互聯網技術的輔助下，教師在實驗過程中可使用數字傳感器來收集裝置內氣壓數據，并將其轉化成圖像展示[4]。教師借助這一顯著實驗現象設置問題，如特定時刻對應的操作、壓強變化的原因等，引導學生分析圖像，幫助學生理解實驗原理。此過程不僅能夠實現實驗教學從教師講解到學生自主分析的轉變，還能培養學生的科學思維能力。互聯網技術通過提供直觀的數據與圖像支持，能夠促進學生的自主學習與深度學習，使化學實驗分析教學更加高效與深入。

（四）引入便攜式數字化工具優化實驗設計

傳統實驗方式受限于技術因素，難以提供充分的定量數據，導致證據不明確，進而使實驗主體的推理受阻。為克服此難題，教師可采用便攜式數字設備優化實驗設計。以研究“二氧化錳對過氧化氫分解速度的影響”為例，傳統實驗方式用帶火星木條檢測氧氣的生成速度，但這種方法缺乏精確性。通過引入氧氣含量測定儀，可精確測量不同條件下的氧氣含量，從而得出更嚴密的推理結論[5]。又如，在“水的凈化”教學中，傳統方法難以準確評估過濾、吸附及煮沸對水中鈣鎂離子濃度的影響。運用TDS水質測試筆，能夠輕松檢測各處理步驟前后水中離子濃度的變化，為教學提供有力證據。便攜式數字儀器的應用，不僅能夠提高實驗數據的精確性與實驗結論的說服力，還能使學生更加深入地理解化學原理，促進學生分析、推理及概括等高階思維能力的發展。

（五）憑借信息技術，增強實驗教學互動性

在教育信息化時代，教師需充分利用信息技術的優勢，結合網絡資源，豐富教學內容，激發學生實驗學習的積極性。以“二氧化碳制取與性質”為例，教師可使用電子白板來展示實驗儀器圖，幫助學生了解實驗所需儀器及實驗原理。通過提出問題，如器材作用、控制化學反應的方法等，引導學生深入思考。隨后，組織學生開展分組實驗。在實驗過程中，教師運用電子白板闡述實驗步驟，確保各小組按照正確步驟操作，以保障實驗的安全性和有效性。信息技術的運用，使學生能夠在互動中深入掌握化學知識，同時還能增強實驗的趣味性與實踐性。這種教學方式不僅有助于活躍課堂氛圍，提高學生的實驗技能，還有助于促進師生之間的有效互動，滿足現代化人才培養的需求。

（六）記錄實驗流程，完善實驗評估體系

為增強學生的實驗總結能力與探究技能，教師需要對學生的實驗過程進行即時的觀察與評估。信息技術的融入為實驗教學評估開辟了新路徑。以“氧氣制備及其特性探究”實驗為例，教師可使用智能手機等具備攝像功能的設備留存學生實驗操作的全程影像。借助視頻復播功能，教師能公正地評判學生的基本操作技巧，指出操作中的不當之處，并指導學生完成自我反思與修正。再綜合評估學生對實驗現象的觀察總結及氧氣制備的質量，客觀公正地評估學生的學習成效，進而指導學生歸納實踐經驗，促進其探究能力的提升。此外，信息技術還可用于制作電子版的實驗記錄袋，用以豐富實驗評價標準。綜合運用錄屏技術與實驗記錄袋，教師可以全面記錄學生的實驗操作過程，以此作為完善實驗評估體系的手段，幫助學生深刻認識并改進操作過程中存在的不足。這種綜合評價方式不僅有助于提高學生的實驗技能，也有助于促進學生實驗探究思維的提升與發展。

四、結束語

綜上所述，信息化教學是解決目前初中化學實驗教學困境的有效途徑。通過引入虛擬實驗、多媒體技術、便攜式數字化工具等信息化手段，一方面能夠克服實驗器材與資源的限制，另一方面還能有效激發學生的學習興趣，培養他們的自主探究能力。此外，信息化教學也可提供更客觀、全面的實驗教學評價體系。

作者單位：金晶 甘肅省蘭州市榆中縣崇文實驗學校

劉宗軍 甘肅省蘭州市榆中縣第九中學

參考文獻

[1]周超.初中化學實驗教學利用信息技術的優勢與策略[J].課堂內外（高中版）， 2024，（03）：76-77.

[2]龐青山.教育信息化背景下初中化學實驗教學的問題與對策[J].廣西教育， 2024，（16）：94-96112.

[3]范偉來.多媒體技術應用下初中化學實驗教學策略[J].天津教育， 2024，（20）：159-161.

[4]劉艷華.新課程下技術賦能的初中化學實驗教學的策略[J].學苑教育， 2024，（07）：25-27.

[5]陳莉紅.提高初中化學實驗教學有效性的策略研究[J].課堂內外（高中版）， 2024，（10）：98-100.