在新課改下高中化學實驗教學融入信息技術的創新教學研究

【摘要】化學知識與環境、材料以及能源等眾多領域息息相關，為此化學學科教學的人才培養對于人類社會的發展至關重要。而在新課改下，化學學科的教學需要培養學生的學科核心素養，讓學生在掌握化學知識的基礎上擁有社會實踐能力以及正確的價值觀。化學學科核心素養的養成離不開化學實驗教學，化學實驗教學作為化學學科教學的重要組成部分，需要化學教師帶領學生通過實驗操作，直觀性地感受化學知識和現象，而信息技術有便捷性和直觀性的方式特點，受到化學學科教師的青睞，也給化學學科的教學帶來了諸多的便利和高效性。為此，本文以高中化學為探討對象，分析信息技術應用于高中化學實驗教學的意義，從而探討在新課改下高中化學實驗教學融入信息技術的創新教學方式，希望給予化學教學工作者以教學工作建議和參考。

【關鍵詞】化學學科" 新課改" 核心素養" 實驗教學" 信息技術" 教學方式

【中圖分類號】G633.8 " 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）11-0124-03

一、引言

高中化學知識更加復雜且難以理解，需要化學教師借助化學實驗，對于化學現象和知識給予解釋和呈現，但是很多化學實驗受到教學客觀條件的限制，有的實驗需要考慮安全性以及時效性，有的實驗缺乏完整的實驗教材等等，諸如此類的條件限制使得教師不能順利地帶領學生開展實際的化學實驗操作。為此，利用信息技術豐富化學實驗教學方式的多樣性，能夠幫助化學教師進行微課視頻的錄制，建立虛擬實驗室，以及遠程實驗教學平臺等等，讓學生在化學知識實驗操作的過程中獲得更加豐富的聽覺以及視覺資料，激發高中學生對于化學知識學習的主動性，同時也能夠鍛煉高中學生的動手實踐能力，讓學生在動手實踐過程中獲得知識技能，培養學生的學科核心素養。

二、在高中化學實驗教學中應用信息技術的意義

（一）融入信息技術手段創建有趣的教學情境，激發學生對化學知識研究以及探討的主觀能動性

在以往的化學實驗教學中，有的化學教師只是對課本上的化學實驗進行理論上的講解以及分析，有的化學教師會將學生分成若干小組進行實驗操作，不管是講解式的教學方式還是小組式的實驗操作方式，雖然能將化學知識以及化學現象進行正確的描述和呈現，但是此種化學實驗教學方式忽略了對學生學科學習興趣的培養，此種教學現象不利于發展學生的化學學科核心素養。而將信息技術手段融入到化學實驗教學當中，給學生創建生動有趣的化學實驗教學情景和實驗操作方式，能更好地激發學生積極主動地參與到化學實驗操作中，讓高中學生能夠積極主動地開展化學知識以及現象的分析探討，使得高中學生對化學知識能做到全面的理解[1]。

（二）借助信息技術手段彌補化學實驗實際操作的不可控性，強化師生化學實驗教學的高效性

高中化學知識較為復雜且難懂，為此，化學知識的學習離不開化學實驗，通過化學實驗能夠將艱澀難懂的化學知識通過觀察化學現象來理解，使得學生能將化學知識以及實際生活相聯系，但是有的化學實驗所需要的時間較長，受到化學教學時間的限制，化學教師不能帶領高中生全程參與到化學實驗操作中；有的化學實驗危險性較高，化學教師擔心高中學生的生命安全，導致實驗操作不能夠順利開展。而借助信息技術手段則能極大地縮短實驗周期，高效率地給予學生呈現實驗操作，并且通過建立虛擬實驗室，使得學生能夠親身參與到虛擬實驗教學當中，不僅鍛煉了學生的動手實踐能力，同時也極大地保障了學生的生命安全，這種通過學生親身參與的實驗教學方式，最大限度地激發學生的化學知識探索熱情[2]。

三、在新課改下高中化學實驗教學融入信息技術的創新教學方式

在新課改的要求下，高中化學教師要創新教學方式，激發學生對化學知識以及實驗操作的積極性和興趣，從而實現對高中學生化學學科核心素養的培養。

（一）利用信息技術提前錄制化學實驗預習微視頻，引導高中學生樹立嚴謹的化學實驗態度

與高中復雜且難懂的化學知識相對應的是較為復雜的化學實驗，為此，高中化學實驗對實驗操作技術的要求較高，需要高中學生在開展實驗操作之前能了解以及掌握即將開始的化學實驗所需要的器材和器材操作規范，利用微視頻的方式引導學生提前對化學實驗內容進行了解，提前掌握化學實驗步驟，如此才能避免在開始化學實驗教學時進行長時間的實驗講解以及準備，也有利于學生養成化學實驗預習以及預判的良好實踐習慣，為后續化學實驗的順利開展以及完成奠定基礎[3]。

例如，在選擇性必修3有機化學基礎第三章“有機合成及其應用" 合成高分子化合物”的第2節“有機化合物結構的測定”中開展學生必做的實驗題目“有機化合物中常見官能團的檢驗”，高中化學教師可以利用信息技術錄制微視頻，幫助學生提前預習即將開始的化學實驗的相關內容，在微視頻當中首先要表明該實驗的教學目標，即實驗原理是對于化合物進行區別鑒定利用化合物中官能團的不同反應；其次，讓學生通過微視頻提前了解此實驗需要的實驗器材和化學原料，該化學實驗需要準備pH試紙、燒杯、酒精燈、試管、膠頭滴管、濾紙、玻璃棒、試管夾以及需要鑒別的有機化合物溶液，需要鑒別的溶液為乙醇溶液、乙醛溶液、乙酸溶液、苯酚溶液，還需要準備 FeCl3 溶液、NaHCO3 溶液、10% NaOH溶液、2% CuSO4 溶液、酸性 KMnO4 溶液；再次，在微視頻中給予學生呈現操作此項化學實驗的具體步驟，讓學生提前掌握即將開始的化學實驗的正確步驟，使得學生能規范地操作實驗器材以及化學材料；視頻的最后給予學生設置實驗操作懸念，讓學生能夠在明確實驗目標的基礎上，理解在后續的實驗操作中需要重點關注的實驗點，避免學生在實驗操作中忽略了實驗最終目的，同時自主設置懸念的微課視頻錄制方式，能夠極大地激發學生對后續化學實驗操作的主觀能動性以及興趣，為后續學生規范地開展實驗操作奠定基礎。

此種提前對于化學實驗內容進行微視頻預錄制的教學方式，能幫助化學教師極大地節省即將開始的化學實驗教學時間，使得學生能夠提前對即將開始的化學實驗做到基礎的了解，有助于高中學生在開展化學實驗教學時做到井然有序，不至于手忙腳亂，而忽略了對實驗現象的觀察，使得高中學生在后續明確實驗目標的基礎上開展高效化的實驗教學。

（二）借助虛擬實驗室引導學生加入虛擬實驗操作，實現化學實驗高效化開展

由于高考的壓力，學生需要掌握復雜且繁多的化學知識，因此，如果每個化學實驗都需要在實驗室開展實驗操作，那么勢必需要占用高中學生更多的學習和休息時間，雖然化學實驗實踐操作能幫助學生更好地理解化學知識，但是借助信息技術來設置虛擬實驗室則可以幫助學生節省更多的化學實驗時間，有助于實現師生高效化地完成化學實驗教學，而且對高中學生的人身安全也不會造成威脅[4]。

例如，在選擇性必修3有機化學基礎第一章“有機化合物的結構與性質" 烴”第3節“烴”中的化學實驗“乙炔與溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液的反應”，由于此化學實驗只是一個小實驗，卻需要先制備乙炔氣體，如果教師帶領學生開展實際的實驗操作，則會浪費更多的時間，不利于化學實驗教學高質量地開展，因此，化學教師可以通過建立虛擬實驗室的方式開展此項化學實驗，在虛擬實驗室中，高中生按照實驗要求準備虛擬實驗器材和化學材料，按照實際的化學實驗操作步驟開展虛擬實驗，在此過程中，化學教師應該給予高中生以化學實驗操作規范的指導，使得學生能在正規實驗操作規范的引導下，真實地感受化學實驗操作場景，此種構建虛擬實驗場景的實驗操作方式能降低化學實驗操作成本以及操作時間，使得學生能更直觀地感受到烴的化學反應變化。

此種通過建立虛擬實驗室開展化學實驗的教學方式，不僅能體現學生化學實驗主體地位，同時借助信息化技術手段的虛擬實驗室方式能極大地激發學生開展化學實驗的積極性和興趣，在保證化學實驗教學高質量完成的前提下，節省了化學實驗教學時間，更加使得高中學生的人身安全得到了保證，讓高中學生在愉悅的實驗教學氛圍中完成實驗教學內容的學習。

（三）利用信息技術錄制學生實驗操作過程，方便后續對于學生的實驗操作過程進行評價和反思

教學評價是化學實驗教學必不可少的環節，由于班級人數較多，因此，化學教師在帶領學生開展實驗實際操作時不可能兼顧到每一位學生的操作規范，而如果不對每一位學生的化學實驗操作情況進行全面的了解，則會影響化學實驗的教學質量，因此，化學教師可以利用信息技術對學生的化學實驗操作情況進行全方位的錄制，之后將錄制的相關視頻為全班學生播放，讓全班學生對于錄制的視頻內容進行認真的觀察以及評價，形成師生關于化學實驗的有效互動交流，最終幫助高中學生更加深刻地理解化學知識原理，掌握化學實驗操作技能。

例如，“1- 溴丙烷的取代反應”該項化學實驗，教師在帶領學生開展此項化學實驗時，在實驗室裝置攝像頭，對學生在開展此項實驗過程中的操作步驟進行全方位的視頻記錄，實驗結束之后，開展教學評價環節；利用多媒體教學設備對在實驗室記錄的視頻影像進行播放，讓全體學生在觀看視頻的過程當中觀察每一位學生的實驗操作是否規范，以此來引導學生回顧實驗操作步驟，進一步幫助學生鞏固實驗操作步驟，并且對學生在實驗操作過程當中的問題進行有效分析，幫助學生直觀性地認識到在實驗操作過程中的不規范之處，如有的學生在1- 溴丙烷試管中加入1mL 5% NaOH 溶液之后，是否對于試管中的液體進行了充分的震蕩，學生液體滴加方法是否正確等。

利用信息技術開展教學評價工作，能夠幫助學生更加直觀性地意識到在化學實驗操作過程中表現的不足之處，也有利于教師及時地了解學生的化學實驗學習情況，為后續化學教學工作高質量地開展提供參考。

（四）借助信息技術開展多媒體化學實驗教學資源的搜索，拓展高中生的化學知識視野

受到教學時間的限制，高中化學實驗教材內容有限，而在新課改的要求下，發展學生的化學學科核心素養就需要學生擁有正確的學習態度以及終身的學習能力，為此，高中化學教師可以引導高中生在學習了化學教材中的實驗內容基礎上，能夠利用信息技術拓展多媒體實驗教學資源，讓學生利用信息技術搜索與教材相關的化學家相關事跡以及化學知識等等，讓高中生對于化學知識產生情感認同的基礎上，更加認真地對待化學學科知識以及化學實驗的教學，如此也有利于高中生正確價值觀的形成。

例如，學生在學習選擇性必修3有機化學基礎第二章第1節時，由于鹵代烴能夠在一定條件下發生化學反應產生消去化學現象，因此，鹵代烴在有機合成的相關材料制作中發揮重要作用。隨著社會的發展，人們的安全意識和環境意識增強，而鹵代烴極易發生化學反應的特征對于人體身體健康和環境具有一定的危害，因此，化學教師可以引導學生利用多媒體資源搜索與鹵代烴相關的材料以及應用的領域，并且研究該領域利用此項化學材料時，為了避免對于環境造成威脅和人類身體造成損害，是如何避免鹵代烴發生化學反應的。

此種利用信息技術拓展學生化學知識視野的教學方式，有利于高中生積極地對化學知識進行探索，培養高中生化學知識的探索欲望和能力，強化高中生對于化學知識以及原理的認知以及理解，讓高中生意識到化學知識在社會各個領域中的重要應用，有效地引導高中生更加重視對于化學學科知識的學習以及化學實驗的操作，為我國培養全面性的人才奠定基礎。

四、結語

隨著科技在各行各業中的應用與發展，在教學領域應用信息技術則是時代的要求，借助信息技術實現高中化學實驗教學是發展學生化學學科核心素養的必然趨勢，因此，需要高中化學教師在新課改的要求下，明確化學實驗教學目標，以培養學生的學科核心素養為教學任務，創建多樣性的化學實驗教學方式，有效地幫助學生掌握化學實驗操作技能的基礎上，對于化學現象和化學知識有更加深刻的認知以及理解，認知到化學學科在各行各業中的重要作用，為我國培養更加全面型的人才提供科學的學科教學引導。

參考文獻：

[1] 顏少明.信息技術整合高中化學實驗教學的有效路徑探尋[J].高考，2022（4）：123-125.

[2]余新紅.“互聯網+”背景下虛擬實驗在高中化學教學中的應用研究[J].新課程，2022（25）：64-65.

[3]魏鳳.手持技術：中學化學實驗中的實踐新應用[J].基礎教育論壇，2022（21）：95-96.