實驗在化學教學中發揮重要作用,它不僅能將抽象而不易于理解的化學概念簡單化,還能為化學課堂注入活力與趣味,從而有效激發學生對化學知識的探究興趣,為進一步提高化學教學效率提供有力保障。但是,部分化學實驗無法在課堂上進行,也并不適合學生親自完成,這嚴重影響了化學實驗在課堂教學中發揮作用。隨著信息技術在初中化學實驗教學中的應用愈加廣泛,不僅將那些不可見的化學現象展現出來,還能將靜態的化學知識轉變為動態的,從而提升初中化學課堂教學成效。本文針對初中化學實驗教學中信息技術的應用進行深度探究。
一、初中化學實驗教學中信息技術的應用意義
(一)激發學生學習興趣
傳統初中化學實驗教學往往采用教師演示、學生被動觀看的教學模式。即便后來教師重視學生實踐能力的培養,引導學生參與化學實驗操作,但單一的教學模式只能讓學生熟悉實驗步驟,對學生動手能力和化學核心素養的培養起不到顯著作用。甚至有些化學實驗不適合在課堂進行,久而久之,學生對化學實驗的學習參與興趣大打折扣,導致初中化學實驗教學效果并不理想。信息技術在初中化學實驗教學中的有效應用,使教師可以借助視頻、音頻、圖片以及動畫等多樣化手段進行教學。這樣可以豐富初中化學實驗教學方法。圖文并茂的教學形式還可以有效激發學生學習興趣,使學生對化學實驗產生強烈的探究興趣。
(二)將抽象知識具象化
初中化學實驗教學中包括一些具有危險性的實驗,還有一些化學實驗對實驗環境具有極高的要求,進而無法在課堂教學中為學生直觀呈現。例如,氫氣與空氣混合爆炸實驗、濃硫酸稀釋實驗以及微觀粒子及其運動實驗等。在以往初中化學實驗教學中,教師主要借助圖示講解或者純口頭講解,學生沒有直觀的理解而是處于似懂非懂的狀態,嚴重影響學生對化學知識和現象的理解與掌握。而信息技術在初中化學實驗教學中的運用,使教師能借助虛擬實驗將這些危險、不便于操作的化學實驗逼真地演示給學生。信息技術還可以將化學實驗的細節,更詳細地呈現給學生,有利于學生更好地理解和掌握化學知識,還有利于學生透過化學反應掌握其本質與原理,為進一步提升學生化學核心素養奠定良好基礎。
(三)提升學生探究能力
初中化學實驗教學有效運用信息技術,不僅能為學生打造良好的思維訓練平臺,還能為學生提供更多實驗探究機會,使學生的化學學科核心素養得到有效培養。在虛擬實驗環境下,學生可以借助先進的傳感器系統,針對化學實驗現象展開深入分析,以便學生的認知渠道得到有效拓展,從而為進一步增強學生思考探究能力提供有力保障。除此之外,化學實驗更講究學生之間的團隊協作,在實驗中的相互交流與探討,既能促使學生的思維得到有效啟發,還有利于學生體驗科學探索的樂趣,能增強學生對化學知識的探究興趣,提升對化學知識的應用能力。
(四)優化化學實驗步驟
傳統初中化學實驗教學主要以教師展示為主導,一旦學生注意力不集中沒有觀察到,或者教師在展示過程中出現差錯,那么將會對學生的實驗水平造成不良影響。信息技術的應用能很好地彌補這一弊端。通過詳細、全面地將化學實驗流程呈現在學生面前,那些無法在課堂上進行展示的化學實驗項目,也可以借助虛擬的方式讓學生觀看,使學生能真正領悟化學實驗的本質。信息技術在初中化學實驗教學中的合理應用,優化了化學實驗步驟,有利于引導學生更精準地實施化學實驗,為提升初中化學實驗教學成效奠定了堅實基礎。
二、初中化學實驗教學中信息技術的應用策略
(一)構建信息交流平臺,課堂翻轉質疑解惑
為了幫助學生解決在化學實驗學習中所遇到的問題,教師可以充分發揮信息技術交互性的特點,通過有效構建信息交流平臺,為師生及生生之間的有效交流提供保障。此外,借助信息技術構建交流平臺,還能為學生提供豐富的自主學習渠道,使學生能根據自己的學習節奏,及個性化學習需求展開學習。在課堂翻轉模式下,學生可以在預習階段利用平臺針對化學實驗展開自主探究,這打破了學生被動接受教師灌輸的模式。
例如,在教學《化學反應中的質量守恒》這一節課程時,為了進一步提高課堂教學效率、強化學生對質量守恒定律和化學實驗的理解,教師應在課堂教學前為學生布置預習任務。“同學們,在學習化學反應中的質量守恒這一節課前,為大家布置一個學習任務,大家可以借助信息交流平臺,自主選擇不同版本的質量守恒定律化學實驗教學視頻,針對其內涵與驗證方法展開有效探究。”在教師布置完預習任務后,學生以信息交流平臺為依托,觀看質量守恒定律化學實驗教學視頻,或者查閱學術文獻與科普讀物,從而對這一化學實驗形成初步了解,保障學生對質量守恒定律的內涵以及實驗驗證方法形成深刻理解,為后續更好地進行學習提供有力保障。除此之外,教師還要求學生將自主學習中遇到的問題詳細記錄下來,利用信息交流平臺在線上與其他學生進行有效交流與互動,也可以在平臺上尋求教師的指導與點撥,以促使學生及時獲得反饋與鼓勵。在課堂教學中,教師應整合學生在預習階段所遇到的問題并給予解答,加深學生對質量守恒定律化學實驗的了解與掌握,使學生的自主學習能力得到顯著提升。
(二)利用信息技術演示,規避實驗操作風險
化學實驗操作中會應用到易燃、易爆、有毒或者是帶有危險性的藥品,導致化學實驗具有一定風險。部分化學實驗對實驗環境和實驗器材有著較高的要求,導致初中化學實驗因受教學條件、教學場地的限制而無法順利實施。在傳統初中化學實驗教學中,教師針對這類化學實驗主要以講解方式進行教學,甚至有時直接讓學生記錄實驗結論。這樣不僅教學模式枯燥,還不利于學生深刻理解化學實驗現象的本質。信息技術的應用很好地彌補了這一教學缺陷,它將枯燥無聊的課堂變得生動有趣。
例如,在教學《酸及其性質》這一節課程時,教師需要帶領學生深入探究“稀釋濃硫酸實驗”,以往的課堂教學只向學生演示正確的實驗操作步驟,針對錯誤實驗操作步驟所帶來的化學現象,教師往往只是將實驗過程與實驗現象對學生進行口頭描述。這種一筆帶過的教學方式,不利于學生了解感受化學實驗操作,也不利于培養學生在化學實驗過程中的嚴謹、認真的態度。基于此,教師有效運用信息技術整合現有的視頻教學資源,將稀釋濃硫酸化學實驗的正確實驗步驟,以及由于錯誤操作而造成的液滴飛濺現象直觀呈現在學生面前。通過信息技術的演示功能有效模擬危險實驗,能讓學生親眼觀看到錯誤實驗的嚴重后果,使學生認識到化學實驗過程中規范操作、嚴謹認真的重要性,增強學生的安全意識,從而使學生有效規避化學實驗操作風險。與此同時,信息技術演示功能可以為學生積極營造安全的環境,進一步提升初中化學實驗教學效果,為有效培養高素質化學人才發揮積極作用。
(三)利用網絡實驗視頻,拓寬實驗教學廣度
隨著教育教學改革工作的全面推進,教材內容的不斷改版,當下初中化學教材的內容已經非常豐富,但是教材實驗內容相對有限。依托于信息技術而存在的遠程教育資源,以龐大的互聯網信息資源為支撐,能為初中化學實驗教學提供豐富且多元的學習資源,在拓寬初中化學實驗教學廣度方面發揮積極作用。教師充分發揮網絡實驗視頻的教學優勢與特點,使學生對相關化學實驗的現象與知識形成系統、全面認知,使學生的化學實驗基礎得到有效夯實,為培養學生化學核心素養奠定有力基礎。
例如,在教學《金屬的化學性質》這一節課程時,教材內容篇幅受限,只簡單地介紹了幾種常見金屬與酸的反應實驗,教師為了補充教材實驗的這種不足,可以根據本節課的教學內容,設計相關的教學情境,然后依托于信息技術將網絡中豐富且多樣化的各種稀有金屬,與不同酸、堿或鹽溶液反應的實驗視頻有效融入課堂教學。這些化學實驗視頻不僅能有效豐富金屬化學實驗課堂的教學內容,還有助于加深學生對更多金屬的化學性質的了解,使學生的實驗探究思路得到拓寬。在實驗探究過程中,這能使學生有效積累更科學的方法技巧,拓展學生學習廣度與深度,為積極構建初中化學實驗高效課堂奠定了有力基礎。除此之外,憑借互聯網的開放性與全球性特點,網絡中的化學實驗視頻已成為共享資源。因此,學生可以輕松地獲取不同國家、不同地區的優質特色化學實驗教學資源。這些極具多元文化以及地域特色的化學實驗教學視頻,既為初中化學實驗教學注入了一股活力,還能加深學生對化學知識的了解。化學知識在不同文化背景下的有效運用,使學生的文化視野得到有效拓寬。
(四)發揮信息技術特點,放大化學實驗效果
動態的教學模式比靜態的教學模式更容易吸引學生的注意力,也更能激發學生對化學實驗的參與和探究興趣。基于此,教師可以在初中化學實驗教學中,有效運用信息技術手段,借助多樣化的方式將化學實驗以生態化的形式呈現出來,誘發學生對化學知識的探究興趣,并使學生在課堂教學中始終保持熱情。
例如,在教學《燃燒的條件與滅火的原理》這一節課程時,為了更好地向學生展示燃燒實驗的細節,并確保學生能清楚地觀察火焰顏色變化、細致地觀察燃燒物的形態演變,甚至親眼看到煙霧的產生與擴散等一系列化學現象,教師可以將提前收集的燃燒實驗視頻播放給學生,并且利用信息技術的慢放、回放、放大等功能,讓學生能對燃燒實驗中的每個細節變化進行更細致且全面的觀察,從而加深學生對燃燒化學現象本質的了解和掌握,積極加深對化學反應能量變化的理解。在初中化學實驗教學中,利用信息技術將實驗現象以動態化的形式展示出來,可以彌補學生由于注意力不集中、反應速度較慢或者觀察角度受限等因素造成的觀察缺陷,給予學生更直觀的化學實驗體驗。除此之外,初中化學實驗往往涉及很多數據,如溫度、濕度、質量以及體積等,整個實驗過程中需要對這些數據進行有效測量。信息技術能有效監測和精準讀取這些實驗數據,放大了實驗數據所呈現的實驗效果,保證學生能更精準地了解和掌握實驗數據的變化規律,為學生更好地分析實驗結果奠定堅實基礎。
(五)應用實驗視頻回顧,梳理化學知識脈絡
隨著教育教學改革工作的愈加深入,對學生學科核心素養的培養給予高度重視,通過在初中化學實驗教學中,引導學生對實驗進行反思,有利于夯實學生對于化學知識的掌握,還有利于幫助學生構建系統且全面的實驗知識體系。在化學實驗結束后,教師可以通過信息技術進行教學視頻回顧,使學生立足于實驗目的、實驗原理、實驗步驟以及實驗現象等多維度展開分析,幫助學生梳理化學知識脈絡,引導學生展開全面總結,從而形成完整的知識體系。
例如,在教學《燃燒的條件與滅火的原理》這一節課程時,教師帶領學生進行了“燃燒條件”實驗。為了引導學生有效梳理本節課的重要知識脈絡,幫助學生構建系統的化學知識構架,教師引導學生通過觀看視頻進行總結反思。教師要求學生一邊觀看視頻,一邊回顧實驗的燃燒條件,通過反思和總結學生得出結論:分別進行了可燃物、氧氣以及溫度等三個燃燒條件的探究實驗。當看到視頻中白磷在熱水中由于隔絕氧氣而無法燃燒,而當給予氧氣后就可以燃燒;紅磷在空氣中由于溫度沒有達到燃燒的臨界點所以無法燃燒,而當使用酒精燈加熱后就可以燃燒的情況。教學結束后通過信息技術為學生進行視頻回顧,不僅能讓學生更深刻地理解,三個條件是燃燒必不可少的又相互聯系的原則。與此同時,視頻回顧還能將實驗過程中零散的知識進行有效整合,幫助學生建立一個系統且完整的知識體系,使學生更好地記憶和理解相關化學知識。
三、結語
綜上所述,信息技術在初中化學實驗教學中發揮著重要作用,通過多樣且趣味的教學形式,不僅優化和創新初中化學實驗教學模式,同時,依托于互聯網龐大的信息資源,為初中化學實驗教學提供了豐富的教學資源。信息技術在初中化學實驗教學中的有效運用,不僅調動了學生對化學實驗的參與興趣,還有利于加深學生對于化學知識的理解,引導學生厘清化學知識脈絡,構建系統的化學知識體系,使學生的科學思維與探究能力得到有效培養。