信息技術在初中化學教學中的應用研究

隨著信息技術在教育領域應用的逐漸深化，其為初中化學學科教學發展創造了更多可能。在化學教學中，如何更有效地以技術支持學生探究化學現象、輔助學生理解化學概念、培養學生的化學實驗技能與探究能力，是教師應當重點思考的問題。在實際過程中，教師可以根據實驗課、非實驗課特質，從不同角度入手應用信息技術。在實驗課內應用信息技術，側重于利用信息技術革新實驗本身、拓展實驗探究與實驗內容、豐富實驗過程；在非實驗課內應用信息技術，側重于利用技術優勢為學生搭建自主發揮的平臺，豐富化學知識的呈現形式。

一、化學實驗教學中應用信息技術的方法

（一）借助信息技術拓展實驗展示形式

在初中化學實驗教學中，教師要想利用信息技術豐富實驗教學，可以借助技術拓展實驗形式，將一些無法常規操作的實驗直觀展示出來，從而加深學生對化學反應、化學概念的理解，發散學生的化學實驗思維。一般來說，教師可以利用信息技術創建危險實驗場景。此類實驗往往無法在校園內實際操作，但是其在展示化學規律、化學定理方面具有典型性與代表性。教師就可以視頻動畫、三維模型、3D演示等方式還原化學實驗，在保證學生安全的情況下組織學生對此類危險實驗進行探討，以此滿足學生的學習需求。教師也可以將直觀的實驗現象以微粒形式呈現出來。這樣不僅可以實現實驗形態的轉換，也可以讓學生從微觀角度認識化學反應，學習化學實驗，讓學生理解物質微妙的微觀結構，提高學生實驗學習效率的同時發展學生的宏觀微觀觀念[。

以人教版九年級下冊“實驗活動8-粗鹽中難溶性雜質的去除”實驗課程教學為例，這組實驗是為了讓學生體驗固體混合物初步提取提純的過程，讓學生掌握蒸發操作、過濾操作、溶解操作等實驗技能。教師利用托盤天平稱取 5.2g 粗鹽，利用溶解與蒸發的形式初步提純，將其中難以溶解的雜質去除。在操作“粗鹽溶解于燒杯中的清水”這一步驟時，很多同學產生疑惑：“鹽分去哪里了？將粗鹽溶解于水中，雖然可以去除難以溶解于水的雜質，但是會不會將水中的物質帶出來呢？”此時，教師可以利用信息技術轉化這組實驗的形式，連接數字化實驗裝置與系統，將直觀的“粗鹽溶解于水”的實驗以微粒的形式呈現出來。學生觀看大屏幕。發現隨著教師將粗鹽投放于水中、利用攪拌棒溶解均勻，屏幕上出現了很多“Na微粒”和“雜質顆粒”。在教師將雜質過濾掉之后，屏幕上僅剩余溶解液體的水分顆粒與“Na微粒”。學生恍然大悟：原來清水中不存在可以與鈉相反應的物質，所以這一步驟是單純的提純操作，而非化學反應操作。可見，教師利用信息技術轉化實驗形式，讓學生從宏觀微觀兩個方面同步了解粗鹽提純的實驗過程，加深學生對粗鹽提純實驗原理的理解。同時，信息技術支持實驗形式轉變，也有效解答了學生的疑惑，進一步提升了學生的學習效率。

（二）借助信息技術進行虛擬實驗

在初中化學教學中應用信息技術，關鍵在于“解決了原本教育手段無法突破的技術難題”“讓更多不可能的實驗成為可能”。因此，利用信息技術進行虛擬實驗，是一種極為有效的技術應用手段。借助信息技術，教師可以展示一些規模龐大、周期較長的實驗；也可以組織學生進行高危實驗的模擬操作，讓學生在虛擬仿真實驗環境中近距離接觸實驗裝置、實驗設備，讓學生通過模擬操作親歷實驗探索的過程[2]。這樣不僅可以幫助學生熟練掌握實驗操作方法，鍛煉學生的實驗能力，也有助于加深學生對化學概念的理解，發展學生的化學核心素養。

以人教版九年級下冊“課題2-酸和堿的中和反應”實驗課程教學為例，教材內搭配的實驗是“在氯化鈉溶液中加入稀鹽酸”實驗。這組實驗確實可以向學生展示酸與堿之間的中和反應，讓學生通過溶液顏色的變化觀察、感受酸堿中和反應的過程。但是，教材所給出的這組實驗屬于演示實驗，而非學生的操作實驗。學生并不能真正參與到酸堿中和反應中，一定程度上限制了學生的自主發揮與探索。因此，教師在對教材內提及的實驗進行梳理后，即可利用信息技術手段創建虛擬實驗環境，并組織學生開展虛擬仿真的實驗操作。首先，教師向學生展示教材內提及的酸堿中和案例，包括：“在氯化鈉溶液中加入稀鹽酸”“適量熟石灰與酸性物質中和”“胃液與含有堿性物質的藥物中和”“蟻酸與含有堿性物質的溶液相中和”。之后，教師提出虛擬仿真實驗活動要求：“請大家觀看這些案例并選擇自己喜歡的一項案例。然后，在虛擬空間實驗室中領取相應的實驗材料、實驗裝置，親自動手操作完成你的實驗吧。”最后，學生紛紛使用計算機與VR眼鏡，進入虛擬實驗空間，開始自已的虛擬實驗操作。有的學生選擇了蟻酸與醋，有的學生選擇了氯化鈉溶液與稀鹽酸，各自獨立完成實驗裝置的安裝，將實驗材料投放于裝置中，一邊操作一邊觀察系統反饋的實驗現象，同時記錄實驗數據。這種方法能夠讓學生經歷酸堿中和實驗的各個環節，從而有助于加深學生對酸堿中和反應的理解。

（三）借助信息技術支持實驗探究

在初中化學實驗教學中，教師需要讓學生充分發揮學習主體性，主動觀察、主動質疑、主動提出自己的想法、主動操作與驗證。對于學生而言，具備自主探究的工具與機會十分重要。教師在化學教學中應用信息技術，可以將信息技術轉化為學生自主探究的工具，或者為學生提供充足的實驗自主探究材料、為學生搭建廣闊的實驗自主探究平臺[]。

以人教版九年級上冊“跨學科實踐活動1微型空氣質量‘檢測站’的組裝與使用”實驗課程教學為例，空氣質量檢測常常通過判斷空氣中的污染物含量實現。在本次實驗課程中，教師利用信息技術為學生搭建跨學科的自主探索平臺，組織學生利用信息技術工具在線上分享自己的看法，展示自己組裝的微型空氣質量檢測站，并要求學生利用信息技術分析與呈現數據，編制空氣質量檢測報告，展示與分享自己的研究結果。首先，由于這次實驗課程屬于跨學科活動，需要學生利用大量課余時間自行推進，而課下學生很難及時與同伴、教師溝通。因此，教師利用希沃白板為學生發放“微型空氣質量‘檢測站’的組裝與使用”的課后任務，要求學生進入希沃白板軟件閱讀任務背景材料，在交流群內表達自己的設想，說出自己的主張。教師看到之后會使用手機與學生交流，而其他同學看到之后也會參與到討論中。這種方式能夠促使學生利用信息技術進行討論，從而幫助其找到自己的實驗探究方向。然后，教師為學生推送相關實驗資料，包括：最新空氣污染檢測裝置的實驗資料、某檢測組進行地區空氣檢驗的實驗資料、空氣中污染物質去除實驗的資料等。學生接收并閱讀這些資料，了解氣體檢測、空氣構成、氧氣凈化等方面的知識與情況，為后續開展組裝微型空氣質量“檢測站”夯實理論基礎。最后，教師利用一節課與學生討論之前課余自主探索的成果，指導學生完成檢測站裝置的組裝與實驗驗證操作，并且要求學生將研究成果以圖片的形式上傳。這種方式有助于進一步豐富學生的學習成就感與體驗感，強化學生的實驗探究效果。

二、非化學實驗教學中應用信息技術的方法

（一）利用信息技術提高預習效率

2022年版新課程標準強調學生自主學習的價值。因此，初中化學教師在非實驗類教學中應用信息技術進行教學，可以從預習環節人手。教師可以利用信息技術支持學生的課前預習，既可以豐富學生課前預習的形式與內容，也可以革新學生的課前預習方法，從而提升學生的預習體驗，提高學生的預習效率。在實際過程中，化學教師要立足于化學課程內容，密切關注本班級學生的化學基礎知識儲備情況、自主學習興趣傾向與學習能力，盡可能選擇學生喜聞樂見的預習形式，開發符合學生認知水平的信息化預習資源。例如，教師可以設計線上預習資料包。學生利用微信打開資料，觀看視頻，完成線上問題[4。再如，教師利用希沃白板設計接龍小游戲，將學生學習過的相關化學知識融入其中。學生通過參與游戲，回顧所學知識，并為即將到來的新知識學習做好準備。

以人教版九年級上冊的“課題2碳的氧化物”課前預習為例，為了提高學生的預習效率，教師利用信息技術支持學生開展課前預習。首先，教師對學生進行線上隨機測試與評估，全面了解學生對“碳單質的多樣性”“氧氣制取”等化學知識的掌握程度，分析學生喜歡的預習形式。隨后，教師采用“生活化主題的課前導學案”，組織學生進行課前預習。在導學案中，以生活中常見的“竹炭用于去味”案例材料為引，引起學生對上一課時的回憶，讓學生通過回答選擇題的方式回顧知識點。同時，以“碳物質在生活中的常見應用”為話題，要求學生寫出除了單質碳之外其他碳物質在生活中的應用案例。此時，學生會結合生活經歷寫出很多二氧化碳的應用，如二氧化碳消防栓滅火、二氧化碳增加汽水口感等，引出新課時的教學內容。最后，教師要求學生在班級群內領取問卷，填寫問卷，提出自己在預習中遇到的問題。通過這種方式，教師可以全面了解學生的預習狀況，便于之后在課堂上把控教學節奏。可見，教師利用信息技術支持學生開展課前預習，不僅能夠改變學生課前自主學習的形式，也能更具體、全面地了解學生的預習狀況，及時解決學生疑惑的同時，根據學生實際情況調整課堂教學安排，從而提高初中化學教學的效率和質量。

（二）利用信息技術優化課堂活動環節

在初中化學教學中應用信息技術，教師要充分發揮技術優勢，優化課堂活動環節。在課堂上不同的活動環節引入信息技術，既可以豐富各環節的教與學活動，提升課堂教學的趣味性，也可以適當改善非實驗化學課的枯燥感，避免學生在大量理論知識中感到煩躁，從而提升學生的學習效率。

以人教版九年級上冊“課題2-化石能源的合理利用”課程教學為例，這節課包含“化石能源的利用”“降低化石能源利用對環境的影響”等內容。其中，“降低化石能源利用對環境的影響”為重點。教師可利用信息技術整合課堂各個環節，將非重點的“化石能源的利用”整合為課程導入，利用信息技術展示化石能源利用場景的真實視頻，拋出“你認為化石能源利用是社會的福音嗎？”這一問題，要求學生使用自己的終端學習設備，參與話題選擇與討論。之后，教師以“數據可視化”的形式展示學生的選擇結果，激活學生對化石能源利用所產生的影響的討論熱情，并自然導出本節課程的重點教學內容。之后，教師利用信息技術優化課堂探討與研究環節。教師先利用信息技術為學生展示“我國研制的大推力氫氧火箭發動機”“氫能源市域列車”動態圖，創設真實的社會應用情境，提出本節課課題：“如何使用化石能源才能降低其對環境的影響？”之后，要求各組學生使用學習終端開展自主探究活動。各組學生紛紛提出自己的看法，并且圍繞本組觀點上網搜索、下載資料，借助資料論證自己的觀點，研究“電解水制取氫氣”原理，討論工業上制取氫氣的方法的優勢。在學生自主探究活動的過程中，各組學生可以隨時下載新的資料佐證自己的新觀點，也可以利用真實案例、訪談資料等駁斥對方的觀點。相較于普通的課堂探究環節，信息技術支持下的探究活動，大大拓展了學生的自主發揮空間，調動了學生的主觀能動性，不僅有助于提高學生的學習效率，也能讓學生經歷知識輸人與輸出的過程，從而有助于學生化學思維、科學探究與社會責任等核心素養的發展。

三、結束語

綜上所述，信息技術在初中化學教學中的應用，一定程度上豐富了實驗課與非實驗課的形式，讓學生在更真實生動的情境中發現化學現象、在自主探究中掌握實驗方法、在實驗研究討論中發展核心素養與學習能力。

作者單位：劉金堂甘肅省金昌市金川區雙灣中學

參考文獻

[1]盧雙春.淺析利用信息技術展開初中化學教學[J].學周刊，2024，（26）：107-109.

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[3]劉志剛.“雙減”政策下初中化學教師信息技術教學運用的實踐與研究[J].中國新通信，2024，26（15）：184-186.

[4]張偉.利用信息技術提升初中化學教學的有效性[J].山西教育（教學），2024，（07）：77-78.

[5]胡立新.信息技術與初中化學教學的有效融合[J].中學課程輔導，2024，（11）：96-98.