“互聯(lián)網(wǎng)+“視域下初中化學(xué)探究式教學(xué)的思考與實踐

探究式教學(xué)作為落實科學(xué)思維與實踐能力的重要載體，面臨著傳統(tǒng)實驗資源有限、微觀現(xiàn)象不可見、過程評價主觀性強(qiáng)等困境。在新時期、新形勢下，如何借助虛擬實驗、大數(shù)據(jù)分析、在線協(xié)作等信息技術(shù)手段，破解初中化學(xué)探究式教學(xué)中的瓶頸，成為每位教育工作者需要深度思考并認(rèn)真對待的課題[1]。

“互聯(lián)網(wǎng) + 化學(xué)”的時代必然性

“互聯(lián)網(wǎng) + 化學(xué)”是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與化學(xué)學(xué)科特征共同作用的必然結(jié)果。從教育發(fā)展趨勢看，“互聯(lián)網(wǎng)+ ”打破了傳統(tǒng)課堂的時空邊界。而初中化學(xué)對實驗操作、微觀認(rèn)知的特殊要求，與信息技術(shù)的可視化、交互性優(yōu)勢形成天然契合。如虛擬技術(shù)可呈現(xiàn)分子運(yùn)動、大數(shù)據(jù)能追蹤學(xué)習(xí)軌跡、在線平臺能實現(xiàn)協(xié)作探究。這種融合并非技術(shù)對教學(xué)的替代，而是順應(yīng)教育信息化2.0的時代要求、重構(gòu)化學(xué)探究教學(xué)形態(tài)的必然選擇。

二、信息技術(shù)賦能初中化學(xué)探究式教學(xué)的價值分析

（一）有利于突破時空限制

傳統(tǒng)初中化學(xué)探究式教學(xué)常受限于課堂時長、實驗器材及場地等條件，學(xué)生的探究多停留在“教師演示，小組模仿”的淺層模式。在信息技術(shù)的支持下，教師可以通過虛擬實驗平臺、在線數(shù)據(jù)庫等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)工具，讓學(xué)生在課前借助3D模擬軟件預(yù)習(xí)復(fù)雜反應(yīng)、在課中通過云端共享實驗方案、在課后利用微課回放追溯探究過程中的疑問點，由此實現(xiàn)探究場景的跨時空延伸，解決傳統(tǒng)教學(xué)中危險實驗難開展、微觀反應(yīng)難觀察等痛點。

（二）有利于激活動態(tài)交互

探究式教學(xué)的核心在于通過多向互動激發(fā)思維碰撞。傳統(tǒng)意義上“教師講一學(xué)生聽”的單向模式難以滿足這一需求。在信息技術(shù)賦能之下，借助互聯(lián)網(wǎng)載體搭建動態(tài)交互網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生通過共享文檔同步編輯實驗假設(shè)、利用彈幕功能即時提出探究質(zhì)疑、借助在線投票工具快速匯總小組觀點，在此基礎(chǔ)上，教師通過數(shù)據(jù)看板實時捕捉學(xué)生的探究卡點，據(jù)此第一時間推送針對性的引導(dǎo)資源，讓每個探究環(huán)節(jié)都處于開放的思維碰撞之中，從而顯著提高學(xué)生在探究過程中的思辨性與創(chuàng)造性。

（三）有利于量化研究過程

以往的探究評價多依賴最終實驗報告或課堂表現(xiàn)，難以全面反映學(xué)生在探究中的思維軌跡與能力成長。借助信息技術(shù)，利用數(shù)據(jù)分析工具，教師可對學(xué)生的探究全過程進(jìn)行隱性數(shù)據(jù)采集，如記錄學(xué)生在虛擬實驗中調(diào)整變量的次數(shù)、查閱資料的時長、與同伴討論的關(guān)鍵詞頻等，從而全面掌握學(xué)生的真實學(xué)習(xí)過程。這種基于過程數(shù)據(jù)的評價方式，有利于將探究能力的培養(yǎng)從模糊要求轉(zhuǎn)化為可測可改的具體目標(biāo)，使探究式教學(xué)的效果評估更具科學(xué)性與指導(dǎo)性[]。

三、信息技術(shù)賦能初中化學(xué)探究式教學(xué)的基本原則

（一）學(xué)生主體與技術(shù)輔助統(tǒng)一原則

信息技術(shù)賦能初中化學(xué)探究式教學(xué)，應(yīng)始終以學(xué)生的探究需求為核心，避免技術(shù)應(yīng)用淪為形式化工具。該原則強(qiáng)調(diào)基于學(xué)生的認(rèn)知特點，將虛擬實驗、在線協(xié)作等技術(shù)手段作為支撐學(xué)生自主探究的“腳手架”，服務(wù)于“提出問題一設(shè)計方案一動手探究一得出結(jié)論”的探究邏輯，確保學(xué)生在技術(shù)輔助下始終處于主動思考、自主建構(gòu)知識的狀態(tài)，防止出現(xiàn)技術(shù)主導(dǎo)代替學(xué)生主導(dǎo)的情況。

（二）化學(xué)本質(zhì)與技術(shù)工具融合原則

化學(xué)學(xué)科的探究核心在于物質(zhì)的組成、性質(zhì)變化規(guī)律。信息技術(shù)的應(yīng)用必須緊扣這一本質(zhì)，避免脫離化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的“技術(shù)炫技”。教師在設(shè)計探究活動時，應(yīng)利用技術(shù)解決化學(xué)探究中的難點、用化學(xué)原理解釋技術(shù)現(xiàn)象，使之形成互促互進(jìn)的教學(xué)閉環(huán)。

（三）安全與探究平衡原則

初中化學(xué)探究常涉及實驗操作。信息技術(shù)賦能需在保障安全的前提下為學(xué)生呈現(xiàn)最大化的探究空間。對于有危險的實驗，應(yīng)優(yōu)先采用VR虛擬技術(shù)模擬完整過程，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中嘗試“錯誤操作”以理解風(fēng)險；對于安全性較高的探究，則可結(jié)合實體實驗與在線數(shù)據(jù)記錄，實現(xiàn)“動手操作 + 云端分析”的雙重探究[4。這種平衡既能解決傳統(tǒng)探究中“安全與探究難以兼顧”的矛盾，又能培養(yǎng)學(xué)生的安全意識與信息素養(yǎng)。因此，其成為信息技術(shù)賦能初中化學(xué)探究式教學(xué)的基本原則之一。

四、信息技術(shù)賦能初中化學(xué)探究式教學(xué)的實踐路徑

（一）搭建“虛實融合”的探究實驗平臺

在初中化學(xué)探究式教學(xué)中搭建“虛實融合”的探究實驗平臺，有利于突破傳統(tǒng)實驗在時空、安全、微觀呈現(xiàn)上的限制，在依托虛擬技術(shù)呈現(xiàn)抽象化學(xué)過程的同時，保留實體操作的實踐感，有利于解決“危險實驗難開展，微觀變化難觀察”的痛點，讓學(xué)生在探究中形成完整認(rèn)知。基于此，教師應(yīng)整合虛擬實驗工具與實體實驗資源，設(shè)計“虛擬預(yù)習(xí)一實體操作一虛擬復(fù)盤”的連貫任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生對比虛擬與實體結(jié)果的差異，同時做好技術(shù)操作培訓(xùn)，確保學(xué)生能順暢切換兩種探究場景。

以魯教版初中化學(xué)九年級下冊第七單元“認(rèn)識酸和堿”課程教學(xué)為例，在本單元第一節(jié)“酸及其性質(zhì)”教學(xué)過程中，教師首先可以借助虛擬實驗平臺，讓學(xué)生觀察濃鹽酸、濃硫酸的外觀，模擬打開瓶塞的操作，直觀看到濃鹽酸瓶口產(chǎn)生白霧的現(xiàn)象，從而幫助學(xué)生理解其揮發(fā)性；對于濃硫酸的吸水性、腐蝕性，則可以通過虛擬情境展現(xiàn)，讓學(xué)生觀察將濃硫酸滴在紙上后紙張?zhí)蓟倪^程；同時，教師還可利用虛擬平臺展示酸在水中解離出氫離子的微觀動畫，幫助學(xué)生理解酸的定義本質(zhì)。在虛擬預(yù)習(xí)之后，進(jìn)入實體操作環(huán)節(jié)，教師組織學(xué)生分組開展鹽酸與鎂條、鋅粒等金屬反應(yīng)的實驗，親身體驗產(chǎn)生氫氣的過程，觀察反應(yīng)劇烈程度的差異。如在鹽酸與鐵銹的反應(yīng)實驗中，學(xué)生能真切看到鐵銹逐漸消失、溶液變黃的現(xiàn)象，從而加深對酸與金屬氧化物反應(yīng)的理解。實驗結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生回歸虛擬實驗進(jìn)行復(fù)盤，讓學(xué)生對比虛擬與實體實驗結(jié)果，并探討出現(xiàn)細(xì)微差異的原因，如實體實驗中因鹽酸濃度等因素導(dǎo)致反應(yīng)速率與虛擬實驗略有不同，引導(dǎo)學(xué)生思考變量對實驗的影響。

（二）構(gòu)建“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的探究引導(dǎo)體系

構(gòu)建“數(shù)據(jù)驅(qū)動”探究引導(dǎo)體系的核心要義，在于采集學(xué)生在探究中的操作軌跡、疑問反饋等數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)定位認(rèn)知卡點，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)中“一刀切”的引導(dǎo)模式，使教師能針對學(xué)生在變量控制、結(jié)論推導(dǎo)等環(huán)節(jié)的薄弱點提供靶向支持，從而提升探究的有效性。基于此，教師應(yīng)當(dāng)運(yùn)用在線平臺的數(shù)據(jù)分析功能，定期梳理學(xué)生的探究數(shù)據(jù)，提煉共性問題與個性差異，據(jù)此設(shè)計針對性的引導(dǎo)方案，讓學(xué)生在探究過程中產(chǎn)生更強(qiáng)的代人感、參與感、獲得感[5。

例如，在開展“堿及其性質(zhì)”課程教學(xué)時，教師可借助在線教育平臺收集學(xué)生在探究過程中的各類數(shù)據(jù)。如學(xué)生在進(jìn)行“氫氧化鈉和氫氧化鈣與酸堿指示劑反應(yīng)”實驗時，平臺能記錄學(xué)生添加試劑的順序、用量，以及對顏色變化判斷的時間等操作軌跡；在探討“堿與非金屬氧化物反應(yīng)”的原理時，學(xué)生提出的疑問、參與討論的頻次和發(fā)言內(nèi)容等也會被系統(tǒng)保存。在定期梳理這些數(shù)據(jù)的過程中，教師如果發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生對“二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，如何證明反應(yīng)發(fā)生”這一問題存在困惑，這便是共性問題。針對該情況，教師可設(shè)計共性引導(dǎo)方案，如推送相關(guān)實驗視頻，展示借助壓強(qiáng)變化等間接方式驗證反應(yīng)過程，并組織開展線上小組討論，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗原理。對于個別學(xué)生在變量控制環(huán)節(jié)頻繁出錯的問題，如在探究“堿與鹽反應(yīng)”時未保持其他條件相同，教師則可根據(jù)個性差異為其提供針對性練習(xí)，并對其詳細(xì)講解變量控制的原則與方法，如列出實驗步驟清單、明確每一步需控制的變量等，幫助學(xué)生彌補(bǔ)弱點，提升其在“堿及其性質(zhì)”探究學(xué)習(xí)中的參與度與獲得感。

（三）開發(fā)“分層遞進(jìn)”的在線探究任務(wù)

受諸多主客觀因素影響，學(xué)生不可避免地形成了差異化、梯度化的學(xué)習(xí)水平。教師如果仍舊按照“一視同仁”的理念布置探究任務(wù)，則難以兼顧不同水平學(xué)生的真實學(xué)習(xí)需求。而技術(shù)賦能下的探究式教學(xué)，有利于打破傳統(tǒng)探究任務(wù)“統(tǒng)一難度”的局限，促使不同水平的學(xué)生都能在適切挑戰(zhàn)中有所提升。基于此，教師應(yīng)依據(jù)課標(biāo)與學(xué)情劃分任務(wù)層次、明確各層次探究目標(biāo)、利用平臺定向推送任務(wù)，并根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)動態(tài)調(diào)整層次歸屬，確保任務(wù)難度始終略高于學(xué)生現(xiàn)有水平，以激發(fā)學(xué)生在探究中的好奇心與挑戰(zhàn)欲。

例如，在開展“溶液的酸堿性”課程教學(xué)時，教師可依托在線平臺開發(fā)基礎(chǔ)層、提高層、拓展層三級探究任務(wù)。基礎(chǔ)層任務(wù)聚焦 pH 試紙的規(guī)范使用，推送“測定廚房常見溶液 pH 值”的操作指引視頻，要求學(xué)生記錄數(shù)據(jù)并判斷酸堿性，平臺自動校驗操作步驟的規(guī)范性，幫助學(xué)生夯實基礎(chǔ)技能。提高層任務(wù)側(cè)重“ pH 與溶液酸堿性的關(guān)系”探究，讓學(xué)生設(shè)計“不同濃度鹽酸溶液的 pH 值變化”實驗方案，通過平臺提交步驟設(shè)計后，系統(tǒng)生成虛擬實驗環(huán)境預(yù)演。教師可查看方案中變量控制的合理性，針對“末端制溫度相同”等問題推送提示卡，引導(dǎo)學(xué)生完善設(shè)計。拓展層則延伸至實際應(yīng)用，布置“校園土壤pH測定與改良建議”項目式探究，引導(dǎo)學(xué)生組隊采集樣本、分析數(shù)據(jù)，通過平臺共享檢測報告并組織學(xué)生互評方案的科學(xué)性。教師可根據(jù)各層次任務(wù)的完成數(shù)據(jù)，如基礎(chǔ)層操作的正確率、提高層的方案修改次數(shù)等，動態(tài)調(diào)整學(xué)生的層級歸屬，讓每個學(xué)生都能在匹配的挑戰(zhàn)中深化對溶液酸堿性的理解。

（四）打造“多維互動”的協(xié)作探究空間

多維互動空間通過云端協(xié)作工具支持學(xué)生跨時空協(xié)作，結(jié)合直播互動、異步討論等功能，打破班級邊界，促進(jìn)“觀點碰撞一資源互補(bǔ)一共同建構(gòu)”的深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作與批判性思維能力。基于此，教師應(yīng)搭建支持實時交流、文檔共享的協(xié)作平臺，設(shè)計需要分工完成的探究主題，明確各角色的任務(wù)邊界，適時插入引導(dǎo)性提問，以推動討論的持續(xù)深人，促使學(xué)生在“多維互動”中互學(xué)互鑒、共同進(jìn)步[。

例如，在開展“酸堿中和反應(yīng)”課程教學(xué)時，教師可借助在線協(xié)作平臺打造跨班級的多維互動探究空間，將探究主題設(shè)定為“設(shè)計實驗驗證氫氧化鈉與鹽酸的中和反應(yīng)”，將學(xué)生隨機(jī)分為“方案設(shè)計組”“實驗操作組”“數(shù)據(jù)分析組”，在此基礎(chǔ)上明確各組任務(wù)：設(shè)計組負(fù)責(zé)撰寫實驗步驟，操作組模擬或?qū)嵅賹嶒灒治鼋M解讀溫度變化、pH數(shù)據(jù)等。平臺支持實時共享文檔。

設(shè)計組上傳方案后，操作組可通過彈幕標(biāo)注操作疑問，如“滴加指示劑的時機(jī)是否影響結(jié)果？”分析組則同步補(bǔ)充“需記錄反應(yīng)前后溶液溫度”的建議。教師還可開啟直播連線功能，讓學(xué)生進(jìn)行在線討論，如當(dāng)設(shè)計組提出“用酚酞試液判斷終點”時，其他學(xué)生可反駁“過量鹽酸會導(dǎo)致紅色褪去不明顯”，引發(fā)學(xué)生的深度思辨。異步討論區(qū)則供學(xué)生課后上傳改進(jìn)方案。教師可針對“如何證明中和反應(yīng)放熱與鹽酸濃度的關(guān)系”等爭議點插入提問，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合各組數(shù)據(jù)形成共識。

（五）建立“過程可視化”的探究評價機(jī)制

“過程可視化”評價的價值在于改變傳統(tǒng)評價依賴最終報告的片面性，通過記錄探究全程的設(shè)計思路、修改痕跡、數(shù)據(jù)記錄等過程性信息，全面反映學(xué)生的思維成長與能力發(fā)展，從而讓評價從結(jié)果判定轉(zhuǎn)向成長追蹤，凸顯評價的激勵性與指導(dǎo)性。基于此，教師應(yīng)當(dāng)利用信息技術(shù)工具自動歸檔學(xué)生的探究過程資料，將其轉(zhuǎn)化為可追溯的電子檔案，并設(shè)計包含“方案創(chuàng)新性”“數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)性”等維度的評價量表，組織學(xué)生對照檔案進(jìn)行自評、互評，同時輔之以師評，從而在“過程可視化”的探究評價機(jī)制作用下達(dá)到以評促教、以評促學(xué)的效果。

例如，在開展“認(rèn)識酸和堿”單元教學(xué)時，教師可構(gòu)建“三維可視化”的評價體系。課前，教師通過在線問卷收集學(xué)生對酸堿性概念的認(rèn)知起點，自動生成“前測認(rèn)知圖譜”，標(biāo)注出“混淆pH與酸堿性關(guān)系”等共性誤區(qū)；課中，教師利用虛擬實驗平臺記錄學(xué)生的操作軌跡。系統(tǒng)自動生成操作規(guī)范雷達(dá)圖，直觀呈現(xiàn)學(xué)生在“變量控制”“現(xiàn)象描述準(zhǔn)確性”等維度的表現(xiàn)。課后，學(xué)生在上傳實驗報告時，平臺自動對比實驗數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合度，生成數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)性熱力圖。同時，教師可開放互評功能，引導(dǎo)學(xué)生在報告中圈點同伴的“創(chuàng)新設(shè)計點”或“邏輯漏洞”，形成互動評價鏈。教師則可結(jié)合三方數(shù)據(jù)，運(yùn)用自定義量表，從“問題提出一方案設(shè)計一證據(jù)收集一結(jié)論推導(dǎo)”維度進(jìn)行綜合評分，最終生成報告成長軌跡、優(yōu)劣勢、改進(jìn)建議的電子檔案，將信息技術(shù)賦能建立“過程可視化”探究評價機(jī)制落到實處，并使之產(chǎn)生實效。

五、結(jié)束語

“互聯(lián)網(wǎng) +^' ”與初中化學(xué)探究式教學(xué)的深度融合，本質(zhì)上是技術(shù)理性與教育人文的雙向奔赴，這并非簡單的技術(shù)疊加，而是通過“互聯(lián)網(wǎng) + ”重構(gòu)教學(xué)思維、教學(xué)模式的新業(yè)態(tài)。有鑒于此，教師應(yīng)遵循學(xué)生主體、學(xué)科本質(zhì)與安全平衡原則，依托虛實融合實驗、數(shù)據(jù)驅(qū)動引導(dǎo)等路徑開展探究式教學(xué)工作，并進(jìn)一步探索技術(shù)應(yīng)用的常態(tài)化機(jī)制，避免工具理性對教學(xué)本質(zhì)的遮蔽，讓信息技術(shù)真正成為支撐學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)提升的強(qiáng)大動能。

作者單位：徐慶法山東省鄒城市唐村中學(xué)徐慶娜 山東省鄒城市杏花村小學(xué)

參考文獻(xiàn)

[1]劉艷華.新課程下技術(shù)賦能的初中化學(xué)實驗教學(xué)的策略[J].學(xué)苑教育，2024，（07）：25-27.

[2]陳丹丹.教師的得力助手——虛擬實驗室——初中化學(xué)課堂中可視化教學(xué)的運(yùn)用[J].數(shù)理化解題研究，2024，（02）：122-124.

[3]范玉瓊.“互聯(lián)網(wǎng) + ”背景下初中化學(xué)高效課堂的構(gòu)建研究[J].試題與研究，2023，（21）：25-27.

[4]張慶虎.“互聯(lián)網(wǎng) + ”時代初中化學(xué)實驗教學(xué)策略新探索[J].考試周刊，2022，（45）：136-139.

[5]鐵堅.“互聯(lián)網(wǎng) + ”背景下的初中化學(xué)信息化教學(xué)探析[J].文理導(dǎo)航（中旬），2022.（03）：4-6.

[6]王雨林.信息技術(shù)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略探究[J].智力，2021，（32）：112-114.