信息技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

摘" 要 結(jié)合初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課特點(diǎn)，在對(duì)初中學(xué)生進(jìn)行學(xué)情分析的基礎(chǔ)上，對(duì)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出信息技術(shù)應(yīng)用的必要性，并結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究，以期為初中一線教學(xué)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 初中化學(xué)；信息技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；核心素養(yǎng)；信息化教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.8" "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）23-0119-03

1" 初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

初中化學(xué)注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，并整理好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生掌握物質(zhì)的變化規(guī)律，理解物質(zhì)從微觀到宏觀的變化內(nèi)涵[1]。教學(xué)實(shí)踐表明：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力、歸納總結(jié)能力等。

目前，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?，初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)大體可以分為探究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和操作性實(shí)驗(yàn)：探究性實(shí)驗(yàn)在做實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在實(shí)驗(yàn)過程中透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論，也知道會(huì)發(fā)生什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是需要自己動(dòng)手再做一次實(shí)驗(yàn)，看看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論是否符合；操作性實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟和儀器的使用方法進(jìn)行操作。目前，初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在下面幾個(gè)問題。

1）教師在實(shí)驗(yàn)臺(tái)演示實(shí)驗(yàn)（比如金屬鈉溶于水），部分學(xué)生看不到，或者因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)劇烈且快速而導(dǎo)致學(xué)生看不清楚，也聽不到實(shí)驗(yàn)中發(fā)出的聲音。

2）因?yàn)閷W(xué)校實(shí)驗(yàn)條件有限，部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只讓學(xué)生背記實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并不讓學(xué)生實(shí)際操作，導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力得不到提高。

3）因?yàn)閷W(xué)校實(shí)驗(yàn)臺(tái)有限，分組過程中每個(gè)小組中成員比較多，分工不明確，每次都是幾個(gè)固定的學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，其他學(xué)生只是看客，導(dǎo)致部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣不高。

4）部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)因?yàn)樵噭┯卸荆蛘邥?huì)生成有毒性的產(chǎn)物，不適合初中學(xué)生動(dòng)手操作，教師會(huì)選擇講實(shí)驗(yàn)并讓學(xué)生背實(shí)驗(yàn)的方式來解決。

針對(duì)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)以及學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析，教師需要借助信息化技術(shù)來增強(qiáng)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2" 信息技術(shù)與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的意義

信息技術(shù)與傳統(tǒng)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，可以大大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

2.1" 信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以降低實(shí)驗(yàn)難度[2]

初中學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ邢?，?duì)于一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)步驟錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行。比如食鹽的溶解實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生將稱量好的食鹽分批次加入水中，并且邊加邊用玻璃棒攪拌，保證食鹽完全溶解。但是個(gè)別學(xué)生一下子把10克食鹽全部加入水中，導(dǎo)致食鹽沉底發(fā)生過飽和不溶解，而實(shí)驗(yàn)課時(shí)間有限，學(xué)生也不可能重新再做。這時(shí)可以讓做錯(cuò)的學(xué)生進(jìn)入化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室，熟記操作步驟，大概不到十分鐘就可以完成。

2.2" 信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用

有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理很難理解，學(xué)生即使看清楚了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，掌握了實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還是不明白實(shí)驗(yàn)原理。教師可以借助化學(xué)仿真軟件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的微觀過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，例如：水分子可以分解為氫氣分子和氧氣分子，但是氯化鈉在熔融狀態(tài)下卻分解成鈉離子和氯離子，這就導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)和離子結(jié)構(gòu)化合物的性質(zhì)差異比較大。

2.3" 信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以保證實(shí)驗(yàn)的安全[3]

部分實(shí)驗(yàn)存在一定的危險(xiǎn)性，不適合學(xué)生操作，比如濃硫酸的稀釋，濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，稍有不慎就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。教師可以利用多媒體演示實(shí)驗(yàn)，讓每個(gè)學(xué)生都清晰地看到，既保證了實(shí)驗(yàn)安全，又讓學(xué)生學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)。

2.4" 信息技術(shù)應(yīng)用在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高教師的信息化教學(xué)水平[4]

教師可以利用各種教學(xué)平臺(tái)、軟件等輔助初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不斷更新教學(xué)理念，創(chuàng)新教學(xué)手段，使自己的信息化教學(xué)能力得到提高。線上操作不同于實(shí)際操作。學(xué)生通過各種軟件或者平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，需要熟記實(shí)驗(yàn)步驟，嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行，否則稍微一點(diǎn)兒疏忽就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)停止。因此，信息技術(shù)融入初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[5]。

3" 信息技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1" 演示實(shí)驗(yàn)，形象具體

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)反應(yīng)比較劇烈，學(xué)生操作起來比較危險(xiǎn)。教師可以借助教學(xué)平臺(tái)演示實(shí)驗(yàn)，錄制實(shí)驗(yàn)過程并對(duì)視頻加上配音。學(xué)生在觀看過程中有任何問題，教師可以隨時(shí)暫停，和學(xué)生進(jìn)行交流，和學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)一樣，直觀形象。如“金屬鈉的性質(zhì)”，這個(gè)化學(xué)反應(yīng)非常迅速、劇烈，學(xué)生操作有危險(xiǎn)性。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師在講臺(tái)做，學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)，但是坐在角落的學(xué)生看不清楚實(shí)驗(yàn)變化，教室后面的學(xué)生聽不到實(shí)驗(yàn)中發(fā)出的聲音。借助信息化技術(shù)，教師在平臺(tái)播放視頻，學(xué)生可清晰地看到金屬鈉溶于水中，金屬鈉小球浮在水面上，劇烈地轉(zhuǎn)動(dòng)，并發(fā)出“嘶嘶嘶”的聲響，還有可能發(fā)生爆炸；在燒杯中加入酚酞指示劑后，溶液顏色變紅，說明生成堿性物質(zhì)。

再如“鐵的腐蝕”，觀察金屬鐵在空氣中、食鹽水中和真空中，哪一種情況下腐蝕得比較快，這個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)間太長(zhǎng)，需要10天左右，顯然學(xué)生不可能一直在實(shí)驗(yàn)室待著觀看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師可以借助多媒體播放視頻：選取三根打磨干凈的鐵釘分別放置在空氣中、食鹽水和真空中，展示三個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中不同實(shí)驗(yàn)條件下，鐵釘在第五天、第10天和第15天的變化。學(xué)生可以清晰地看到：鐵釘在食鹽水中生銹最快，在空氣中第二，在真空中不發(fā)生氧化。最終總結(jié)出鐵釘氧化需要接觸到空氣和水。

3.2" 自主探究，創(chuàng)新思維

在信息技術(shù)與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合教學(xué)中，學(xué)生可以利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真軟件，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以選擇試劑庫和藥品庫中的藥品進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，記錄好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。選擇實(shí)驗(yàn)的最佳配比方式，這樣不但可以為實(shí)驗(yàn)室中的真正操作提供參考，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力和創(chuàng)新思維能力。如“實(shí)驗(yàn)室制備氫氣”，方法很多：

鋅片溶于稀硫酸中生成氫氣，化學(xué)方程式：

Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

鋅片溶于稀鹽酸中生成氫氣，化學(xué)方程式：

Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑

鋁片溶于氫氧化鈉溶液中生成氫氣，化學(xué)方程式：

2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑

電解水生成氫氣，化學(xué)方程式：

2H2O==O2+2H2↑

學(xué)生可以借助虛擬仿真軟件對(duì)這四個(gè)制備氫氣的實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行操作，總結(jié)哪種方式實(shí)驗(yàn)成本比較小，哪種實(shí)驗(yàn)操作起來比較明顯。

“電解水”是初中化學(xué)中一個(gè)比較重要的實(shí)驗(yàn)。電解水生成氧氣和氫氣，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件比較特殊，并且實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)氧氣和氫氣生成的量很難進(jìn)行衡量，這個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般需要學(xué)生熟記口訣“陽極氧氣陰極氫氣，氫氣體積二氧氣體積一”。學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程中收集的氣體并不是氫氣體積二氧氣體積一，而且在電解時(shí)需要在純水中加入少量的硫酸鈉，因?yàn)榧兯粚?dǎo)電。

3.3" 凸顯現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)充分利用信息技術(shù)可以放大化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并總結(jié)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。以探究性實(shí)驗(yàn)“金屬活動(dòng)性順序”為例，本次實(shí)驗(yàn)主要探究金屬銅、鋁和銀的活動(dòng)性順序，實(shí)驗(yàn)中需要學(xué)生準(zhǔn)備硫酸銅溶液、硝酸銀溶液、硫酸鋁溶液和鋁絲與銅絲。教師利用多媒體投屏技術(shù)，分別放大第一組學(xué)生把潔凈的鋁絲加入硫酸銅溶液中的現(xiàn)象、第二組學(xué)生把潔凈的銅絲加入硝酸銀溶液中的現(xiàn)象、第三組學(xué)生把潔凈的銅絲放入硫酸鋁溶液中的現(xiàn)象，讓學(xué)生通過投影儀上三組學(xué)生的操作，總結(jié)鋁、銅、銀三種金屬的活動(dòng)性順序，并且可以對(duì)每一組學(xué)生的操作進(jìn)行評(píng)價(jià)，達(dá)到互相監(jiān)督和互相學(xué)習(xí)的效果。

3.4" 處理數(shù)據(jù)，快捷方便

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較多，需要學(xué)生在搜集大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理。初中學(xué)生已經(jīng)開始學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程，對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件有一定的基礎(chǔ)，所以可以利用一些比較簡(jiǎn)單、容易操作的軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和處理，如Excel、Origin等。以“二氧化碳通入澄清石灰水中溶液導(dǎo)電性的變化規(guī)律”為例，學(xué)生需要記錄開始通入二氧化碳時(shí)、二氧化碳不足時(shí)、二氧化碳恰好完全反應(yīng)時(shí)、二氧化碳有少量剩余時(shí)、二氧化碳過量時(shí)等不同情況下，溶液的電導(dǎo)率數(shù)值，整理好實(shí)驗(yàn)數(shù)值后再繪制曲線。借助Excel、Origin，學(xué)生可把電導(dǎo)率數(shù)值設(shè)置為曲線的縱坐標(biāo)，把通入的二氧化碳量設(shè)置為橫坐標(biāo)，直接繪制。這樣比較簡(jiǎn)單，可以節(jié)約大量時(shí)間，而且軟件制圖比用直尺畫圖更準(zhǔn)確。

3.5" 視頻回顧，梳理知識(shí)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)也需要進(jìn)行復(fù)習(xí)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生一般通過復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告或者看書的方式來復(fù)習(xí)，不可能再去實(shí)驗(yàn)室重新做實(shí)驗(yàn)，效果并不好。信息技術(shù)與初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合后，教師可以借助實(shí)驗(yàn)視頻回放，幫助學(xué)生重溫實(shí)驗(yàn)過程，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記憶，梳理實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的事項(xiàng)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。如在學(xué)生觀看視頻過程中，教師可以鼓勵(lì)他們?nèi)フ页鲋皩?shí)驗(yàn)過程中不規(guī)范的操作，既擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，又加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。

4" 結(jié)束語

信息技術(shù)在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，需要結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)揮信息化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。這樣的整合舉措不僅可以豐富初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，而且可以使教師的信息化教學(xué)水平得到提高。

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作者：閆祥文，臨沂白沙埠中學(xué)，中學(xué)一級(jí)教師；李正剛，臨沂市蘭山區(qū)教體局教研室化學(xué)教研員，中學(xué)高級(jí)教師（276000）。