信息技術整合高中化學實驗教學的有效路徑探尋

摘 要：現(xiàn)階段高中化學實驗教學的必然趨勢，已經(jīng)朝著信息技術與化學實驗教學整合的方向發(fā)展，信息技術能夠助力高中化學教學過程更加有效，教學效果更佳，同時還能夠提高學生的自主探究的科學精神，提升學生的化學核心素養(yǎng)，有效地解決化學實驗教學過程中的難題。本文結合諸多文獻，闡述了信息技術整合高中化學實驗教學的意義，以及有效路徑，希望可以較為詳細地探究相關問題，促進學生高效學習，提升高中化學實驗教學的質量。

關鍵詞：信息技術;微課;實驗教學;化學核心素養(yǎng)

一、信息技術與高中化學實驗教學的概述

信息技術主要是基于計算機技術與電信技術為載體，以微電子學作為核心，能夠實現(xiàn)對文字、影音、圖片等各類傳感信號信息的傳播與使用。通俗來講，信息技術能夠實現(xiàn)信息資源的存儲、傳播、獲取和表達，因此，在現(xiàn)代生活與生產(chǎn)領域被廣泛應用?，F(xiàn)階段，在教育領域中使用的信息技術，多為網(wǎng)絡信息通信技術、虛擬技術，以及多媒體技術和仿真技術等，并因此產(chǎn)生了現(xiàn)代化的多種新型教學模式，比如：遠程教學、多媒體教學、虛擬實驗教學等。在教育教學領域應用信息技術，并不只是單純地使用計算機、互聯(lián)網(wǎng)為教學提供輔助服務，更重要的是，利用現(xiàn)代信息技術創(chuàng)造更加智能兼具智慧的教學開放體系，提升學生的思維品質。

現(xiàn)階段，學生對于知識的獲取渠道非常多，在課堂上接受知識反而成了全媒體時代最簡單的形式。教師利用信息技術開展教學的過程，不能只是在淺層面上，通過視頻引入或者圖片展示對學生進行知識傳達，重要的是應該借助現(xiàn)代信息技術，將課堂結構給予優(yōu)化，通過探究性活動的開展，塑造學生積極進取的學習態(tài)度和科學精神，實現(xiàn)學生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)和塑造，最終促進教學三維目標的實現(xiàn)。

基于此，在高中化學實驗教學中整合現(xiàn)代信息技術，更加側重的是在化學教學過程中，對信息技術的精準應用，實現(xiàn)化學教學內(nèi)容與現(xiàn)代信息技術理念的多維度完美結合。換句話說，現(xiàn)代信息技術在高中化學實驗教學中的應用，可以將化學教學理論體系不斷地給予拓展和完善，同時化學教學也離不開現(xiàn)代信息技術的指導，二者完美結合，可以更加輕松地推動高中化學教學改革[1]。因此，作為高中化學教師，應該理性地對待信息技術與化學實驗教學的關系，針對性地對教學重點進行整合，并且還要合理地明確二者結合的方向，這是促進信息技術與化學實驗教學實現(xiàn)深度整合的前提條件。

二、高中化學實驗教學與信息技術整合的意義

（一）能夠改善教學形式，促進學生知識內(nèi)化

高中化學知識實踐性較強，如果采用傳統(tǒng)的實驗教學方法，教師在講解化學知識和概念時，需要花費大量的時間和精力，同時還要書寫大體量的板書運算，在教學的過程中，有些學生經(jīng)常感覺像是在聽天書，即使教師講的滔滔不絕，但取得的教學效果卻不理想。將信息技術整合化學實驗教學，能夠通過更加具體形象的方式給學生展現(xiàn)紛繁復雜、抽象的化學知識，方便學生對化學知識的內(nèi)涵掌握更加深入，加深學生對知識的理解程度。信息技術能夠為高中化學新知識構建提供有效的技術基礎，并成為化學新知識構建的載體，促進化學知識與信息技術的有機整合，學生在獲取相關信息時，會變得更加流暢便捷，通過對信息技術知識的重新整理優(yōu)化組合，學生再結合對應的加工運用，能夠讓知識在學生腦海中不斷地形成思維認知，促進知識的內(nèi)化。比如：在化學實驗教學中使用微視頻，是對教學形式的改善，學生在觀看的同時，能夠實現(xiàn)聽力與視力的協(xié)同作用，加深學生化學知識的吸收，進一步提高化學學習效率[2]。

（二）信息技術能夠延伸化學知識，實現(xiàn)教學內(nèi)容優(yōu)化

傳統(tǒng)化學實驗教學的理論講解方式，教師的教學工作量比較大，需要耗費很多的課堂時間，對教學進度的提升造成了不利影響，取得的教學效果也不理想。在化學實驗教學中，將核心的知識點用現(xiàn)代化的多媒體形式呈現(xiàn)出來，可以有效地節(jié)約教師的課堂講解時間，并且還能取得非常高的教學效率，實現(xiàn)化學教學資源的優(yōu)質整合。雖然化學知識的內(nèi)容比較復雜難懂，但是隨著信息技術手段的不斷更新，讓信息技術與教學內(nèi)容實現(xiàn)有機結合，可以起到巨大的作用，讓化學教學任務在信息技術優(yōu)勢作用輔導下，變得更加直觀系統(tǒng)。除此之外，高中化學教師將抽象的化學知識，利用現(xiàn)代化教學軟件開展延伸式教學，能夠增強學生的知識記憶程度，同時，課堂筆記的呈現(xiàn)方式也會變得更加清晰、精準，能夠促進教學內(nèi)容的優(yōu)化。

（三）通過提供仿真實驗室，給學生營造理想化的實驗環(huán)境

高中化學實驗教學因為實驗種類的不同，所要采取的步驟也是不同的。學生在動手參與的過程中，手腦并用，可以有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與探究能力。然而，部分化學實驗由于受到某些因素的限制，在器材或者時間、空間方面存在制約，給化學實驗的舉行造成了困擾。而結合現(xiàn)代信息技術開展的仿真化學實驗室，能夠有效地解決化學實驗中存在的瓶頸。比如：看不見、摸不著的空氣，以及充滿空氣的集氣瓶，學生肉眼所見會認為是空瓶，但是如果將二氧化碳氣體倒入瓶中，排擠瓶子中原有的空氣，讓瓶中充滿二氧化碳，而不是原有的氣體。整個過程，如果僅靠學生的肉眼是無法觀察到的，他們會認為瓶內(nèi)的氣體是靜止的。因此，結合仿真化學實驗室，利用現(xiàn)代信息技術將整個過程形象化、動態(tài)化，結合仿真化學實驗的藥品編輯器，對瓶內(nèi)的氣體顏色進行改變，主要是為了區(qū)分空氣與氣體的差異，這樣學生就能夠通過有色氣體進行辨別。現(xiàn)代信息技術將看似不變的氣體，通過直觀化的轉變，讓靜態(tài)的物體動態(tài)化，能夠促進高中化學實驗教學的表現(xiàn)力，簡化教學中存在的難點。

三、信息技術整合高中化學實驗教學的有效路徑分析

（一）加強微課在高中化學實驗教學中的應用

微課，主要體現(xiàn)在“微”字上，是通過簡短的微視頻，將教學的重點難點知識呈現(xiàn)給學生，是一種全新的教學模式。研究微課在高中化學實驗教學中的有效應用，二者的有機整合，也是現(xiàn)階段化學教學改革的重點方向。高中化學教師在使用微課視頻對化學知識進行講解時，要與實驗目標的實際需求相結合，通過動畫視頻的方式展示重點知識，讓學生在觀看實驗視頻的過程中，更加清晰地了解實驗過程與結果，促使課堂學習活動更具方向性，提高學生在實驗課堂中的積極參與性[3]。

例如：高中化學關于“氧化還原反應”的化學實驗，教師可以結合微課，讓學生反復觀看氧化還原反應的微視頻，這樣可以節(jié)約大量的化學實驗課堂教學時間，讓學生迅速根據(jù)視頻，判斷氧化還原反應的方式，通過思維延伸，探討四大基本反應之間的聯(lián)系，并根據(jù)實驗結果思考和討論學習重點，不斷增強學生的學習動力，將實驗課堂的教育價值更好地體現(xiàn)出來。在實際的高中化學教學實踐過程中，教師可以根據(jù)化學實驗教學的進程，進行微課設計，為化學實驗教學的開展創(chuàng)造條件。使用微課可以有效地滿足學生碎片化學習的個性化需求，同時學生還能在課外時間反復觀察化學實驗，實現(xiàn)化學知識的反復鞏固與復習。

（二）強化基于網(wǎng)絡的綠色實驗研究

高中化學在實驗的過程中，有些化學反應會產(chǎn)生有害有毒的氣體或者液體，還有一些實驗反應劇烈。為有效減少化學實驗過程中產(chǎn)生的污染，保護生態(tài)環(huán)境，確保教師與學生的安全，化學教師可以基于網(wǎng)絡開展綠色實驗研究，增強學生的環(huán)保意識。將信息技術與高中化學實驗教學相整合，教師可以引導學生多查閱資料，主動學習與化學實驗相關的知識，在實驗教學開展的過程中，有效節(jié)約時間，促進學生復習再學習的進行。經(jīng)過相關調查實踐證明，很多學生對于這種教育方式也樂于接受，并且具有非常高的熱情度，大部分高中生對于這種信息技術與傳統(tǒng)教學模式相結合的教育方式比較認同。同時，利用多媒體技術，還可以將化學實驗失敗的情況進行模擬，有效地增加學生的正確引導，讓學生明白錯誤操作造成的后果，可以提高學生的安全意識，杜絕錯誤操作的發(fā)生。比如：氫氣的可燃性實驗，倘若學生因為操作失誤，缺乏純度檢測，對氫氣的點燃容易造成爆炸，產(chǎn)生嚴重的不良后果。對這種危險性與危害極大的實驗，教師要注意結合信息技術改善。

（三）加強在線虛擬實驗室的使用研究

在高中化學實驗教學中整合現(xiàn)代信息技術，是為了更加圓滿地完成教學任務，讓信息技術為教學服務，促進教學的良性效應，提高學生的化學學習效率，讓學生能夠更加形象直觀地了解和掌握化學知識?；瘜W實驗教學是一項復雜的項目，作為教師要注意結合多種教學方式，提升教學實效。在線虛擬實驗室，也就是在高中化學教學過程中，運用虛擬現(xiàn)實技術，將現(xiàn)階段化學實驗教學中存在的諸多問題，通過虛擬的方式表現(xiàn)出來，能夠有效地降低危險實驗的程度，綠化實驗，讓模糊的現(xiàn)象變得明顯。虛擬實驗室能夠促進課堂教學結構的優(yōu)化，最重要的是可以有效地活躍學生的化學思維，激發(fā)其學習積極性，提高課堂教學實效。比如：高中化學“酸堿滴定反應曲線的繪制”，就可以利用虛擬實驗的方式，將化學儀器、藥品等放在模擬實驗情境中，并讓學生在一旁觀察實驗現(xiàn)象?？梢越Y合多次實驗，得出具有差異性的滴定反應曲線，引導學生多次觀察和分析，幫助其更加清晰地掌握酸堿滴定反應的特性。

（四）拓展基于網(wǎng)絡資源展示的實驗教學

在常規(guī)的教學中，高中化學教師借助的實物工具，主要是使用幻燈片、掛圖等靜態(tài)教具，感性效果不是特別好。而整合現(xiàn)代信息技術，就可以融合動畫、圖像、聲音等多種形式，為學生提供豐富的感性材料，或者制作成三維動畫進行模擬，讓文字材料變得更加具體形象。網(wǎng)絡資源比較豐富，同時具有共享性，在高中化學教學實驗教學過程中的有效應用，能夠促進教師與學生交流方式的互動，同時為學生提供更加便捷的學習條件。學生能夠在網(wǎng)頁資源的幫助下，實現(xiàn)自主學習，同時利用網(wǎng)絡資源庫與素材庫，降低做實驗的復雜程度，有效地節(jié)約時間。

高中化學教師應該善于指導學生巧妙地利用網(wǎng)絡資源，突破時間空間的限制，幫助學生在浩瀚的網(wǎng)絡知識海洋中，逐漸拓展自身的視野。比如：“化學反應的速度和限度”相關實驗，教師先利用微視頻，通過課前導學的形式給學生呈現(xiàn)，讓學生了解炸藥爆炸、塑料老化和食物腐爛等現(xiàn)象，之后讓學生查閱相關的互聯(lián)網(wǎng)資料，思考化學反應的速度快慢跟什么因素有關，有條件的同學可以親自動手制作實驗驗證預想，讓信息技術更好地助力學生的學習主體性發(fā)揮[4]。

（五）整合現(xiàn)代信息技術，提升學生思維創(chuàng)新能力

現(xiàn)如今已經(jīng)步入了一個信息化時代，這個時代融合了計算機、網(wǎng)絡和多媒體等多種新型技術，而教育作為培養(yǎng)新型人才的重要手段，在教學過程中，需要融合現(xiàn)代信息技術。結合高中化學教學而言，化學教學的重要目標是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，在參與化學實驗的過程中，不斷形成創(chuàng)新精神，能夠對化學基礎知識和基礎技能掌握得更加牢固。在教學實踐中，創(chuàng)新教育的核心是培養(yǎng)和啟迪學生的創(chuàng)新思維，引導學生敢于突破傳統(tǒng)，不能局限于傳統(tǒng)思維定式下，通過對化學規(guī)律的不斷探索，對其進行重新組合排列，獲得的體驗和感受是學生通過探討、分析、總結出來的，這些結論的得出，需要融合學生的思維過程，創(chuàng)新思維具有獨創(chuàng)性、發(fā)散性和求異性的特點。因此，作為高中化學教師，要通過逆向思維能力的不斷培養(yǎng)，推動學生創(chuàng)新思維的進步。

對高中化學中一些難以用語言表示的抽象復雜的化學反應，教師可以結合信息技術，給學生進行生動直觀的演示，對這個演示過程進行觀察和比較，啟迪學生的思維，讓學生通過對比形成空間想象能力，進而推動創(chuàng)新思維的發(fā)展。例如：高中化學“乙酸”的相關知識講授，涉及分子結構與乙酸的化學性質，教師可事先制作模擬的球棍模型，在Flash動畫課件中給學生展示鍵的極性，模擬斷鍵的過程，以及其他基團是如何連接到對應的位置，這樣學生會更加清晰地理解乙酸的酸性和酯化反應的機理。采用3Dmax制作成三維立體圖像，還能夠給學生展示晶體分子模型、結構。高中化學教師應用立體結構課件，對于自己的教學有輔助作用，學生能夠從更加立體的空間中想象化學物質的存在，進而從量的角度分析物質的微觀組成[5]。

參考文獻

[1]范宗山.基于信息技術支持的高中化學實驗教學方法[J].中國教育技術裝備.2017（23）.

[2]盧建攀.信息技術與高中化學實驗教學整合研究[J].中學課程輔導（教學研究）.2020（26）.

[3]盛國定，馬國春.微課與高中化學實驗教學的整合研究[J].化學教育，2020（15）.

[4]賈海蘭.現(xiàn)代信息技術在高中化學實驗教學中的運用思考[J].學苑教育，2019（30）.

[5]盧建攀.信息技術與高中化學實驗教學整合研究[J].中學課程輔導（教學研究），2020，14（26）：17.

作者簡介：顏少明（1978— ），男，漢族，福建永春人，晉江市毓英中學，中學一級，本科。研究方向：化學教學。

本文系2020年晉江市基礎教育教學改革專項課題“基于核心素養(yǎng)的高中化學實驗教學中信息技術的應用研究”，課題編號JJYKT2020-06的研究成果。