信息化條件下高中化學(xué)實驗教學(xué)模式研究

王黎彬

（甘肅省清水縣第六中學(xué)，甘肅清水 741400）

陸游在《冬夜讀書示子聿》中寫道：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！边@句話強調(diào)了實踐在學(xué)習(xí)中的重要作用，對當代學(xué)習(xí)活動有極高的指導(dǎo)意義。學(xué)生想要真正掌握復(fù)雜的高中化學(xué)知識，必須經(jīng)歷實踐的過程，在親身參與的實驗探究中加深思維，總結(jié)知識特點和本質(zhì)。因此，在新課程改革對高中化學(xué)教學(xué)提出更高要求后，越來越多的教師嘗試著優(yōu)化高中化學(xué)實驗教學(xué)模式，不斷總結(jié)信息化教學(xué)的優(yōu)勢和經(jīng)驗，以獲得更多高中化學(xué)實驗教學(xué)啟發(fā)。

一、信息化在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的作用

（一）拓寬學(xué)習(xí)途徑，開闊學(xué)生視野

信息化為高中化學(xué)實驗教學(xué)帶來的最明顯影響是能夠拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑。在信息化條件下，學(xué)生不僅可以在課堂、教材中獲取化學(xué)知識，而且可以借助互聯(lián)網(wǎng)平臺認識化學(xué)、了解化學(xué)，這能夠有效開闊學(xué)生的化學(xué)視野。另外，教師在傳統(tǒng)備課、授課模式基礎(chǔ)上，可以開發(fā)在線備課、授課模式，利用信息技術(shù)搜集、整合化學(xué)實驗教學(xué)資源，為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)素材。這同樣具有開闊學(xué)生化學(xué)視野之效，可以使其在高中化學(xué)實驗教學(xué)中持續(xù)地增加實驗探究熱情。

（二）抽象變?yōu)樾蜗?，降低學(xué)習(xí)難度

信息化在高中化學(xué)實驗教學(xué)中具有“化抽象為形象”的重要作用。本質(zhì)上，信息化是一種工具、一種手段，教師可以利用信息技術(shù)直觀性、形象化等特點，將抽象的高中化學(xué)實驗以一種形象化的方式展現(xiàn)在學(xué)生眼前，使學(xué)生形成更加真實、直觀的體驗，促成他們對化學(xué)實驗的合理想象，從而降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，提高實驗教學(xué)效率和有效性［1］。對于學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的一些不容易被發(fā)現(xiàn)的錯誤，教師也可以將其形象化地展示出來，幫助學(xué)生更順利地分析實驗誤差原因。在這一維度上，學(xué)生繼續(xù)降低學(xué)習(xí)難度，對其深入探究高中化學(xué)實驗同樣有極高的促進意義。

（三）打造新型課堂，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

信息化還有打造高中化學(xué)新型實驗課堂的關(guān)鍵作用，有利于培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)實驗的持久興趣。相較于傳統(tǒng)課堂，新型動態(tài)課堂明顯更受學(xué)生歡迎，無論是聲音還是畫面，都能在無形中減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感和壓力感，營造更愉悅的學(xué)習(xí)氛圍，從而利用環(huán)境優(yōu)勢，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在信息化條件下，教師可以將視頻、圖片等多樣化的動態(tài)教學(xué)資源應(yīng)用在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，并在學(xué)生實踐操作時播放一些輕柔、舒緩的音樂，打造有聲的、動態(tài)的新型課堂，讓學(xué)生始終沉浸在良好的學(xué)習(xí)氛圍中，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，增加其實驗探究動力。

二、信息化在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的有效應(yīng)用

基于高中化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容豐富性、學(xué)生實驗探究多樣性、實驗步驟復(fù)雜性等特征，筆者認為信息化在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的有效應(yīng)用具有不同的表現(xiàn)形式。

（一）打造開放性平臺，實現(xiàn)良好預(yù)習(xí)

落實實驗教學(xué)是在課堂上直接引出實驗，還是先在課前鼓勵學(xué)生預(yù)習(xí)實驗?zāi)?？這個問題始終沒有統(tǒng)一的答案。但是實際工作經(jīng)驗告訴筆者，后者往往可以取得更好的實驗教學(xué)效果。多數(shù)高中生已經(jīng)具備優(yōu)異的自主學(xué)習(xí)能力，可以通過自主預(yù)習(xí)了解實驗背景、目的和基本流程，對實驗產(chǎn)生更高興趣、做出一定準備，使其提高課堂實驗探究的積極性和有效性。教師要建立“凡事預(yù)則立”意識，充分積極發(fā)揮信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，打造一個開放性的化學(xué)學(xué)習(xí)平臺。進而通過該平臺，提前向?qū)W生發(fā)布“實驗預(yù)習(xí)”任務(wù)，適當分享預(yù)習(xí)材料，鼓勵學(xué)生通過下載資料、閱讀教材提示、上網(wǎng)查找資料等方式了解實驗內(nèi)容，猜想實驗現(xiàn)象和結(jié)果，制訂個人實驗計劃，也讓學(xué)生對實踐操作中可能遇到的問題做到心中有數(shù)，逐漸實現(xiàn)對化學(xué)實驗的良好預(yù)習(xí)。

在此基礎(chǔ)上，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生圍繞預(yù)習(xí)所得展開討論，說一說通過預(yù)習(xí)了解了實驗的哪些信息，對實驗有哪些想法，對可能在實驗中發(fā)生的問題有哪些應(yīng)對措施?！皩嶒灐痹掝}被自然而然地引出，實驗教學(xué)也就水到渠成。

（二）構(gòu)建資源庫，豐富教學(xué)內(nèi)容

信息化讓信息爆炸的時代悄然到來，依托各種移動智能終端，人們可以通過微博、抖音、微信等媒介接受大量信息。將這些信息進行整合，對人們認識和了解事物有極大好處。同理，將“大爆炸”的信息整合應(yīng)用在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，能夠促進學(xué)生對實驗的認識和理解。教師要與時俱進，將網(wǎng)絡(luò)中豐富的信息與高中化學(xué)實驗教學(xué)聯(lián)系起來［2］，比如構(gòu)建化學(xué)實驗教學(xué)資源庫。在資源庫中，教師可以整合化學(xué)現(xiàn)象圖片、化學(xué)實驗視頻、化學(xué)科普動畫、化學(xué)實驗公開課視頻、優(yōu)質(zhì)教學(xué)課件等多種資源，并將其按照內(nèi)容、特征進行分類，進而在資源庫支持下最大限度地豐富教學(xué)內(nèi)容。教師要根據(jù)化學(xué)實驗教學(xué)實際需要，將資源庫中的信息靈活應(yīng)用在課堂上，讓學(xué)生不僅可以在豐富的資源點撥下更好地探究和完成實驗，更能拓寬化學(xué)視野，讓教學(xué)不只有培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)探究能力的作用，更能開闊學(xué)生眼界。

（三）引入生活化元素，創(chuàng)設(shè)實驗情境

“生活化”在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中有重要地位。比如，鐵長時間暴露在空氣中氧化生成紅褐色銹衣，變?yōu)殍F銹，通過燃燒（氧化還原反應(yīng)）將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，應(yīng)用在生產(chǎn)生活中的各種有機高分子材料，化學(xué)在生活中無處不在，與人們的生活緊密相關(guān)。教師在開展實驗教學(xué)活動時，應(yīng)充分關(guān)注生活經(jīng)驗、生活現(xiàn)象對學(xué)生感知和探究實驗的影響，將生活元素有效利用起來，但并不是所有生活元素都可以直接搬到課堂上。在無法直接呈現(xiàn)生活化教學(xué)元素時，教師可以利用信息化手段創(chuàng)設(shè)生活化實驗情境。比如，根據(jù)化學(xué)實驗主題，教師可以在生活中尋找與之相關(guān)的現(xiàn)象，通過拍照、錄視頻等方式將其記錄下來；又或者直接在互聯(lián)網(wǎng)中搜索化學(xué)實驗相關(guān)生活現(xiàn)象，并以此為前提，在高中化學(xué)課堂實驗教學(xué)中先通過多媒體再現(xiàn)生活現(xiàn)象，喚醒學(xué)生的生活經(jīng)驗，使其想起曾經(jīng)在生活中接觸過的化學(xué)知識，克服畏難心態(tài)，對實驗產(chǎn)生濃厚興趣，積極設(shè)計實驗方案，驗證自己對生活現(xiàn)象化學(xué)原理的猜想。與此同時，培養(yǎng)學(xué)生觀察和探究生活中化學(xué)現(xiàn)象的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高其“透過生活學(xué)化學(xué)”能力，對其深入探究高中階段的化學(xué)知識有極高促進意義。

（四）針對性教學(xué)，講解實驗難點

化學(xué)實驗需要理論支持，學(xué)生只有高效完成理論學(xué)習(xí)并掌握一些化學(xué)原理和化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律，才能科學(xué)地設(shè)計實驗，客觀思考和討論實驗現(xiàn)象，得出合情、合理的實驗結(jié)論。反之，若理論儲備不足，不能用化學(xué)的語言和思維理解實驗現(xiàn)象，學(xué)生很難得到理想的實驗探究結(jié)果。因此，理論指導(dǎo)經(jīng)常被認為是高中化學(xué)實驗教學(xué)難點。教師可以在信息化條件下，對化學(xué)實驗理論展開針對性講解，幫助學(xué)生梳理實驗思維，推動其科學(xué)探究。在此期間，教師可以將微課視為重要的教學(xué)資源。以“氧化還原反應(yīng)”實驗為例，教師可以設(shè)置“氧化還原反應(yīng)的定義”“氧化還原反應(yīng)中的化合價變化”“氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移”“常見的氧化劑和還原劑”等教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生回憶氧化還原反應(yīng)理論知識。學(xué)生在對微課展開學(xué)習(xí)后，能夠提高在實驗中選擇氧化劑與還原劑的準確性，顯著提升實驗探究科學(xué)性，自然更能得出正確的實驗結(jié)論，強化化學(xué)理論學(xué)習(xí)。

此外，教師也可以利用表格、思維導(dǎo)圖等工具開展教學(xué)活動。比如在對一些易混淆的實驗展開教學(xué)時，教師可以利用表格對比出示易混淆實驗原理、反應(yīng)方程等信息，讓學(xué)生展開對比觀察，明確實驗異同，再緊扣實驗特點展開探究，在得出正確的實驗結(jié)論基礎(chǔ)上，提高區(qū)分易混淆知識的學(xué)習(xí)能力。

（五）全方位演示實驗，支持實驗觀察

演示實驗是高中化學(xué)實驗教學(xué)的重要組成部分，以教師演示、學(xué)生觀察為主，意在讓學(xué)生在觀察中了解實驗的基本過程和操作技巧，提高個人實踐操作規(guī)范性。但是教師只在講臺上通過實際操作演示實驗過程時，通常只有坐在教室前排的學(xué)生能看清楚整個實驗過程，中間和后排的學(xué)生經(jīng)?？床坏酵暾膶嶒炦^程和細節(jié)，這對其進行實踐操作造成了極大限制。為此，信息化條件下，教師可以利用多媒體等優(yōu)勢，全方位演示高中化學(xué)實驗［3］。比如，在“亞鐵鹽的氧化性和還原性”實驗教學(xué)中，通過多媒體播放演示實驗視頻，展示“取3ml FeCl2溶液加入試管中，加入幾小塊鋅片，并來回振蕩，過一會兒后觀察現(xiàn)象”實驗過程，放大“振蕩”細節(jié)，讓學(xué)生全方位觀察“在試管中滴加實驗試劑”“將鋅片放在裝有試劑的試管中”“振蕩試管”的規(guī)范操作，促使學(xué)生在自主實驗的過程中有意識地規(guī)范自己的實踐操作行為，規(guī)避由操作不當引發(fā)的實驗誤差和風(fēng)險。

需要強調(diào)的是，在學(xué)生觀察演示實驗教學(xué)視頻時，教師要根據(jù)學(xué)生實時反應(yīng)，適當暫停和重播視頻，對細節(jié)或容易造成爭議的操作做出強調(diào)，讓學(xué)生深刻地理解視頻中的各項操作，最大限度地保證演示實驗有效性。必要時，教師也可與學(xué)生圍繞部分操作展開討論，使其在說、做的過程中進一步加深觀察印象，提高自主實驗規(guī)范性。

（六）開發(fā)虛擬實驗，模擬操作過程

高中化學(xué)實驗教學(xué)中不乏一些操作難度較大的實驗，對實驗環(huán)境和藥品要求較高，不適合學(xué)生自主操作。但是，學(xué)生依然想要感受其實際操作過程，觀察反應(yīng)現(xiàn)象，以強化對相關(guān)化學(xué)理論的理解和掌握。此時，教師可以基于信息技術(shù)虛擬性開發(fā)化學(xué)虛擬實驗。展開來說，教師可以利用仿真化學(xué)實驗軟件或VR 工具為學(xué)生創(chuàng)造虛擬化學(xué)實驗環(huán)境，實現(xiàn)在一般狀態(tài)下難以完成的化學(xué)實驗教學(xué)，并達到與真實實驗相同的教學(xué)效果。比如，指導(dǎo)學(xué)生利用仿真化學(xué)實驗軟件中的虛擬環(huán)境、器材和藥品進行操作，在模擬操作中感受實驗，理解實驗現(xiàn)象的形成過程；在VR 工具支持下，為學(xué)生營造“立體化”的模擬實驗體驗，讓學(xué)生置身真實的實驗情境，為虛擬情境中的實驗操作者互換角色，充分滿足其觀察化學(xué)實驗現(xiàn)象的學(xué)習(xí)需求。隨后，教師要對虛擬現(xiàn)象進行必要的講解，說明其所代表的化學(xué)意義，幫助學(xué)生準確理解虛擬實驗內(nèi)容，達到最佳學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（七）記錄探究過程，復(fù)盤實驗錄像

如何檢驗學(xué)生實驗成果？如何幫助學(xué)生解決實驗中的問題？如何讓學(xué)生正視實驗探究中的失誤操作并在日后有效規(guī)避失誤？除了追蹤觀察學(xué)生實踐操作過程、檢查學(xué)生實驗報告外，教師還可以留存其實踐操作影像，復(fù)盤實驗錄像［4］。展開來說，在條件允許的情況下，教師可以在學(xué)生進行實踐操作時，利用手機等錄像工具將學(xué)生實驗探究過程記錄下來。比如，為學(xué)生提供手機支架，要求他們在實驗探究之前打開手機錄像功能，并將手機置于合適位置，錄下完整的實驗探究過程，同時要求學(xué)生在實踐操作結(jié)束后將視頻發(fā)送給教師；利用班級內(nèi)部錄像設(shè)備記錄學(xué)生實驗探究過程，在后臺調(diào)取錄像，剪輯重點片段。隨后，播放典型錄像，引導(dǎo)學(xué)生進行觀察，使其說出錄像中存在哪些不規(guī)范的操作以及這些操作會對實驗結(jié)果造成哪些影響，如何在之后的實驗探究中避免這樣的操作?？傊?，教師要充分發(fā)揮課堂錄像的積極作用，促進學(xué)生對失誤的有效復(fù)盤，使其在實踐操作中汲取足夠的經(jīng)驗，游刃有余地面對未來的高中化學(xué)實驗課程。

三、信息化條件下高中化學(xué)實驗教學(xué)的其他思考

上文中，不止一次地出現(xiàn)了“自主”一詞，意味著教師在信息化條件下進行高中化學(xué)實驗教學(xué)時，必須尊重學(xué)生的自主性，鼓勵學(xué)生自主參與和探究實驗。事實上，實驗本身就是學(xué)生自己的事情，只有親身設(shè)計和參與實驗，親自解決實驗中的問題、得出實驗結(jié)論，學(xué)生才能真正理解實驗，掌握其背后的化學(xué)知識。在教學(xué)過程中，教師只是在扮演組織和引導(dǎo)的角色，要在必要時給予學(xué)生一些指導(dǎo)和點撥。教師必須正視自己的身份，給予學(xué)生最大的信任和自由，這樣才能將上述信息化優(yōu)勢充分發(fā)揮在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，促使學(xué)生高效完成實驗探究，積累化學(xué)知識和實踐操作經(jīng)驗。同時，教師要關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)的一種特殊形式——合作學(xué)習(xí)。在一些難度較大、操作過程較為煩瑣的實驗中，教師要鼓勵學(xué)生進行小組學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的團隊協(xié)作意識和能力，使其通過合作輕松突破實驗困境，保證信息化實驗教學(xué)效果。

四、結(jié)語

總之，信息化為高中化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)造了一些有利條件，教師要重視高中化學(xué)實驗教學(xué)活動，在尊重學(xué)生主體地位、鼓勵合作基礎(chǔ)上活用信息技術(shù)手段進行實驗教學(xué)，為學(xué)生進行實踐操作提供全面、豐富和有效的指導(dǎo)，切實增強高中化學(xué)實驗教學(xué)有效性。但在目前，高中化學(xué)信息化實驗教學(xué)模式還有一些不足，需要教師立足教學(xué)實際不斷豐富和優(yōu)化信息化教學(xué)方法，努力提高教學(xué)的質(zhì)量與效率。