雙減背景下信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效運(yùn)用研究

邸得志，楊佳欣

（甘肅省古浪縣大靖初級(jí)中學(xué)，甘肅古浪 733103）

初中化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅能使學(xué)生更好地理解和掌握基礎(chǔ)知識(shí)，提高靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維和創(chuàng)新能力。《初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出“實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式”，并要求學(xué)生“初步形成基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，能獨(dú)立設(shè)計(jì)和完成一些簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)”?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)具有科學(xué)性、直觀性、易感知性和探索性等特點(diǎn)，但是由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，這些特點(diǎn)不能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中完全體現(xiàn)出來(lái)，有些教師把“做實(shí)驗(yàn)”變成了“講實(shí)驗(yàn)”，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，而信息技術(shù)的出現(xiàn)則能很好地地彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足。信息技術(shù)克服了實(shí)驗(yàn)條件的限制，通過(guò)模擬動(dòng)感畫面突破了實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和安全性；同時(shí)，還激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，使學(xué)生在愉悅環(huán)境中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、掌握實(shí)驗(yàn)步驟、提高實(shí)驗(yàn)技能。

一、信息技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論依據(jù)

化學(xué)是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，基本特點(diǎn)是利用直觀的實(shí)驗(yàn)，揭示化學(xué)的基本原理和規(guī)律；強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動(dòng)手操作并主動(dòng)思考和探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果，從而完成化學(xué)知識(shí)體系和框架的構(gòu)建。這和建構(gòu)主義理論的基本要求是一致的，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于學(xué)科教學(xué)的理論指導(dǎo)和最主要依據(jù)。

建構(gòu)主義（Constructivism）也稱作結(jié)構(gòu)主義，起源于對(duì)行為主義“學(xué)習(xí)是反應(yīng)的強(qiáng)化”的反思，其主要代表人物有瑞士著名教育心理學(xué)家讓·皮亞杰（J.Piaget）、美國(guó)兒童發(fā)展心理學(xué)家勞倫斯·科爾伯格（Lawrence Kohlberg）。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論包含四個(gè)要素：“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”，“情境”即營(yíng)造有利于學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行意義建構(gòu)的環(huán)境；“協(xié)作”與“會(huì)話”即學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)者之間人際和人機(jī)的討論、交流與合作；“意義建構(gòu)”即學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)知識(shí)的內(nèi)容、規(guī)律以及各知識(shí)點(diǎn)之間內(nèi)在聯(lián)系的理解和掌握，并形成自己的意義建構(gòu)。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)了以“學(xué)生為主”的學(xué)習(xí)，不僅要求學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)接受者和被灌輸者變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，還要求教師由知識(shí)的傳授者變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)建構(gòu)意義過(guò)程的指導(dǎo)者和促進(jìn)者。這就要求教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)思路。

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，采用建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段開展新型化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)造了多種教學(xué)模式，對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的積極性、增強(qiáng)教學(xué)效果發(fā)揮了重要的作用。

二、信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效運(yùn)用策略

2022 年剛剛頒布的《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在教學(xué)實(shí)施建議中指出：教師要充分認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，要注重發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的作用，積極探索信息技術(shù)與化學(xué)的深度融合。課程標(biāo)準(zhǔn)是開展初中化學(xué)教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，因此教師在初中化學(xué)教學(xué)中不僅要意識(shí)到信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)融合的必要性，也要在教學(xué)實(shí)踐中尋找信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效方法。化學(xué)教師要結(jié)合信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，嘗試解決當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的問題，具體來(lái)說(shuō)可以從以下方面著手。

（一）利用信息技術(shù)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)效果

初中化學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容主要是與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)、變化規(guī)律等微觀內(nèi)容密切相關(guān)，特別是在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)變化，都是在微觀領(lǐng)域即原子層面上的重新組合，或者是化學(xué)鍵的斷裂再組合。學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)更多的是觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但其微觀領(lǐng)域的具體變化學(xué)生很難感受到，更多時(shí)候是依靠教師的口頭講解，這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)還是相對(duì)抽象的，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握還是停留在記憶層面。恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用信息技術(shù)則能夠更直觀地為學(xué)生呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，便于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，尤其針對(duì)隱性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和半隱性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及一些粗定量實(shí)驗(yàn)不易觀察、經(jīng)常出現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)背離的現(xiàn)象。如濃度的變化或者酸堿性的變化，電解水實(shí)驗(yàn)中對(duì)氫氣和氧氣量的測(cè)定問題等。應(yīng)用信息技術(shù)則能夠幫助初中化學(xué)教師解決這些問題，特別是利用多媒體動(dòng)畫的形式給學(xué)生直觀地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。例如在做電解水的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以先給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用動(dòng)畫的形式給學(xué)生模擬分子、原子這些微觀粒子在實(shí)驗(yàn)中的具體運(yùn)動(dòng)情況，幫助學(xué)生直觀地了解在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中微觀領(lǐng)域的變化，進(jìn)而逐步理解在實(shí)驗(yàn)中化學(xué)變化的原理與實(shí)質(zhì)；此外化學(xué)教師也可以應(yīng)用實(shí)物投影或者實(shí)物展臺(tái)與演示性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，幫助學(xué)生清晰地觀察實(shí)驗(yàn)流程，使學(xué)生在理解知識(shí)掌握技能的同時(shí)，還能增強(qiáng)探究能力和創(chuàng)新能力，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)很有幫助。

（二）利用信息技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣

初中階段學(xué)生接觸化學(xué)的時(shí)間較晚，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)更少，因此教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)部分學(xué)生不知如何下手的問題，甚至有些學(xué)生擔(dān)心自己做不好而不敢參與。這時(shí)教師應(yīng)用多媒體來(lái)給學(xué)生呈現(xiàn)真實(shí)的情境或者直觀的畫面，就增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂表現(xiàn)力與交互性，給學(xué)生以視聽一體的全面沖擊，能有效地激發(fā)學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)的興趣。例如，在進(jìn)行《金屬的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可以通過(guò)多媒體首先給學(xué)生呈現(xiàn)鎂、鋁、鐵、銅的物理性質(zhì)，使學(xué)生產(chǎn)生直觀的印象，然后提出問題“他們的化學(xué)性質(zhì)又有什么特點(diǎn)呢？”學(xué)生就會(huì)迫切地想通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)得到答案，其參與實(shí)驗(yàn)的興趣就會(huì)被有效激發(fā)出來(lái)。

（三）利用信息技術(shù)，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率

目前教育的信息化已經(jīng)成為一種發(fā)展新趨勢(shì)，不僅能夠形象、直觀、多樣化地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)其便捷、易操作的優(yōu)勢(shì)也為學(xué)生更有效地參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了便利。特別是針對(duì)初中化學(xué)課時(shí)緊張而實(shí)驗(yàn)教學(xué)耗時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)狀，教師靈活地應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)能夠有效地解決這些問題。

首先，利用信息技術(shù)能節(jié)約實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的時(shí)間。在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師苦惱的問題之一就是需要經(jīng)常給學(xué)生呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)流程圖，便于學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如果教師在課上直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，需要把實(shí)驗(yàn)器材搬入教室，進(jìn)行組裝后再呈現(xiàn)給學(xué)生，這需要耗費(fèi)大量時(shí)間。為了解決這一問題，教師可以通過(guò)課前拍照的方式進(jìn)行準(zhǔn)備，再在課上用多媒體呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生觀察和復(fù)習(xí)回顧起來(lái)就會(huì)非常方便，能夠節(jié)約很多時(shí)間，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的時(shí)間會(huì)更多，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。其次，利用信息技術(shù)能加快實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的主要參照，及時(shí)給學(xué)生呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)、連貫的學(xué)習(xí)非常有幫助。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以把攝像設(shè)備與教室多媒體連接起來(lái)，通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)及時(shí)為學(xué)生“直播”。為了便于學(xué)生理解也可以根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行回放、慢放，使學(xué)生一直能夠融入實(shí)驗(yàn)情境，這不但有利于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，也為學(xué)生有效地參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升其化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了便利。

（四）利用信息技術(shù)，保障演示實(shí)驗(yàn)的安全性

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些實(shí)驗(yàn)存在一定的危險(xiǎn)性或者危害性，為了保證學(xué)生的安全或者避免污染環(huán)境，化學(xué)教師往往會(huì)刪減這些實(shí)驗(yàn)，取而代之的是給學(xué)生講實(shí)驗(yàn)，然后要求學(xué)生機(jī)械地記憶，這對(duì)初中階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的難度，而應(yīng)用信息技術(shù)則能夠很好地解決這一問題。例如，鎂條燃燒的實(shí)驗(yàn)，所產(chǎn)生的氧化鎂對(duì)人的呼吸道會(huì)有較強(qiáng)的刺激，同時(shí)它在化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)光對(duì)學(xué)生的眼睛也會(huì)產(chǎn)生刺激，對(duì)學(xué)生的身體傷害問題較為明顯。對(duì)此，化學(xué)教師可以在實(shí)驗(yàn)中確保自身安全的前提下利用攝像設(shè)備給學(xué)生拍攝實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，并且可以針對(duì)重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性的點(diǎn)撥，這樣既落實(shí)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，達(dá)到了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，還能夠保護(hù)學(xué)生的身體健康，可謂一舉多得。

（五）利用信息技術(shù)，提高復(fù)習(xí)教學(xué)效率

在初三階段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容也是化學(xué)考試、考查的內(nèi)容，這就需要教師在日常教學(xué)和講授習(xí)題時(shí)回顧相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如果僅僅依靠教師口頭的描述或講解，難以激發(fā)學(xué)生積極、有效的思維，也難以使學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象。如果再給學(xué)生重新做一次實(shí)驗(yàn)，又往往不具備這樣的條件，可操作性較低。應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)能夠有效地解決這一問題，教師可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)生出現(xiàn)問題較為集中的內(nèi)容，再通過(guò)多媒體給學(xué)生呈現(xiàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生在直觀的觀看實(shí)驗(yàn)視頻的基礎(chǔ)上，再去分析和解決問題，這樣就給學(xué)生增加了解決問題的抓手，其解決問題的過(guò)程就會(huì)更加高效。而在梳理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，化學(xué)教師可以利用多媒體把重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)、易錯(cuò)點(diǎn)、高頻考點(diǎn)進(jìn)行剪輯、編輯，然后通過(guò)視頻的形式推送給學(xué)生，在學(xué)生觀看的同時(shí)進(jìn)行講評(píng)，學(xué)生就有了具體的參照和依據(jù)。此外，為了彌補(bǔ)初三階段學(xué)生課內(nèi)復(fù)習(xí)時(shí)間不足的問題，教師可以把中考中需要考查和復(fù)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行整理，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)推送給學(xué)生，讓學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)需求靈活地選擇相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，這也能有效地提升學(xué)生的復(fù)習(xí)效率。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)該注意的幾個(gè)問題

（一）精心設(shè)計(jì)、合理融入

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入現(xiàn)代信息技術(shù)，教師一定要準(zhǔn)確定位信息技術(shù)的功能與作用，即它是輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工具，而不是替代實(shí)驗(yàn)教學(xué)。所以，化學(xué)教師在應(yīng)用信息技術(shù)參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，一定要精心設(shè)計(jì)，發(fā)揮其引導(dǎo)學(xué)習(xí)、補(bǔ)充優(yōu)化的作用，把握好應(yīng)用信息技術(shù)的時(shí)機(jī)，避免出現(xiàn)“喧賓奪主”的問題。

（二）避免機(jī)械使用信息技術(shù)資源

隨著信息化的發(fā)展，現(xiàn)代信息資源非常豐富，甚至有“泛濫成災(zāi)”的態(tài)勢(shì)，特別是課件和視頻資源，但其是否適合學(xué)生則需要結(jié)合學(xué)情進(jìn)行細(xì)致分析。部分教師在應(yīng)用信息技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)不加選擇地機(jī)械式應(yīng)用的現(xiàn)象，這會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

（三）要保障師生有效參與

根據(jù)新課改的要求，在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也要堅(jiān)持以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)開展教學(xué)活動(dòng)，尤其是要重視學(xué)生的參與性，切實(shí)發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。但在應(yīng)用信息技術(shù)時(shí)，部分教師對(duì)信息技術(shù)的依賴性越來(lái)越明顯，師生之間、生生之間的交流、互動(dòng)越來(lái)越少，學(xué)生容易出現(xiàn)被動(dòng)學(xué)習(xí)的問題，這不利于學(xué)生主體地位的發(fā)揮。

（四）樹立正確的信息技術(shù)思維應(yīng)用意識(shí)

初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以實(shí)踐為主的課程，把信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合是新課改的要求，同時(shí)新課標(biāo)也強(qiáng)調(diào)“要合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，但不能用來(lái)完全替代真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)”。因此，初中化學(xué)教師在應(yīng)用信息技術(shù)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，一定要樹立正確的信息技術(shù)應(yīng)用思維，從實(shí)驗(yàn)的類型出發(fā)適當(dāng)?shù)厝谌?，但?duì)于可操作實(shí)驗(yàn)，教師則要弱化信息技術(shù)的應(yīng)用；對(duì)于不容易操作實(shí)施的實(shí)驗(yàn)，則可以增加信息設(shè)計(jì)的應(yīng)用。在應(yīng)用信息技術(shù)的過(guò)程中，教師也要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)要求融入其中，避免出現(xiàn)看實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

四、結(jié)語(yǔ)

在新課改下的初中化學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)成為中心工作，即要在化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐意識(shí)和能力、科學(xué)責(zé)任與態(tài)度。化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教學(xué)的形式與內(nèi)容，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有著極為重要的意義，學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不僅能夠感受到知識(shí)生成的過(guò)程，掌握一定的方法和技能，還能夠培養(yǎng)其探究意識(shí)和科學(xué)精神，而且契合初中生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí)我們也要看到，受一些因素的影響，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也遇到了一些問題，應(yīng)用信息技術(shù)能夠?yàn)榻鉀Q這些問題提供強(qiáng)大的助力。因此教師要重視信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合，不斷優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而提升化學(xué)教學(xué)的實(shí)效性。