高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，信息技術(shù)的應(yīng)用為實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的思路和方法.但信息技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)踐中還存在一些問(wèn)題，需要探究合適的方法和措施來(lái)解決.據(jù)此，文章對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中信息技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀和不足進(jìn)行了深入研究和分析，研究表明，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加生動(dòng)和高效.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；信息技術(shù)；高中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）36-0134-03

收稿日期：2023-09-25

作者簡(jiǎn)介：尤佳琪（1982.9-），女，江蘇省南京人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，它在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，尤其是在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用.在教學(xué)中，信息技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多的視覺和聽覺資料，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的參與度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也為教師提供了更加豐富的教學(xué)資源，并提高了教學(xué)效果.因此，積極推廣和加強(qiáng)信息技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，將有助于提高教學(xué)質(zhì)量，營(yíng)造良好的教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力，促進(jìn)教育事業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展^[1].

1 研究背景與意義

本研究旨在探究信息技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析其優(yōu)點(diǎn)和不足，從而進(jìn)一步探索和提高信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用效果.此外，本研究還將就目前信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題和瓶頸進(jìn)行深入分析和解讀，提出相應(yīng)的優(yōu)化和改善策略，以促進(jìn)信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用和推廣，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)造性思維，更好地適應(yīng)未來(lái)的社會(huì)需求.

2 信息技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 信息技術(shù)應(yīng)用的常見形式

信息技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用廣泛，常見的有多媒體教學(xué)軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等.

多媒體教學(xué)軟件廣泛應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，它可以用圖像、聲音、文字等多種方式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)步驟，幫助學(xué)生更好地理解和記憶化學(xué)知識(shí).

實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)字仿真，幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)的成功率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.

遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以通過(guò)在線平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活性和可擴(kuò)展性.

虛擬實(shí)驗(yàn)室采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)現(xiàn)全方位的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí).

2.2 信息技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)和使用情況

雖然信息技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，但是目前大部分化學(xué)教師的信息技術(shù)應(yīng)用水平較低，認(rèn)識(shí)不足，應(yīng)用效果不佳.一方面，由于化學(xué)教師的職業(yè)特點(diǎn)和因素，大多數(shù)化學(xué)教師接受信息技術(shù)教育的時(shí)間和精力有限，對(duì)信息技術(shù)專業(yè)知識(shí)缺少深入的學(xué)習(xí)和掌握，導(dǎo)致他們的信息技術(shù)應(yīng)用技能較弱，對(duì)于新的信息技術(shù)教學(xué)新方法也不了解；另一方面，當(dāng)前教育環(huán)境和制度對(duì)于化學(xué)教師信息技術(shù)的要求也不夠嚴(yán)格.由于缺乏對(duì)教師信息技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)培訓(xùn)、鼓勵(lì)和支持，大部分化學(xué)教師對(duì)于信息技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)和使用意識(shí)相對(duì)較低.

3 信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)劣勢(shì)

3.1 信息技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

信息技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和成功率；

可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真和虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)和實(shí)際操作感受；

可以通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活性和可擴(kuò)展性；

可以豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段和方式，通過(guò)多媒體、虛擬實(shí)驗(yàn)等方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)習(xí)動(dòng)力的提高.

3.2 信息技術(shù)應(yīng)用的不足和問(wèn)題

信息技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中可能存在軟件故障和網(wǎng)絡(luò)狀況不理想等問(wèn)題.信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用需要依賴軟件和網(wǎng)絡(luò)的支持，如果軟件出現(xiàn)問(wèn)題或者網(wǎng)絡(luò)狀況不理想，就會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行.盡管虛擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)字仿真可以讓學(xué)生理解和掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能，但是它們與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相比存在一定的差距，缺乏真實(shí)體驗(yàn)的比較和操作機(jī)會(huì).

目前，大多數(shù)化學(xué)教師對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用并不熟悉，缺乏專業(yè)知識(shí)和應(yīng)用技能，不能有效地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中.信息技術(shù)的應(yīng)用可以在一定程度上提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，但是學(xué)生缺乏真實(shí)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，可能會(huì)影響到他們的實(shí)驗(yàn)操作水平和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.

4 優(yōu)化高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施

4.1 提高教師信息技術(shù)應(yīng)用能力

化學(xué)教師是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)化學(xué)教師的師資建設(shè)，提高教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力.通過(guò)專業(yè)性強(qiáng)的培訓(xùn)、進(jìn)修、研討等形式，增強(qiáng)化學(xué)教師的信息技術(shù)知識(shí)和應(yīng)用能力，提高他們?cè)诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)的能力.

應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理，更好地理解實(shí)驗(yàn)原理，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的技能和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力.在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法下，學(xué)生也可以獨(dú)立思考、自主探究，降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難度，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量.教師需要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成超越信息技術(shù)的實(shí)驗(yàn)精神和態(tài)度.信息技術(shù)不能完全替代實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)需要學(xué)生扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).需要教育學(xué)生將信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，保證實(shí)驗(yàn)的正確性和質(zhì)量^[2].

4.2 提供適合的信息技術(shù)軟硬件設(shè)備和環(huán)境

采用信息技術(shù)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要相應(yīng)的硬件設(shè)備和軟件環(huán)境.學(xué)校應(yīng)該提供適合的軟硬件設(shè)備，并且要保證設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù).此外，還需要提供良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓學(xué)生和教師可以隨時(shí)隨地進(jìn)行信息交流和實(shí)驗(yàn)操作.

例如，在化學(xué)課堂中采用虛擬實(shí)驗(yàn)室.虛擬實(shí)驗(yàn)室是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)，構(gòu)建出一個(gè)數(shù)字經(jīng)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生通過(guò)電腦來(lái)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn).

通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以進(jìn)行一系列與常規(guī)實(shí)驗(yàn)類似的操作，如調(diào)配、加熱、混合溶液、化學(xué)反應(yīng)等，通過(guò)不斷地試錯(cuò)來(lái)掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能.虛擬實(shí)驗(yàn)室的虛擬設(shè)備特別適合研究化學(xué)變化的程度和反應(yīng)速率，同時(shí)還可以通過(guò)添加或減少試劑的數(shù)量來(lái)研究反應(yīng)的平衡和動(dòng)態(tài)過(guò)程.

虛擬實(shí)驗(yàn)室還可以提供多種不同場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，例如燃燒實(shí)驗(yàn)、電解實(shí)驗(yàn)、酸堿實(shí)驗(yàn)等，在不同的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到不同的化學(xué)知識(shí)，掌握不同的實(shí)驗(yàn)技能，逐漸提高實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行、數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的能力.

虛擬實(shí)驗(yàn)室還可以提供可視化的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)模擬效果，通過(guò)模擬化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，讓學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)原理和化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，形象、立體地展示化學(xué)反應(yīng)的各種物理化學(xué)現(xiàn)象，提高學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)直觀觀察和數(shù)據(jù)分析能力.

4.3 探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該探索創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果.

例如，在“化學(xué)反應(yīng)速率比較”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以采用模擬實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)等方式，讓學(xué)生通過(guò)操作實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的探究和計(jì)算，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解以及編程和數(shù)據(jù)分析的能力.

在探究“反應(yīng)速率”時(shí)，可以利用信息技術(shù)創(chuàng)建化學(xué)反應(yīng)模擬軟件，讓學(xué)生通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)研究反應(yīng)速率和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的變化規(guī)律.這種實(shí)驗(yàn)方式不僅可以展示化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察力和數(shù)據(jù)分析能力，同時(shí)也可以幫助教師提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度.

在信息技術(shù)的支持下，教師還可以將電腦和傳感器聯(lián)合使用，設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并進(jìn)行探究和分析.例如，在氧氣和氫氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)鏈接一些數(shù)據(jù)采集儀器，可以實(shí)時(shí)獲取氣體的濃度、壓力等數(shù)據(jù).學(xué)生們可以研究濃度、溫度等相關(guān)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此來(lái)深入理解反應(yīng)速率和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的概念.

通過(guò)這些信息技術(shù)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，化學(xué)教學(xué)趨于生動(dòng)、直觀、實(shí)用化，提高了教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為化學(xué)教育創(chuàng)造了一個(gè)更加先進(jìn)的教育環(huán)境.

4.4 建立有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量至關(guān)重要.因此，學(xué)校應(yīng)該建立統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系，以便教師和學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，同時(shí)也能為學(xué)生提供良好的參考.

通過(guò)加強(qiáng)師資建設(shè)、提供適宜的信息技術(shù)設(shè)備和環(huán)境、探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、建立有效的評(píng)價(jià)體系等建議和措施，可以更好地發(fā)揮信息技術(shù)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和質(zhì)量，也能培養(yǎng)學(xué)生成為具有高度創(chuàng)新能力的化學(xué)人才.

與此同時(shí)，要求教師有更高的專業(yè)素養(yǎng)，掌握更加深入的化學(xué)理論知識(shí)，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié).學(xué)校需要加大對(duì)信息技術(shù)設(shè)備的投入，給學(xué)生提供更加豐富的實(shí)驗(yàn)和課程資源.特別是在虛擬實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)絡(luò)課堂應(yīng)用的過(guò)程中，學(xué)校需要滿足這些資源的需求，這樣就可以為信息技術(shù)的應(yīng)用提供更加基礎(chǔ)的條件保障.在實(shí)踐方面，應(yīng)該多采用以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索精神.尤其在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和探究，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)徹底地理解化學(xué)理論，并且理解實(shí)驗(yàn)操作的意義和特點(diǎn)^[3].

通過(guò)應(yīng)用以上建議和措施，可以進(jìn)一步提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果，讓學(xué)生更好地理解化學(xué)原理，充分證明信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要作用.

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，信息技術(shù)的應(yīng)用是十分重要和必要的，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，還能夠使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加安全、生動(dòng)和高效.在這個(gè)過(guò)程中，虛擬實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)課堂、多媒體技術(shù)等信息技術(shù)工具發(fā)揮了關(guān)鍵作用.教師需要不斷提高自身信息技術(shù)能力，了解最新的軟件和技術(shù)，并且能夠靈活運(yùn)用到自己的教學(xué)當(dāng)中.

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[責(zé)任編輯：季春陽(yáng)]