互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)研究

摘要：實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識和培養(yǎng)實踐能力的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)化學(xué)實驗通常需要學(xué)生親自操作實驗設(shè)備，進行實驗操作和觀察實驗現(xiàn)象，以及記錄實驗數(shù)據(jù)和分析實驗結(jié)果。而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為化學(xué)教學(xué)帶來了新的機遇，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗通過在線平臺提供虛擬實驗環(huán)境和實驗項目，為學(xué)生提供了更加方便和靈活的學(xué)習(xí)方式?；ヂ?lián)網(wǎng)化學(xué)實驗不受時間和空間的限制，學(xué)生可以隨時隨地進行實驗學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)體驗。本文對互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗的特點和優(yōu)勢進行了闡述，并探討了如何借助互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗；學(xué)習(xí)能力；問題；特點和優(yōu)勢；具體應(yīng)用

一、引言

化學(xué)能力的培養(yǎng)是指學(xué)生通過實際操作實驗，掌握實驗技能、實驗方法和實驗原理，并能夠獨立設(shè)計和完成化學(xué)實驗，正確觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)果分析的能力?；瘜W(xué)能力的培養(yǎng)對學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)和將來從事相關(guān)工作具有重要意義，通過實際操作化學(xué)實驗，可以加深學(xué)生對化學(xué)理論知識的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的實驗思維和實驗技能，提高學(xué)生的動手能力和問題解決能力。

為了培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)能力，教師可以采用多種教學(xué)方法，其中互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗教學(xué)得到了廣泛應(yīng)用，為培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)能力提供了新的途徑。

二、化學(xué)能力培養(yǎng)教學(xué)存在的問題

（一）實驗設(shè)備和材料不足

實驗設(shè)備和材料不足是化學(xué)實踐能力培養(yǎng)教學(xué)中的普遍問題。在化學(xué)實驗中，正確的實驗設(shè)備和材料是確保實驗結(jié)果準確和安全的關(guān)鍵，然而很多學(xué)校和實驗室面臨著實驗設(shè)備和材料不足的挑戰(zhàn)，許多學(xué)校的實驗室設(shè)備老化且數(shù)量有限，由于經(jīng)費限制和維護困難，很多學(xué)校無法及時更新和維修實驗設(shè)備，導(dǎo)致學(xué)生完成實驗時面臨設(shè)備故障、缺乏必要的儀器和設(shè)備，影響了他們的實踐能力培養(yǎng)。而實驗材料的供應(yīng)不穩(wěn)定也是一個問題，化學(xué)實驗中需要使用化學(xué)試劑和材料，但部分學(xué)校無法獲得這些材料，或者供應(yīng)量有限，不僅限制了學(xué)生進行實驗的機會，也限制了他們對不同實驗方法和技術(shù)的學(xué)習(xí)。

針對這些問題，學(xué)校應(yīng)該加強對實驗設(shè)備和材料的投入，提高實驗室設(shè)備的更新和維護頻率。

（二）實驗操作時間緊張與實驗安全意識不足

首先，在實驗室中，學(xué)生通常需要在有限的時間內(nèi)完成一系列的實驗步驟。由于時間緊迫，學(xué)生會感到壓力，導(dǎo)致操作過程中出現(xiàn)錯誤，不僅會影響他們對實驗的理解和掌握程度，還可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生負面影響。因此，需要尋找有效的方法合理安排實驗操作時間，確保學(xué)生有足夠的時間進行實驗，并且能夠仔細觀察和記錄實驗現(xiàn)象。

最后，實驗安全意識不足也是一個需要關(guān)注的問題?；瘜W(xué)實驗中存在一定的危險性，需要學(xué)生具備一定的安全意識和操作技巧。然而，由于缺乏對實驗安全的充分了解和培養(yǎng)，學(xué)生在實驗中經(jīng)常忽視安全細節(jié)，導(dǎo)致發(fā)生事故。為了解決這一問題，應(yīng)該加強對實驗安全的教育和培訓(xùn)，讓學(xué)生了解實驗操作中存在的潛在風(fēng)險，并掌握相應(yīng)的安全措施。

（三）實驗設(shè)計和分析能力培養(yǎng)不足

化學(xué)實踐能力培養(yǎng)是教學(xué)中至關(guān)重要的一環(huán)，旨在幫助學(xué)生理解化學(xué)原理，并通過實驗設(shè)計和分析加深他們對化學(xué)現(xiàn)象的認識。然而，教學(xué)中發(fā)現(xiàn)存在實驗設(shè)計和分析能力培養(yǎng)不足的問題。

首先，許多化學(xué)實驗的設(shè)計過于簡單，缺乏挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性，學(xué)生只需要按照老師提供的實驗步驟進行操作，缺乏思考和自主設(shè)計機會，被動的實驗設(shè)計方式限制了學(xué)生的創(chuàng)造力和實驗技能。因此，應(yīng)該鼓勵學(xué)生在實驗設(shè)計中提出觀點，并允許他們嘗試不同的方法，從而培養(yǎng)他們的實驗設(shè)計能力。

最后，實驗結(jié)果的分析與實驗設(shè)計相比，也經(jīng)常被忽視。學(xué)生常常只關(guān)注實驗結(jié)果的準確性，而缺乏對實驗結(jié)果的深入思考和分析，他們很少有機會學(xué)習(xí)如何解讀實驗數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)通過數(shù)據(jù)分析驗證假設(shè)，并培養(yǎng)他們對實驗結(jié)果的批判性思維能力。

三、互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗的特點

（一）安全性

互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗具有許多獨特的特點，其中之一是安全性。相較于傳統(tǒng)實驗室，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗為學(xué)生和教師提供了更安全的實驗環(huán)境?；ヂ?lián)網(wǎng)化學(xué)實驗通過虛擬實驗室的形式，消除了潛在的危險因素。傳統(tǒng)實驗室中，許多化學(xué)物質(zhì)具有毒性或腐蝕性，錯誤地使用或操作可能導(dǎo)致事故發(fā)生。然而，在互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗中，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進行實驗，使用的化學(xué)物質(zhì)是模擬的，不會對人體產(chǎn)生任何實際傷害。這樣，學(xué)生可以在沒有安全隱患的情況下，自由地探索和學(xué)習(xí)化學(xué)知識。互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗還提供了實時監(jiān)控和指導(dǎo)機制，確保實驗過程的安全。在傳統(tǒng)實驗室中，教師需要不斷地巡視和監(jiān)督學(xué)生的實驗操作，以確保他們的安全。

然而，在互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗中，教師可以通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)實時觀察學(xué)生的實驗過程，并及時提供指導(dǎo)和糾正，不僅減少了教師和學(xué)生之間的距離，還確保了實驗過程的安全性。

（二）多樣性

互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗平臺上通常提供了大量的實驗項目，涵蓋從基礎(chǔ)到高級等多個層次。學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)進度和興趣選擇適合的實驗完成，從而更好地掌握化學(xué)知識和實驗技能。此外，多樣性還表現(xiàn)在實驗材料和條件的靈活性上。在傳統(tǒng)實驗室中，學(xué)生只能使用固定的實驗設(shè)備和化學(xué)試劑，而互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗平臺則可以提供更多的選擇。學(xué)生可以根據(jù)實驗要求，在線購買所需的實驗材料，或者使用平臺提供的虛擬實驗材料進行模擬實驗。同時，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗還可以根據(jù)學(xué)生的實驗環(huán)境進行調(diào)整，無論在學(xué)校實驗室、家庭實驗室還是在線實驗室，都能進行相應(yīng)的實驗操作。

（三）可視化

可視化是互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗的又一個重要特點，通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，學(xué)生可以觀看實驗的視頻錄像或?qū)崟r直播，直觀地了解實驗過程和操作技巧，能夠提供更生動、直觀的學(xué)習(xí)體驗，還能夠解決傳統(tǒng)實驗中學(xué)生容易遇到的觀察不到、操作不當?shù)葐栴}。在互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗中，學(xué)生可以通過虛擬實驗室進行實驗?zāi)M，模擬實驗環(huán)境、實驗器材和實驗步驟，從而在實驗前能夠熟悉實驗的整個過程。另外，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗也可以通過數(shù)據(jù)可視化的方式展示實驗結(jié)果。學(xué)生可以通過圖表、曲線等形式呈現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，直觀地觀察和分析實驗結(jié)果的變化趨勢，能夠幫助學(xué)生更好地理解實驗結(jié)果，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和圖像處理能力，為他們今后的科學(xué)研究和實驗工作打下基礎(chǔ)。

四、互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實踐能力的具體應(yīng)用

（一）虛擬實驗教學(xué)

化學(xué)教學(xué)中，互聯(lián)網(wǎng)虛擬實驗教學(xué)是一種創(chuàng)新的方法，可以幫助學(xué)生更好地掌握化學(xué)實驗的基本原理和操作技巧。教師可以選擇適合的虛擬實驗平臺或軟件，市面上有許多虛擬實驗平臺，如VirtualChemLab、ChemCollective等，這些平臺提供了各種實驗?zāi)M和數(shù)據(jù)分析工具，可以模擬真實實驗的過程和結(jié)果，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實驗需求選擇合適的平臺。同時，教師需要為學(xué)生提供詳細的實驗指導(dǎo)。在虛擬實驗中，學(xué)生會遇到不熟悉的操作和步驟，因此教師需要提供清晰的實驗指導(dǎo)，包括實驗?zāi)康?、步驟、注意事項，可以通過文字說明、圖片、視頻等方式呈現(xiàn)，以幫助學(xué)生更好地理解和完成實驗，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)。

例如，在人教版化學(xué)“酸堿中和反應(yīng)”一課中，可以借助虛擬實驗幫助學(xué)生在實驗室外進行實驗操作和實驗思維的培養(yǎng)。教師指導(dǎo)學(xué)生打開虛擬實驗平臺，選擇酸堿中和反應(yīng)的實驗場景，學(xué)生根據(jù)實驗要求，選擇合適的試劑和裝置，按照實驗步驟逐步進行實驗操作，包括準備試劑、稱取試劑、倒入容器、加熱等步驟。觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗結(jié)果，對實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出實驗結(jié)論。

通過虛擬實驗案例，學(xué)生可以在虛擬實驗平臺上進行實驗操作和觀察，了解酸堿中和反應(yīng)的原理和操作步驟。同時，學(xué)生還可以通過撰寫實驗報告和思考討論，進一步加深對酸堿中和反應(yīng)的理解和應(yīng)用。

（二）數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解釋

化學(xué)實踐能力是化學(xué)教育中重要的一部分，而互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗教學(xué)為學(xué)生提供了更多的機會進行探索。這種教學(xué)模式下，數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解釋成為教學(xué)的重點之一。數(shù)據(jù)分析是化學(xué)實驗中不可或缺的一環(huán)，通過收集、整理和分析實驗數(shù)據(jù)，可以使學(xué)生更好地理解化學(xué)原理和實驗過程。互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗教學(xué)可以通過在線實驗平臺收集學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)分析的工具和方法。學(xué)生可以利用這些工具，對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和圖表化，從而更直觀地觀察和分析實驗結(jié)果。在數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，結(jié)果解釋也是化學(xué)實驗教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生可以深入理解實驗現(xiàn)象，并將其與化學(xué)原理相聯(lián)系，從而培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和分析能力。

例如，在“電解水實驗”教學(xué)中，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析實踐能力與思維。引導(dǎo)學(xué)生思考電解水的意義和重要性，介紹本次電解水實驗的目的和背景，學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)平臺完成電解水實驗，并按照實驗步驟進行操作，學(xué)生將實驗過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行記錄。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用統(tǒng)khh4qXhGooyKan9UekVCfstMW0OpGU7IhLH9cMPnigM=計方法處理實驗數(shù)據(jù)，計算電解水的產(chǎn)氣速率、電解效率等相關(guān)指標，并繪制圖表展示數(shù)據(jù)變化。學(xué)生通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，得出電解水的產(chǎn)氣速率和電解效率，并進行解釋，分析實驗結(jié)果的原因和可能的誤差來源，思考實驗過程中遇到的問題和解決方法。

（三）在線討論和交流

在互聯(lián)網(wǎng)時代，線上討論和交流成了一種重要的教學(xué)方法，也為化學(xué)實驗教學(xué)帶來了新的可能。

首先，教師在教學(xué)前可以建立一個線上平臺或論壇，供學(xué)生進行討論和交流，可以是專門網(wǎng)站，也可以是一個社交媒體群組或微信群。在平臺上，學(xué)生可以分享實驗中遇到的問題、觀察結(jié)果和實驗過程中的思考。同時，他們也可以互相提出問題、給予建議和分享實驗心得。通過線上平臺互動，學(xué)生能夠更加全面地理解化學(xué)實驗的原理和方法。

最后，利用線上視頻會議工具進行實時交流和討論。在線上實驗教學(xué)中，教師可以安排定期的視頻會議，與學(xué)生進行實時交流和討論。通過視頻會議，教師可以解答學(xué)生的疑惑，指導(dǎo)他們進行實驗操作，并與他們分享實驗中的注意事項。同時，學(xué)生也可以在視頻會議中向教師請教問題，與教師和其他同學(xué)進行討論，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，提高實驗教學(xué)效果。

例如，在“鎂條在空氣中燃燒驗證質(zhì)量守恒定律”實驗教學(xué)中，教師可以通過在線討論和交流提升實驗教學(xué)質(zhì)量。實驗開始前，學(xué)生通過在線討論和交流，分享實驗設(shè)想和預(yù)期結(jié)果，并提出問題，如鎂條在空氣中燃燒會產(chǎn)生什么樣的化學(xué)反應(yīng)，燃燒后的產(chǎn)物是什么。討論問題后，學(xué)生逐漸形成了對實驗的整體認識。接下來，學(xué)生開始進行實驗，按照實驗操作步驟，將鎂條點燃并置于燃燒器中，隨著鎂條燃燒的進行，學(xué)生觀察到鎂條在空氣中燃燒產(chǎn)生了明亮的火焰，并發(fā)現(xiàn)鎂條燃燒后的產(chǎn)物是白色的粉末狀物質(zhì)。

實驗結(jié)束后，學(xué)生通過在線討論和交流，分享了實驗結(jié)果，對實驗過程中的觀察和現(xiàn)象進行了分析，并得出了結(jié)論：鎂條在空氣中燃燒產(chǎn)生了氧化鎂的化學(xué)反應(yīng)，燃燒后的產(chǎn)物是氧化鎂。通過該實驗案例，學(xué)生不僅深入理解了質(zhì)量守恒定律的原理，還通過在線討論和交流，加深了他們對實驗過程的理解和實驗結(jié)果的分析能力。因此，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗案例為學(xué)生提供了一個多元化的學(xué)習(xí)方式，使他們能夠在實踐中探索化學(xué)知識，并培養(yǎng)了他們的合作和溝通能力。

五、結(jié)束語

綜上所述，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗對學(xué)生化學(xué)能力的培養(yǎng)具有重要意義。通過互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中完成實驗操作和數(shù)據(jù)分析，提高他們的實驗技能和數(shù)據(jù)處理能力。同時，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗還可以促進學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)和思想交流，培養(yǎng)他們的團隊合作和溝通能力。此外，互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)實驗還可以提供實時的反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生及時糾正錯誤、改進實驗操作和實驗報告寫作，提高學(xué)生的實驗技能和實踐能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)的化學(xué)人才做出貢獻。

作者單位：王進霞 甘肅省臨洮中學(xué)

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