現(xiàn)代信息技術(shù)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

【中圖分類號】G434【文獻標志碼】B【論文編號】1671-7384（2025）06-083-02

化學(xué)本身是一門實驗性、應(yīng)用性較強的自然學(xué)科，在傳統(tǒng)高中化學(xué)實驗教學(xué)中，受實驗條件和授課空間的限制，學(xué)生難以完全了解和實踐實驗步驟。在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，受時間、空間、場地等條件的限制，一些實驗本身具有一定的危險性，難以在課堂內(nèi)進行操作。在信息技術(shù)的支持下，教師能夠增強實驗現(xiàn)象的可視度，使學(xué)生更清晰直觀了解實驗原理，直觀立體地展現(xiàn)實驗內(nèi)容，打造更加安全高效的實驗教學(xué)環(huán)境，發(fā)揮實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面的作用與價值，有利于帶動高中化學(xué)教學(xué)的提質(zhì)增效。

導(dǎo)入環(huán)節(jié)，結(jié)合信息技術(shù)激發(fā)實驗興趣

1.結(jié)合多媒體技術(shù)，展示化學(xué)實驗

將現(xiàn)代信息技術(shù)引入高中化學(xué)實驗教學(xué)中，能夠豐富教學(xué)素材，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，為學(xué)生的學(xué)習(xí)實踐奠定堅實的基礎(chǔ)。尤其是一些涉及微觀現(xiàn)象的內(nèi)容，學(xué)生僅憑肉眼無法直接觀察。例如，在化學(xué)實驗中，一些反應(yīng)是基于原子、分子、粒子等微觀物質(zhì)，反應(yīng)過程十分細微，學(xué)生難以直觀感知，這也會影響學(xué)習(xí)效果1。以往在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，針對這部分內(nèi)容，教師大多一帶而過，或者要求學(xué)生將相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式、化學(xué)理論知識死記硬背，這會無形中增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

以“原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”一課為例，教師可以結(jié)合多媒體設(shè)備，為學(xué)生具體展示原子的結(jié)構(gòu)圖，帶領(lǐng)學(xué)生就原子核外電子的排布規(guī)律進行分析。這能為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)實踐奠定基礎(chǔ)，也能讓學(xué)生在親自實踐中，找出原子核外電子與層數(shù)之間的關(guān)系，能夠使學(xué)習(xí)過程更加直觀生動。教師利用3D建模軟件制作原子結(jié)構(gòu)的3D模型，通過多媒體設(shè)備在課堂上展示。這種方式讓學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)過程中，增強了對原子結(jié)構(gòu)知識的理解，為后續(xù)學(xué)習(xí)元素周期律等內(nèi)容奠定了良好基礎(chǔ)。

2.引入動畫視頻，“點燃”實驗環(huán)節(jié)

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師要認識到學(xué)生能力的差異性，在開展實驗教學(xué)時，教師也要布置個性化的學(xué)習(xí)任務(wù)，結(jié)合先進的化學(xué)模擬技術(shù)，實現(xiàn)知識的查漏補缺。配合動畫模擬技術(shù)，能夠激發(fā)學(xué)生的探究熱情，有效降低化學(xué)知識的學(xué)習(xí)難度2。

以“鹽類的水解”為例，教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)溶液的酸堿性質(zhì)相關(guān)知識時，可以結(jié)合化學(xué)實驗室中常見的試劑，以卡通人物的形象，分別拿出pH試紙，選擇每種溶液進行測試，并將測試結(jié)果填寫在相應(yīng)的表格上。在這一過程中以動畫模擬的形式展開，提升課堂教學(xué)效率，在動畫結(jié)束后，以問題的形式啟發(fā)學(xué)生思考：為什么鹽溶液的酸堿性會存在明顯差異？如何判斷溶液的性質(zhì)？在動畫模擬之下，學(xué)生能夠加強對鹽溶液性質(zhì)的深入理解，也能為后續(xù)的實踐操作奠定基礎(chǔ)。

探究環(huán)節(jié)，利用信息技術(shù)提升探究能力

化學(xué)實驗內(nèi)容流程復(fù)雜，對于學(xué)生的操作能力提出了較高的要求，在操作環(huán)節(jié)稍有不當，就可能造成實驗結(jié)果存在較大差異。尤其是一些難以用肉眼可見的實驗現(xiàn)象，可能由于反應(yīng)時間持續(xù)較短或反應(yīng)過程變化較為微小，不利于學(xué)生觀察，這也會影響實驗教學(xué)效果。受化學(xué)儀器精密程度等的影響，部分化學(xué)實驗不宜在實驗室內(nèi)開展。也有一些實驗本身持續(xù)時間較長，如果在課堂內(nèi)進行示范，會占用大量的課堂教學(xué)時間。對此，教師可以結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，對這類實驗過程進行模擬。

以“有機物質(zhì)之間的反應(yīng)”為例，教師在教學(xué)時要把握教學(xué)重點，即指導(dǎo)學(xué)生關(guān)注各種官能團的性質(zhì)。教師利用化學(xué)模擬軟件，在課堂上展示酯化反應(yīng)的動態(tài)過程。在軟件中，詳細呈現(xiàn)乙醇的羥基（-OH）和乙酸的羧基（-COOH）在濃硫酸催化下發(fā)生反應(yīng)的過程，通過動畫演示化學(xué)鍵的斷裂和重新組合，學(xué)生可以清晰地看到乙醇分子中羥基的氫原子與乙酸分子中羧基的羥基結(jié)合生成水，剩余部分結(jié)合生成乙酸乙酯。教師組織學(xué)生以小組為單位，在軟件上改變反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)（如將乙醇換成丙醇，乙酸換成丙酸），觀察反應(yīng)過程和產(chǎn)物的變化。小組討論并分析不同結(jié)構(gòu)的官能團對反應(yīng)的影響，如醇羥基所連烴基的大小對反應(yīng)活性的影響等。通過這種模擬探究活動，學(xué)生不僅深入理解了酯化反應(yīng)的原理，還培養(yǎng)了自主探究和分析問題的能力。

展示環(huán)節(jié)，發(fā)揮信息技術(shù)的表現(xiàn)力優(yōu)勢

1.應(yīng)用虛擬技術(shù)，開展化學(xué)實驗教學(xué)

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，為學(xué)生展示一些較為復(fù)雜危險的實驗。以“氯氣的實驗室制法”一課為例，教師在進行實驗教學(xué)時可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，結(jié)合線上實驗平臺中模擬的藥品、用具，帶領(lǐng)學(xué)生開展相應(yīng)的實驗操作。

以“繪制酸堿滴定反應(yīng)曲線實驗”為例，在虛擬現(xiàn)實平臺上學(xué)生基于實驗場景獨立地組裝本次實驗所需要的化學(xué)試劑，添加相應(yīng)的藥品。其間仔細觀察實驗現(xiàn)象，獲得不同類型的反應(yīng)曲線，并做好數(shù)據(jù)記錄。在鍛煉學(xué)生操作能力的同時，也能讓學(xué)生對具體實驗的本質(zhì)特性有更加直觀深入的理解。

2.結(jié)合微課視頻，開展化學(xué)實驗教學(xué)

高中化學(xué)學(xué)科有著極為突出的實用性、應(yīng)用性，將信息技術(shù)引入高中化學(xué)實驗教學(xué)中，能夠方便快捷地為學(xué)生講解實驗現(xiàn)象，提升課堂教學(xué)效率。配合微課視頻，教師能夠進一步突破教學(xué)時間、空間的限制，方便學(xué)生在課上、課下結(jié)合個人的學(xué)習(xí)需求，反復(fù)觀看微課內(nèi)容，進而突破化學(xué)實驗教學(xué)中的重難點。

以“金屬鈉和水的反應(yīng)”實驗教學(xué)為例，教師可以制作相關(guān)的微課視頻，具體展示金屬鈉和水的反應(yīng)過程。微課視頻包含以下內(nèi)容：首先，展示實驗?zāi)康暮蛯嶒炈璧膬x器、藥品，如金屬鈉、蒸餾水、酚酞試液、燒杯等。接著，在安全的實驗環(huán)境下進行操作演示，用鑷子取出一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油，將鈉投入盛有水的燒杯中。學(xué)生可以清晰地看到鈉浮在水面上，迅速熔化成一個閃亮的小球，在水面上四處游動，并發(fā)出“嘶嘶”的響聲，溶液逐漸變紅。視頻中，教師對每個實驗現(xiàn)象進行詳細講解，分析產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因，如鈉浮在水面是因為鈉的密度比水小，熔化成小球是因為鈉與水反應(yīng)放熱且鈉的熔點低等。同時，視頻中還穿插了動畫演示，展示鈉與水反應(yīng)的微觀過程，即鈉原子失去電子變成鈉離子，水分子得到電子生成氫氣和氫氧根離子。學(xué)生在課下觀看微課時，可以隨時暫停、回放，仔細觀察實驗現(xiàn)象，深入理解實驗原理。教師還可以在微課視頻結(jié)尾設(shè)置一些思考問題，如：如果將金屬鈉投入硫酸銅溶液中，會發(fā)生什么現(xiàn)象？引導(dǎo)學(xué)生進一步拓展思維，鞏固所學(xué)知識。

結(jié)語

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中引入現(xiàn)代信息技術(shù)，能夠使化學(xué)現(xiàn)象更加可視化、清晰化，也能使化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容更加豐富，極大地彌補了以往高中化學(xué)實驗教學(xué)中存在的不足。在信息技術(shù)的支持下，教師的實驗教學(xué)資源得以拓展，學(xué)生參與實驗學(xué)習(xí)的興趣也進一步提升。這對于提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，調(diào)動學(xué)生參與化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性、主動性有著重要意義，也能實現(xiàn)課堂教學(xué)的提質(zhì)增效，使高中化學(xué)實驗教學(xué)充滿趣味。

參考文獻

[1]龔濤.讓信息技術(shù)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中煥發(fā)光彩[J].高考，2022（7）：111-113.

[2] 宋尾娥．信息技術(shù)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].學(xué)苑教育，2021（11）：49-50.

作者單位：山東威海市第二中學(xué)

編輯：王曉波