运用信息技术优化实验教学——以鲁教九年级化学《中和反应》为例

宋振云

（桓台县实验中学，山东淄博 256400）

运用信息技术优化实验教学
——以鲁教九年级化学《中和反应》为例

宋振云

（桓台县实验中学，山东淄博 256400）

实验探究是化学学习的重要方式。文章探讨了交互式电子白板、虚拟化学实验室、Flash和数字传感器等信息技术与实验教学的整合，寻求利用信息技术提升实验教学效率的有效方法。

信息技术；实验教学；电子白板；虚拟实验室；数字传感器

《初中化学新课程标准》提出科学探究是化学学习的重要方式、义务教育阶段化学课程的重要内容；而实验是实现科学探究的重要途径、化学学习的重要方法。传统的实验教学存在一些不足，如受条件限制，一些实验无法开展；学生操作不规范不准确，影响到实验探究的结果和学习效率等等。恰当运用信息技术可以弥补这些实验教学中的不足，提升实验教学的效率。本文以鲁教版九年级化学《中和反应》为例，分析探索信息技术在实验教学中的重要辅助作用。

一、运用电子白板提升实验设计的直观性

实验探究前，学生常需要依据实验目的自行设计实验，确定实验仪器和实验步骤。但常有学生因实验设计不合理，导致探究过程中仪器组装缓慢，探究耗时长，效率低。而合理利用电子白板的图库功能和图像拖动功能，在电子白板上找出所需要仪器，模拟组装实验装置，并设计合理的实验步骤，可以对实验过程进行预演，提高实验探究的效率。

本节课探究 “氢氧化钠溶液和稀盐酸是否发生化学反应”这一问题时，学生们设计出很多实验方案。如利用石蕊试液、酚酞试液检测反应前后溶液的酸碱性；利用pH试纸测量反应前后溶液的pH值等。学生提出了合理的实验方案，但对具体的实验步骤却没有清晰的思路。此时请学生根据自己的实验方案在电子白板上选出合适的仪器，搭建实验装置，理清实验思路，并推测实验现象。通过这些模拟操作，学生非常清晰地明确了该实验探究的思路和步骤。

二、运用虚拟化学实验室提升实验探究的效率

建构主义认为学习是学习者以自身已有的知识和经验为基础的主动建构活动。学生的学习过程是在教师创设的情境下，借助已有的知识和经验，主动探索，积极交流，从而建立新的认知结构的过程。因此，教师创设情境，帮学生回顾已有知识，对新知识的构建起着至关重要的作用。《中和反应》授课前，通过前置性作业，利用虚拟化学实验室，学生在电脑上进行快速的模拟操作，复习酸溶液和碱溶液的检测方法、溶液pH的检测方法和酸碱溶液的电离，为新课学习储备知识和经验。

实验探究是化学学习不可或缺的重要过程。运用虚拟实验室对真实的实验进行巧妙的补充，完成探究困难、操作复杂、现象不明显的实验，可以提升实验教学的效率。

本节课是利用归纳法总结酸和碱反应的一般规律的。先通过实验探究稀盐酸滴定氢氧化钠溶液时pH的变化曲线，再拓展思考：其他酸和碱相互滴定也具有相同的pH变化曲线吗？对于初中学生来说，可以选择稀硫酸滴定氢氧化钠溶液、稀盐酸滴定氢氧化钙溶液等。但这些实验中反应物种类繁多，需测定的数据烦琐，探究用时较长，所以在课堂教学中很难完成。此时利用虚拟化学实验室探究多种酸和碱的反应，实时显示烧杯中溶液的pH，并在坐标系中输出pH变化曲线（见图1），就显得高效且直观了。

三、运用Flash技术提升实验原理教学的形象性

课堂上，利用电子白板的图像拖动功能可以非常形象地演示化学实验的原理——微粒的运动和碰撞过程。但该功能存在一定的局限性，电子白板可以展示反应前各微粒的种类和数量，却无法演示粒子碰撞后生成新微粒的过程。运用Flash中的startdrag语句可以制作拖动动画，拓展白板的拖动功能，更形象直观地展现化学反应中微粒的变化。本节课在实验探究后让学生思考酸碱滴定过程中，物质的组成微粒是怎么改变的，此时利用Flash制作一个烧杯，里面盛有氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的四种离子——氢离子、氯离子、钠离子和氢氧根离子。利用startdrag语句设置所有离子在烧杯内都可以自由拖动，当拖动氢离子碰到氢氧根离子时，这两种离子就会消失，并出现新的微粒——水分子。

通过Flash技术的运用，学生拖动各微粒并相互碰撞，形象地展示了中和反应的原理。学生很容易就能理解中和反应的实质就是氢离子与氢氧根离子生成水分子。

四、运用数字传感器技术，提升实验数据处理的时效性

绘制酸碱中和滴定中pH的变化曲线时，常规方法是向酸溶液中加入不同体积的碱溶液，然后用pH计测量混合后溶液的pH，最后根据实验数据手动绘制pH变化曲线。由于该实验操作复杂，数据处理烦琐，绘制的曲线准确度低，实验耗时长，初中学生难以完成。所以教材只是提供了一组已经测量完成的实验数据，要求学生根据已有数据绘制pH变化曲线，感受盐酸和氢氧化钠反应过程中酸碱度的变化。

由于传感技术具有实时采集、图形显示的突出特点，所以可以利用光电传感器监测滴定中消耗溶液的体积，利用pH传感器监测滴定过程中溶液pH的变化，并自动将数据采集入计算机，即时生成溶液pH的变化曲线。通过数字传感器技术的运用，学生能够快速直观地进行实验探究，改变了以往只能被动处理实验数据而无法进行实验探究的情况。

信息技术辅助实验教学不是取代实验，而是在实验的基础上作为实验探究的补充和延伸。随着信息技术在实验教学中不断应用，实验教学方式和手段不断得到优化，化学课堂教学效益将会得到进一步的提升。

[1]山东教育出版社.义务教育课程标准教科书化学（九年级全一册）[M].济南：山东教育出版社，2007.

[2]王雅苹.交互式电子白板在中学化学实验教学中的应用探讨[J].现代教育教学探索，2011，7（9）：132.

[3]蔡碧霞.利用现代传感技术绘制酸碱中和滴定曲线[J].化学教育，2009，30（11）：56-57.

[4]朱红芹.信息技术开辟化学实验教学新天地[J].中国教育技术装备，2011，（25）：165.

（编辑：王天鹏）

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1673-8454（2012）12-0047-02