基于信息技术支持的高中化学实验教学方法

范宗山

摘 要 探讨信息技术在高中化学实验教学中的应用，分析信息技术的应用优势、基于信息技术的化学实验教学特点，以及信息技术的应用方法。结合具体教学案例，说明高中化学实验教学运用信息技术的制约因素和实施策略。

关键词 信息技术；高中化学；实验教学；虚拟实验

中图分类号：G633.8 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）23-0136-03

1 前言

信息技术在现代学科教学中具有重要地位。通过信息技术的应用，可以有效丰富课堂形式，提高教学效率，帮助教师更加直观、形象地展示课堂知识内容。近年来，信息技术在各个学科教学中都得到广泛应用，基于信息技术开展各项教学活动，能够获得更加理想的课堂教学效果，弥补传统教学的不足。

信息技术在高中化学教学中的应用具有重要意义。化学教学包含大量实验内容，教师在实验教学过程中需要为学生进行实验演示。传统的演示方法单一，效果也不够理想，难以让学生深刻认识化学实验规律，掌握实验方法。在信息技术支持下，教师可以利用多媒体设备在虚拟环境中进行演示实验，充分发挥信息技术表现能力的优势，帮助学生对化学实验过程进行全面、细致的理解。因此，应促进信息技术在化学实验教学中的应用，掌握正确的教学方法，提升实验教学质量和教学效率。

2 信息技术在高中化学实验教学中的应用优势

优越的信息表现能力，助力化学微观结构解读 高中化学实验中探讨的微观粒子反应过程是学生难以理解的问题。使用常规实验演示手段，无法对微观层面的反应过程进行演示，学生只能通过宏观层面的实验现象，在脑海中推导微观粒子的反应过程，因此容易出现理解偏差。在信息技术的助力下，教师可以利用多媒体课件，向学生演示微观粒子的反应过程，帮助学生建立直观的认识。将抽象的知识具体化，将微观反应过程显现化，能够有效降低学生对化学知识的理解难度[1]。

进行虚拟演示实验，代替部分危险实验 高中化学课程中包含大量的化学实验内容，一些实验不仅操作难度较高，实验内容复杂，而且会产生许多有毒有害物质。出于教学安全的考虑，通常这些实验学生无法进行亲身体验。还有一些实验对实验环境的要求较高，而且需要经过较长的时间才能观察到反应现象，超出了课堂教学时间的允许。在传统教学中，遇到此类实验只能由教师结合教材进行讲解，学生的学习热情和学习效果偏低。在信息技术支持下，此类实验都可以在虚拟环境中进行演示，既能保证实验安全，又能让学生清楚地认识实验反应过程[2]。

开展生活化教学，加深学生理解 化学是一门在生活中应用广泛的学科，化学反应现象无处不在，许多生活中的现象也可以通过化学分析方法进行解释。新课改不断强调教学要联系实际，让学生掌握知识技能的实际应用能力。但是受课堂时间和教学环境的限制，化学实验难以真正走进社会、走进学生生活开展教学活动。信息技术的应用打破了高中教学的局限性，教师可以充分利用互联网中丰富的教学资源，将课堂教学内容与学生的生活紧密联系起来，引入更多的生活化学问题，在引导学生解读生活现象的过程中培养实践能力，加深对理论知识的理解，同时也有利于开阔学生视野，培养化学学习兴趣。

3 基于信息技术的实验教学方法

实验录像教学 实验录像教学是基于信息技术的化学实验教学的基本方法，主要利用多媒体投影仪开展教学活动。教师在课前进行实验录像，在课上利用多媒体设备进行录像演示，将课下的实验过程再现到课堂上。该教学方法主要适用于演示气体溢出、晶体析出、颜色变化和强光照射等类型的实验，可以对课堂环境中实验现象不明显的实验进行清晰演示。而且教师只需要进行一次实验录制，便可以进行多次展示，能够有效解决部分实验现象不容易重复出现的现象。通过利用实验录像进行实验演示，可以节省大量课堂时间，而且能够获取比当堂演示更加清晰的演示效果。实验录像教学法的应用主要分为四个步骤：

1）课前准备，教师进行实验录像，或引用与实验教学内容完全一致的实验录像；

2）在课堂上进行录像播放，注意控制好教室内的声光环境；

3）在实验录像播放过程中配以必要的讲解，让学生掌握实验的关键点；

4）录像播放结束后，针对实验过程中的关键点对学生进行提问，检验学生的学习效果[3]。

虚拟实验教学 虚拟实验是以信息技术的软硬件设备为基础，主要利用虚拟现实技术、化学仿真实验平台等，对操作复杂性较高或具有危险性的实验进行演示。通过信息技术软硬件平台，为教师和学生搭建一个虚拟的操作平台，模拟正常教学环境中无法提供的实验环境，通过虚拟操作完成实验过程。虚拟实验教学具有较高的仿真性和交互性，能够有效规避化学实验风险，保证课堂教学的安全性。而且进行虚拟实验的教学成本低，不需要使用特殊的化学实验器材和化学药品，只需要搭建好计算机软硬环境，就可以进行实验。在没有实验危险和化学药品限制的情况下，学生可以随时随地进行化学实验，通过多次体验强化理解认知，熟练操作过程。开展虚拟实验教学主要有三个关键点：

1）充分发挥虚拟现实技术的作用，辅助课堂情境创设，通过音频、视频的共同作用，营造逼真的实验环境；

2）充分发挥化學仿真实验平台的作用，以学生为主体开展实验教学，让学生在虚拟环境下进行操作，自行体验实验过程；

3）教师发挥辅助作用，在学生的实验操作过程中给予必要的指导，可以通过提问或布置任务的方式，引导学生在实验过程中注重对化学知识的思考[4]。

4 化学实验信息化教法案例

甲烷与氯气反应的实验录像教学 甲烷与氯气的反应条件是光照，但是在实验过程中要避免日光直射，否则容易发生爆炸。在实际课堂教学环境中，进行甲烷与氯气的反应实验危险性较高，而且观察到的反应现象不明显。因此，可以采用实验录像取代课堂实验演示。教师可以在专门的实验室中进行实验过程录制，并通过调整录制视角和视距向学生展示操作细节。录像教学视频截图如图1所示。endprint

铜锌原电池反应实验 该实验是将铜锌电极浸入H2SO4溶液中，化学性质活泼的锌被氧化后变成Zn2+离子，经过导线流向铜电极；H2SO4溶液中的H+则被还原成H2，从铜极放出。该实验的主要影响因素是铜锌电极的纯度、表面积和粗糙程度，以及兩极间的电阻大小和电解质浓度。在铜极放出的氢气在正常条件下无法被观察到，可以先将实验过程录制下来，再利用投影仪对其进行放大，使学生能够更好地观察到实验产生的小气泡。

金属钠与水的反应实验 在该实验中，钠会浮在水的表面，在与水发生反应时放出氢气，在氢气的推动下在水面游动；而且钠与水的反应十分剧烈，会出现嘶嘶的摩擦声，继续反应会出现燃烧或发生爆炸。由于实验具有一定的危险性，在传统实验教学中无法让学生较为全面地观察到所有的实验现象。在实验过程中利用投影仪进行多角度投影，可以让学生全方位观察钠与氢气在各个反应阶段出现的实验现象。

氯气实验室制法的虚拟实验 氯气实验室制法是高中化学实验教学的重点内容，而且氯气在生产生活中有重要应用，是漂白粉、消毒剂等的制备原料，还可以用于对饮用水进行消毒。在进行该部分内容的实验教学时，教师不仅要让学生掌握课内知识，还要让学生充分了解氯气的用途，与生活实践结合到一起，树立生活化的化学学习理念。虚拟实验平台为教师和学生提供了一个虚拟操作环境，在平台上有实验所需的各种器具模型和药品模型。学生可以根据需要搭建实验设施，并在实验器具内添加药品，通过软件操作进行化学实验。

氯气实验室制法是通过MnO2与浓盐酸的反应制备氯气，也可以用高锰酸钾或KClO3代替MnO2。不同的实验原料需要使用不同的实验装置。教师可以采取分组实验的方式，每个小组选择一种或多种方法进行实验。在实验结束后，由小组指派代表汇报反应过程中的现象和得出的结论，然后由教师进行总结，并讲解氯气的用途，拓展学生的知识面。

5 在化学实验教学中应用信息技术要克服的问题

随着信息技术在教育领域应用的不断深入，信息技术的优势已经得到广大师生的一致认可。从目前信息技术在高中化学实验教学中的应用来看，存在以下几个问题。

1）信息资源建设水平有待提高。虽然大部分学校已经配置了多媒体教学设施，但是由于软硬件更新速度慢，软件功能落后，没有完全发挥信息技术的作用。特别是虚拟现实技术、仿真实验平台等在化学实验教学中的应用较少。

2）教师技术水平有待提高。应用化学实验信息教法，首先要求教师具备较高的信息技术水平，能够在上课过程中灵活运用信息技术设备，辅助教学活动的开展。但目前化学教师的整体信息技术水平仍然偏低，需要加强信息技术培训，满足现代化教学需要。

为克服上述两个问题，要做到：积极应用信息技术，弥补传统教学方法的不足，为学生演示具有危险性或实验现象不明显的实验；与传统实验教学方法相互结合，注重培养学生的实验设计能力和动手能力；充分利用网络资源，发挥优秀教学课件和学习资源的作用，为学生提供自主学习途径；发挥信息技术的优势，将课堂教学内容与学生生活实际问题联系起来，培养学生的知识应用能力。

6 结语

综上所述，信息技术在高中化学实验教学中的应用具有多方面优势，可以有效弥补传统教学方法的不足，使学生能够直观地对各种实验过程进行观察，并给学生提供了虚拟现实的模拟操作环境，有利于培养学生的学习兴趣、动手能力和知识应用能力。因此，应促进信息技术在高中化学实验教学中的应用，掌握正确的应用方法，促进教学效率的提升。

参考文献

[1]赵太林.高中化学实验教学中计算机信息技术的应用分析[J].中国教育技术装备，2015（13）：163-164.

[2]李娟.提高高中化学课堂有效性：信息技术与化学实验教学整合[J].中国教育技术装备，2012（28）：43-44.

[3]闫婧杰.高中化学实验教学的课外延伸现状及策略研究[D].重庆：西南大学，2011.

[4]许颖如.现代信息技术在高中化学实验教学中的运用研究[D].上海：上海师范大学，2005.endprint