实验教学在高中化学智慧课堂中的应用策略探究

陈海芳

化学学科与我们的生活息息相关，就连看似和化学无关的厨房，都和化学实验有着千丝万缕的关系。比如，食盐的化学式为NaCl，溶解于水，水中就有了Na+离子和Cl-离子。因此，化学实验的学习具有重要意义。通过对当前化学教学现状的研究我们可以发现，学生不能及时消化知识点，教师为了赶教学进度还在一味灌输新知识，最终导致学生无法吸收知识，也不能提升自身的能力和综合素养。在这种情况下，学生的学习效率会下降，甚至出现排斥心理。随着智慧课堂的兴起，信息技术逐渐在化学实验教学中发挥重要作用。基于此，文章对高中化学的实验教学在智慧课堂中的应用展开研究。

一、 智慧课堂的含义

“互联网+”的兴起持续冲击着传统的教育理念，传统教学方法已无法满足当前的教育需求，“智慧课堂”应运而生。智慧课堂是在互联网不断发展的背景下，以智能手机或平板等移动智能终端作为载体，打造以学生为中心的高质量学习课堂，教师在此过程中作为引导者，带领学生打造一个信息化、智能化和一体化的个性化课堂。

建立高中化学智慧课堂能够帮助学生学习化学内容、掌握化学知识、了解化学实验和认识生活化化学，有利于提高学生的化学素养。

二、 构建高中化学智慧课堂的意义

(一)有助于对学生的学习水平进行最新的反馈评估

智慧课堂是一个复杂的数据解读教程，能够轻松分析学生的做题错误率、考试的得分率，和容易混淆的知识点，借助智慧课堂的自动反馈和数据分析功能，能够得到直观具体的数据分析，可以帮助教师和家长了解学生在化学方面的长处和短处。

例如，在智慧课堂的后台上传课堂小测作业，规定学生在一定时间内完成考试内容，系统就能够做到按时收卷、自动改卷，还能对各个板块的得分情况做出分析，并根据学生的作答情况，自动对应交叉知识点，有针对性地给学生布置题目，帮助学生补齐短板。

(二)有助于发展学生的核心素养

高中化学智慧课堂不仅要考察学科的性质，突出学科的特点，还要掌握学生的学习规律，培养学生的化学素养，化学核心素养包括基础化学知识、化学实验能力、应用化学和学科情感等多项内容，智慧课堂可以将这些元素融合在一起，扭转传统的课堂教学模式，形成以核心素养为基础的育人模式，全面提高高中生的各项能力。

在苏教版《化学2(必修)》专题3第二单元“食品中的有机化合物”第一课时“乙醇”中，学生的主要学习目标包括分子式、结构式、简单结构式、电子式；了解燃料、饮料、溶液的使用；了解焚烧、催化、氧化反应等分散而复杂的知识点；通过葡萄酒文化视频拓展生活中的化学；通过录像重新认识乙醇模型；以及在线自学的完整在线评估。这样，第一个碎片化的知识将是透明的。

(三)有助于丰富教学内容

传统课堂仅限于课本内容，而智慧课堂则展现了别开生面的多元化课堂。化学智慧课堂能够精准捕捉社会中适合学生学习的信息资源，并用正确的方法和手段使其成为学生喜闻乐见的情境教学资源。例如，在“化学与生活”中，智慧课堂将课堂内容与防腐剂、调味品、染料、化妆品等结合在一起，从各种角度展示了与生活的联系。不仅如此，智慧课堂还可以根据学生的特点和兴趣爱好等，主动推送相关的化学文章、热点新闻等。这样与时俱进的课堂，才能充满生机和活力。

(四)“智慧课堂”能有效激发学生的探究积极性

虽然信息教育时代对学生来说并不陌生，但“智慧课堂”对高中生来说还是充满着吸引力。在许多高中生的认知里，信息化课堂就是教师将板书换成PPT，将不好演示的内容转换成视频等初级层面，这也是每个高中生几乎每天都要经历的，没有什么新鲜感。但是，如果高中生接触到实时教学、在线平台、云端连线等教学方式的“智慧校园”，可以激发学生的积极性，让学生更愿意参加化学课。这也是智慧课堂的好处之一，使学生能够通过好奇心和探索来尝试交流新的和未知的化学技能，并在课程中获得更多的学习经验，激发学生的探索热情。这在传统课堂上是几乎不可能实现的，也是教师在化学课上使用智慧课堂的主要原因。

(五)“智慧课堂”可以从不同角度为学生提供指导

过去教师在上课时，依靠教材作为教学的关键部分，教学的方式多是讲授。与学生的交流方式也更多的以问答的形式出现。这些方法往往角度单一，并不能为学生提供具体的指导。“智慧课堂”可以从不同角度提供高质量的教育。在信息化教育时代，“智慧课堂”拥有广泛的资源和方式，有些学生对化学的背景和化学研究有着浓厚的兴趣，因此教学的资源未必能够满足这些学生的需求，但教师在日常教学中没有时间为学生寻找合适的拓展资源，这就可以通过“智慧课堂”来完成；有些学生化学基础薄弱，甚至需要及时评估高中化学知识，老师无法帮助学生评估一段时间内的正常教学进度，这也可以通过“智慧课堂”来完成。“智慧课堂”模式能给学生带来不一样的感觉，让学生通过自我反思、合作沟通、化学实践等方式与化学进行交流，提供丰富的资源和模式。

三、 在高中化学实验教学中应用智慧课堂的基本原则

(一)与教学内容相匹配

在教学甲烷和氯气的反应这部分实验时，我们可以利用录像让学生观察实验现象，录像可以循环往复，可以配合学生的学习反复观察，直至学生观察明白实验操作。在化学实验教学中使用信息技术要注意与教学中心主题的搭配。在教学中应合理恰当地使用信息技术，根据不同的教学内容选择不同的信息技术，信息技术和教学内容的搭配恰到好处，才能真正有助于教学。所以并不是信息技术用得越多越好，也不是每节课都要用，根据教学内容正确选择信息技术种类才是题中之义。

信息技术在实验学习中起到补充、辅助的作用，能够帮助学生直观感受传统教学方法不能传达的内容。但对一些用传统教学方法就能表述清楚的知识点，就不需要信息技术的参与，过多的使用信息技术容易让学生失去新鲜感，得不偿失。因此，在安排实际教学时，要把握好安排信息技术的度，并不是每节课都需要信息技术，也不需要一节课从头到尾都用信息技术，这只是传统课堂的一项补充。

一些实验教学，需要学生亲自操作掌握实验技能，规范实验步骤，这种亲身体会的经验是信息技术所不能代替的，亲自操作实验，能提升学生的化学素养，培养学生的观察能力，也能帮助学生牢固记忆实验效果，这都是多媒体不可代为效劳的，如果教师在教学中盲目地利用多媒体课件进行演示，学生就不能在操作中提升自己的各项实验技能，毕竟电脑模拟是摸不着的，无法让学生在亲身实践中体会，只能通过眼睛观察，这种只观察不操作的教学模式很难让学生有实感，甚至感觉有做假的嫌疑。其实，亲身参与的实验学习更为直观和有趣，学生能够在这一过程中亲自操作，锻炼眼手协调的基本实验能力，帮助学生在实践的过程中可以更清晰、更深入地记住实验。因此，在实验教学中使用信息技术不一定是最好的，教师在教学的过程中要懂得变通，不能舍本逐末，相辅相成、相互促进才是智慧课堂的本质。

(二)明确区分教学的主要和次要关系

教学的主要目标是让学生理解所学内容，切实掌握要学的知识点。作为传统课堂的辅助补充，信息技术不可喧宾夺主，教师要区分教学的主要和次要，不能盲目将多媒体材料等塞进课堂。智慧课堂是一项冷冰冰的技术，它不具备教师的情感作用，也无法像教师那样给予学生一对一的指导，更不具备人格魅力，它最主要的用途就是给学生带来一定的刺激，从而让课堂内容更能抓住学生的注意力。任何通过普通教学手段能实现的教学，都不需要智慧课堂的参与。我们在课堂上的主要教学工具还是黑板、粉笔，但是合理使用智慧课堂既可以拓宽学生的知识面，又可以让学习疲倦的学生得到放松，因此我们要正确处理智慧课堂与传统课堂教学的关系，让智慧课堂为学生的高中生涯添枝加叶。

智慧课堂的使用是帮助学生更容易理解和掌握学习知识，提高学生对学习内容更深入的理解，使学生能够更加直观地理解知识内容，使学生更清楚地理解知识的定义和本质，刺激学生的视觉和触觉。在应用时，仔细选择是必不可少的。尽可能做到不喧宾夺主，只要能在适当的时候解决问题即可。

(三)创新使用智慧课堂

高中阶段的学生具有无穷无尽的创造力，化学教师在教学时不能只是一味罗列信息技术，也要利用信息技术不断创新教学方法和过程，才能迎合学生的兴味，在不断地创造和创新中给学生创造独特的视野。在备课时，化学教师要根据教学内容有选择性地应用多媒体素材，所选择的资源，既要能被学生接受，又要与教学内容相呼应，这样才能通过智慧课堂的使用提升课堂效率。

总之，在应用智慧课堂时，要根据化学教学的具体情况而定，不同的课程有不同的需要，教师在组织课堂教学的时候要懂得灵活变通，做到因需而变。教师要真正理解智慧课堂的作用和意义，根据实验教学和课程需要选择合适的教学方法，要灵活处理师生和信息技术之间的关系。在化学实验教学中应用信息技术，能够改善课堂的视听效果，帮助学生更好地理解一些抽象的知识和概念，这不仅能提高教学效率，更好地完成教学目标，还能利用现代化技术打造更加新颖的课堂，起到良好的辅助作用。只要在化学实验教学中合理地使用信息技术，就能对学生的学习和教师的教学都起到积极作用。

四、 构建高中化学智慧课堂的主要方法

(一)创造智慧型课堂，展示了不同的化学实验

在化学学习的过程中，对教师来说化学实验不仅是一项非常趁手的教学工具，更是化学教育的一个重要组成部分。在化学实验的教学中，能激起学生对化学学习的积极性，通过化学实验的操作，学生可以提高自己的操作技能，还可以通过自主探索验证化学知识，切实落实核心素养课堂。所以，在打造智慧课堂的过程中，实验教学是必不可少的一个重要环节。

反观当前的化学实验教学，很多学校的化学实验教育做得不到位，甚至有的学校没有开设化学实验课，只通过课堂教学让学生凭空想象完成实验学习。究其原因，主要有三个方面：一是教学课时有限，实验课程耗时较多，且实验结果不稳定；二是实验过程有一定危险，一些学校师资力量不够，教师无法照顾整个课堂；三是实验器材不充足，导致好多实验无法开展。这几点原因都导致传统实验教学课堂的效果不理想。在实验教学中，利用智慧课堂能够有效地解决实验教学质量低下的现状，可以在避开当前教育不足之处的基础上更加深入、丰富地展示实验过程，让不方便在课堂上展示，或者实验时间和器材有限的实验都能够通过视频演示的方式进行。比如在进行“钠及其化合物”的教学时就可以通过视频演示的方式开展课堂教学，让学生通过视频观察不同情况下的焰色反应。首先，用盐酸洗净的铂丝在酒精灯上燃烧，直到它与外部火焰的颜色相同；之后蘸取试样，在外焰上燃烧并观察火焰的颜色；最后用盐酸洗涤并燃烧至无色。视频播放的方式能够吸引学生的注意力，引起学生的探究兴趣，教师可以一边演示视频，一边给学生讲解实验，多媒体课件可以根据教师的教学需求随时停顿和播放，教师可以根据讲解的需要随时调整视频进度，展示实验效果。通过实验，学生能够认识到化学的本质，掌握学习化学的方法，这也是探索世界和解决问题的基本方法。

(二)教学结合生活实际，激发学生探索欲望

不少学生对化学知识的学习存在恐惧感，因为化学知识应用广泛，所以他们在学习化学知识的时候，先入为主地认为化学是一门专业性很强、难度很大的学科。虽然高中生的化学经验少，但是他们的生活经验已经很丰富了，所以教师可以在教学中将化学知识与生活中的想象联系起来，降低化学的神秘感，引起学生的探索欲望。例如，学生在学化学之前，就知道氢气容易爆炸。在学习金属与酸的反应时，教师可以特意让学生上台，用火柴在试管口点燃氢气。结果听到尖锐的爆鸣声，试管没有爆炸。老师可以顺势讨论一下为什么试管没有爆，然后总结。

另外，本着以生为本的教育理念，教师在课堂教学时只可以引导，而不能替代，所以教师要充分尊重学生的主体地位，在掌控课堂节奏的基础上引导学生发挥想象力，并适当辅以问题，引导学生思考，以此一步步实现课堂教学目标。这样的课堂看似教师的参与度低，但其实教师在其中的参与比传统的“填鸭式”课堂更具技巧、更具深度，教师需要深度把控课堂，才能实现生本课堂。这样的教学过程大大提升了学生的参与度，让学生通过自主探究得出实验结论，让学生在学习中有成就感。例如，在学习完常见的酸后，我们可以引导学生回忆“分子在不断运动”实验中为什么使用氨水和浓酚酞试剂作为试剂，讨论什么条件或性质，引出药品必须具有挥发性才能演示该实验。然后继续讨论用什么药物可以代替浓氨水和酚酞试剂。最后同学们讨论得出结论，浓盐酸和石蕊试剂也可以证明分子在不断运动，并通过实际实验得到了验证。通过这样的教学引导，学生能够更深入地理解所学知识，也更容易培养独立思考的学习能力、深度探索的动手能力、理论知识与实践相结合的能力和运用知识的能力。智慧课堂并不是信息技术与传统课堂的简单叠加，而是要通过智能工具的应用，丰富课堂，通过多媒体技术的应用，突出教学知识内容的特点，让学生在这样的环境中发挥想象力和创造力，从而掌握化学知识，实现全面发展。

(三)合理利用多种资源，引导学生思维

智慧课堂的另外一个优势是互联网上的资源丰富无比，在信息技术的加持下，化学课堂的教学资源空前丰富，为学生化学核心素养的提高创造了新的机会。化学知识不仅与我们的生活有着千丝万缕的联系，还随着我们的时代进步而不断发展，为了验证这一点，在教学高中化学时，教师可以引入线上的各种教学资源，以拓宽学生的学习视野，让学生进一步认识到化学知识的“有用性”。例如，在研究“金属和非金属之间的反应”时，有的金属能与氧反应，有的金属不能，有的金属能与酸、水反应，而有些则不会。比如日常生活中使用的电热水壶是不会与热水发生化学反应的。在学习本章之前，教师应了解本章的内容与学生生活中常见的金属生锈、金属腐蚀等一些现象密切相关，因此，教师可以从学生的日常生活经验出发，以生活中的活动作为学习资源，也可以通过互联网找到合适的视频、动画资源，也可以通过VR技术制作合适的资源。借助多元化的教学，学生将对铝、铁、金等一些重要金属有更深入的了解，从而在学习过程中感受到更多的学习乐趣。

在这样的学习过程中，学生能够理解一些常见的生活现象并能用化学知识进行说明。并且视听结合的教学方式，能带给学生更直观的感受，能让学生更深地记忆化学知识。长此以往，必定能提升学生学习化学的兴趣，也能帮助学生养成良好的化学学习习惯，让学生在内化所学化学知识的过程中提升化学思维，推动学生的化学学习更上一层楼。

(四)以创新为目的，解决实际问题

当今社会需要培养具有创造力的新社会人才，可见，当今社会的人才培养模式是创新，创新是当今人才培养的主旋律。所以，在打造高中化学创新化学实验的过程中，教师要从新颖的思维角度帮助学生完善知识体系，有助于学生更好、更深刻地认识到当今社会的一些现状。例如，教师在学习本章的“化学与能源影响”知识点时，可以结合当前可再生能源的热门话题，让学生更好地了解太阳能等可再生能源，甚至引导学生理解当下新能源汽车动力的完善原理。在此期间，教师可以将清华学生自主研发太阳能跑车这一事件引入课堂，这将使学生更有兴趣学习这一章，学生将能够更好地了解化学能的规模和使用。若是能在高中时代就奠定学生的创新基础，那他们在新时代的创造中能发挥更多的光和热。基于核心素养的背景下，当前的高中化学教师都希望能创建一个基于核心素养的高效课堂，所以教师可以将教学内容与当前社会的热门知识结合起来，让学生在了解当今社会的基础上，能够创新性地、深层次地学习化学知识，这也能进一步推动学生的思想道德教育。从这个角度来看，在教师的创新启发之下，学生能够秉持着学习化学的热忱，在不断的学习中得到提升，落实核心素养。

(五)具象化抽象知识，夯实学生基础

智慧是基础知识厚积薄发的产物。在建设高中化学智慧课堂的过程中，运用了复杂的教学技巧，将抽象的化学知识转化为学生生活中的有形事件。教师必须充分发挥智慧课堂的作用，在学生把握基础知识的基础上提升学生的核心素养，构建有效的课堂，让学生准确理解化学知识的要点。先进的信息技术能够让知识更加生动鲜活，用先进的技术巩固学生的基础知识，能够为学生的学习打通阻碍，让学生达到“知其所以然”的效果。例如，在“物质的分类”的教学中，教师可以利用信息技术来“将化学物质分为金属物质和非金属物质”，用信息技术引出各种各样的物质，激发学生的深刻体验，增强学生对化学物质分类知识点的理解与把握，并在归纳化学物质分类的过程中，加深学生对常见化学物质的了解与认知。如此一来，学生就可以做到“温故而知新”，不仅能激发学生的兴趣，而且有助于学生完善化学知识体系，进一步提升学生化学核心素养的发展。

(六)联系热点新闻，培养学生的创新思维

创新思维是新时代人才的必备技能和素养，应该引起教师和学生的高度关注。智慧课堂专注于提升学生的学习思维，促进学生的智慧发展，教师可以运用各种信息资源，激发学生的思考和探索，提升学生的创造性思维。教师可以基于时事热点，在智慧课堂的基础上打造一个开放的平台，让学生能从中受益，提升思维、创新思考、发展智慧，做到化学教育与科学实践的深度结合，确保学生在这样的教学模式下得到全方位的发展。

例如，在“化学反应与能量”教学中，教师也可以将清华学生自主研发的太阳能跑车作为起点，将教程内容与当今社会人们最关心的新能源问题相结合，不仅仅是因为学生的学习热情，更是通过挖掘新能源汽车的能源密码，让学生更好地理解化学能、热能和电能之间的转化关系，可以进一步加强学生之间的交流。结合时事热点能够增强学生的科学精神和社会责任感，培养学生适应时代发展的创造性态度，这是新时代人才必备的品质。要培养学生的核心素养，就必须让学生充分认识到化学对社会的贡献和对环境资源保护的重要性，让学生形成可持续的绿色化学学习理念，能够对社会热点新闻做出正确合理的判断。

(七)构建化学认知模型，凸显教育价值

化学知识的发展包括化学知识的积累和实验技能的丰富，通过分析、推理等方法，我们可以了解化学的基本特征、组成和相互作用，有效地建立理解模型，并用模型解释其关键规律，促进素质教育的演进和发展。教师要致力于增强学生服务国家、服务人民的社会责任感，树立社会责任意识，推进化学教育。化学本身来源于生活，也承载着为生活服务的重任，然而，由于许多事物的影响，社会生活和化学教学并没有有机地联系在一起。特别是学生很难将知识应用到生活中，很难获得化学的成就感，很难运用所学知识，以至于无法理解自己的目的和责任，越来越多的学生认为学习化学实验是无用的，往往无法将化学实验的知识应用到生活中。化学实验的教学效果也逐年下降，主要是教师只关注教学过程，没有向学生提供学习化学的最终基本要求，因此学生对化学实验没有足够的认识。但是，通过智慧课堂实验教学，学生可以学习到更简单更好的实验过程，传感器和数据收集器可以帮助学生在户外观察，让学生研究周围的化学现象，激发学习兴趣，了解化学魅力，能够独立思考，并能够对学生以后的学习和从业产生深远的影响。

教师可以引导学生开展河水检测，通过对河水pH值、溶解氧、水温等现场实验调查，得出河水水质实验报告，然后经过长期的跟踪调查研究，整理出河水的水质变化规律报告。用数字化实验进行简单的课外实验，不仅给学生科研的成就感，而且增强了学生保护环境的责任感。通过这种方式，学生可以通过数字实验走进自然，在社会中探索，并以科学家的身份进行研究，从而帮助他们发展科学观点。同时，还可以提高学生的社会素质，帮助他们了解、联系和服务社区，培养他们的社会责任感。

五、 结语

总而言之，在教学中，教师应该及时转变观念，结合信息技术创新教育理念和教学方法，充分利用信息技术，打造智慧课堂，为当前的化学教学提供有力支持。作为一线教师，我们要努力提升自己，跟上教育发展的步伐，在教学过程中广泛应用信息化实验教学手段，充分发挥智慧课堂的魅力，有效提升学生的化学核心素养。在此过程中，教师要努力设计智慧型教学案例，从高等的智慧层次出发，设计教学情境、完成教学任务、解决问题。另外，在化学实验的教学过程中，教师不应该独立地看待实验教学，而是要将其与生活实际结合起来，让学生在轻松愉快的环境中学习化学，以此来保持学生对化学实验的热爱，并且能让学生将所学化学知识轻松地应用到生活中，提升学生的学习满足感，以此形成良性循环，培养学生的动手能力和实践能力，培养学生的思考能力和创新能力，激发学生对这一学科的热情。智慧课堂不仅是将信息技术引入课堂，而且要通过创新将课堂内容变得更加丰富多彩，教师在教学过程中把握情境和问题，引导学生发展核心素养，让学生在课堂上发挥创造力和想象力，在真正的智慧课堂上培养智慧。