信息技术在高中化学实验教学中的具体运用

刘黎丽

关键词：高中化学;实验;信息技术;教学策略

互联网的发展使得社会生活更加信息化、智能化，也带来了教育领域的变革。20世纪90年代，国家提出了建设“信息高速公路”的口号，同时也提出了教育信息化的概念。现代信息技术为教育改革和发展提供了新的可能性，创新了教学模式，多样化的教学工具也强化了教學效果。高中化学课程中化学实验是一种重要内容，但是实验教学的条件受限制，相对于理论教学一直发展缓慢。而将信息技术与高中化学实验二者有机结合起来，让学生很好地把握实验规律和实验结果，全面掌握化学实验知识，能从根本上提升教学效率和质量。

一、信息技术与化学课程整合的优势

（一）有助于增强学生的学习热情

传统化学教学中，教学工具有限，因此课堂比较沉闷死板，学生往往无法感觉到实验的趣味性，对于化学学习的热情比较低。高中生正处于青春期，喜欢新鲜、有创造力的事物，如果化学课程理论性过强，那么学生对于化学学习就会比较反感。为此，为了保护学生的求知欲，让他们积极主动学习化学，教师需要将信息技术与化学教学融合起来。化学实验信息化，实验更加富有趣味性，学生能够感受到更加多元、丰富的化学世界，对于化学的学习兴趣也更浓，主动探究新知识，有效提高化学学习效率。总之，信息技术打造的便捷的实验课堂有助于促进学生发展多元智力。

（二）提升学生的化学探究能力

高中时期，学生已经具备了一定的逻辑思维能力和自主学习能力，化学实验就是让学生自主设计、自主操作的一种课程，将学生的手、耳、口、眼、脑各个感官有效调动起来。但是往往由于条件限制，实验课程不具备开展条件，导致化学教学局限在理论教学和习题讲解方面，学生在课堂上的参与度比较低，从而难以发展学生的探究能力。而信息技术的应用使得很多难以开展的化学实验也能方便地展开，产生更加真实有效的化学实验效果。在虚拟化实验中，教师不用担心实验的安全性问题，同时虚拟实验节省实验材料，能够节约教学经费，使得化学实验教学的成本投入也比较低。

二、信息技术在高中化学实验教学中的具体运用

（一）应用实验设备，清晰呈现化学实验现象

在高中化学实验教学中，因为实验受周围环境、实验药剂、实验仪器、实验操作等种种条件的限制，很多实验开展起来难度比较大，或者实验现象不明显，进而无法起到应有的教学效果。而有了投影技术，教师就可以应用投影将演示实验放大给学生展示。应用投影仪放大实验现象，教师就可以在课堂上演示微型实验，微型实验的每一个细节都在投影仪上被放大，学生们可以观察得很清楚。又因为微型实验相比于传统实验更清洁，对于实验药剂的消耗更少，产生的实验废料也比较少，因此还有助于培养学生的绿色化学意识。

例如，在“电解饱和食盐水”实验中，电池两极产生小气泡，阳极产生淡淡的黄绿色气体，应用投影仪学生可以很清晰地看到实验现象，进而能够通过对比分析得到实验结论，也就是阳极一端产生氯气。在实验结束后，在阴极滴入两滴酚酞溶液，能观察到阴极溶液变成红色，学生得到“阴极附近生成碱性物质”的结论，从而更直观地了解电解饱和食盐水实验。

（二）应用仿真实验软件，模拟化学实验错误操作

应用信息技术可以更直观清晰地表达化学知识，信息技术可以动态化呈现化学实验操作过程，将各个细节操作呈现得更加清晰。因为高中化学实验不少具有一定危险性，需要注意操作细节。而学生刚刚接触实验，对于实验操作比较生疏，很可能因为操作不当而产生实验事故。而计算机技术创造了一个虚拟化的实验空间，将实验细节以及操作不当可能产生的问题清晰呈现出来，进而加深学生对于化学实验的印象。

例如，在“氨与铵盐”这个实验中，要制备、收集氨气并制取氨水。学生在计算机实验室模拟氨水的制取方法，在实验操作时，学生可能忘记氨气在水中有比较大的溶解度，直接将管道插入水中，使得烧杯中的水倒吸进入大试管，很可能导致大试管炸裂的问题。这种错误操作导致的炸裂很危险。在计算机实验室中操作模拟，实验室可以自动模拟炸裂现象，既让学生注意到问题，给予他们警示，同时又避免了实验的危险性。又比如，在稀释浓硫酸这个实验中，教师也可以组织学生在实验室模拟操作，以防液体溅到手上产生危险后果。

（三）运用数字传感技术，开展化学实验定量化研究

在高中化学实验中，不少实验反应伴有气泡产生，为测量气体的产生量、生成速度，通常会使用活塞被气体推移的速度、气球膨胀的速度、加入肥皂水后气泡的产生速度等，但这些方式知识间接性地测量气体的产生速度，无法做量化研究。而应用计算机模拟实验，计算机自动生成实验数据反应量，能够有效实现量化研究。

例如，在“影响过氧化氢分解反应速率的因素”这个化学实验中，操作实验时，首先滴入5mL浓度12%和5mL浓度4%的过氧化氢溶液，再分别滴入等量的0.2mol·L-1氯化铁溶液，学生一般是通过观察气泡的产生速度来估计反应的速率，但有了信息技术的支持以后，学生就可以利用数字化仪器、氧气检测传感器自动检测氧气的产生量，进行量化研究，这样学生对于氧化氢分解过程中的分解速率以及有无催化剂的气压变化能够进行更为直观的观察，能够有效调动学生学习化学的积极性。而在传统实验中，学生只能通过肉眼观察实验现象，发现氯化铁溶液可以用作双氧水分解的催化剂，进而加快实验室制备氧气的速率。

（四）运用仿真实验软件，呈现化学微观反应

随着教育信息化的发展，在化学实验教学中可以应用的教学软件越来越多样化，比如，Corel ChemLab、金华科仿真化学实验室等。这些软件能够全程模拟实验过程，将实验逼真地呈现出来。尽管仿真实验与传统实验有一定区别，但是通过全程模拟实验操作，学生可以清晰地了解实验仪器的组装方法、理解实验原理，并对实验步骤有更加清晰的认知，进而能够有效激发学生学习化学的积极性。

信息技术还能够将微观的实验反应动态化呈现。因为化学反应是微观粒子间的重新组合，又因为微观粒子肉眼不可见，因此导致化学实验抽象化，而信息技术可以将微观的化学反应过程清晰具体地呈现出来，将静止的内容动态化呈现。比如，在“原电池”这一化学实验中，因为教师可以编制Flash课件，根据操作按钮对电流方向、电子流动方向、Zn失去电子转化为Zn 2+等过程进行演示，便于学生理解。同时，分子运动、化学平衡的建立、化学键的生成、生成乙酸乙酯等都可以用多媒体呈现，真正发挥多媒体教学的作用。

（五）将验证性实验转化为探究性实验，培养科学探究能力

数字化实验仪器携带方便，精密度高，有助于量化研究，因此，有了数字化实验仪器的支持，探究性实验能够更加方便地开展。在课堂上，教师可以应用数字化实验仪器将以往的验证性实验转化为探究性实验，给学生提供更加自由的思考空间，让他们自主设计实验，自主操作，并通過实验现象验证化学性质或者推出实验结论。

比如，在“pH值对铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的影响”这个试验中，首先，教师可以引导学生自主查阅资料，了解pH值对铁的腐蚀的影响;之后，让学生自主设计实验验证猜想。整个实验以及验证的过程有效锻炼了学生的问题分析能力和假设推理能力，他们应用数字化实验仪器将创新性的实验设计方案操作，一遍又一遍操作实验，直至找到正确的实验方案。这有效强化了学生的动手操作、实验观察、数据收集与整理、归纳与总结的能力。数字化实验仪器提供的自由的思考和探究空间，使得新课标理念在化学实验课程中有效落实，不断提高学生探究活动兴趣，发展实验探究能力。

（六）共享数字化课程资源，突出学生学习主体地位

在互联网环境下，学习资源共享，学生的学习主体地位进一步突出，教与学的关系得到有效扭转。线上教学模式能够突破时间和空间的限制，学生通过现代信息网络还能从网络上查找有关于相关的知识内容，实现教学资源的共享性。同时，在线上教学平台的支持下，教师还可以很方便地给学生拓展资料，使得学生能够了解更丰富的化学知识，进而提高学生学习的积极性，凸显学生的主体性。

在互联网环境下，教师可以充分应用线上仿真实验软件以及线上丰富的学习资料将学生的学习主体地位凸现出来，引导学生自主查阅资料、自主探究和思考，教师则主要引导学生，适时给学生提供帮助。教师可以在课前发布线上学习任务，让学生查阅资料自主思考，并用仿真实验软件验证自己的猜想。尤其对于具有探究性的化学反应而言，通过丰富的教学资源引入以及实验流程演示，将能够更好地为推动学生创新思维发展奠定良好基础。

三、结语

线上仿真实验系统、数字化实验仪器的应用弥补了传统实验的不足，给学生提供了更自由、更智能化的实验操作平台，充分激发了学生操作化学实验的兴趣，对于他们发展自主学习能力、强化实验操作能力、团队合作能力具有重要意义，使得化学实验教学的效率更高。在应用信息技术开展实验的过程中，教师需要立足于教学实际，结合教学目标充分发挥数字化实验的优势，让学生在数字化实验中更自由地思考和探究，全面地锻炼实验操作能力，逐步提升学生的化学学科核心素养，助力学生更好地学习和发展。

参考文献：

[1]李晓嵘.“立德树人”视角下中职思政课教学的创新探索[J].品位·经典，2021（21）：164-166.

[2]张捷树.“思维要新”是新时代中职思政课教师的必备素质[J].职业教育（中旬刊），2021，20（10）：33-35+42.

[3]王瑶.关于中职思政课“立德树人”根本任务的思考[J].成才，2021（17）：25-26.

[4]于淼.以信息技术提升中职思政课魅力——以“中国特色社会主义”为例[J].广东职业技术教育与研究，2021（02）：148-151.