初中化学数字化与非数字化实验教学效果对比研究

摘 要：非数字化教学特指初中化学教学中的传统教学方法，在这一教学机制中，教师开展教学工作的方式主要是以教材和板书为载体向学生传递相关知识和信息。根据初中化学新课程标准（2017年版）提出的要求，在初中化学课堂教学中开展数字化实验教学，就成为必然趋势。但是，结合当前的教学状况而言，数字化实验教学并未得到教师的普遍认可和采纳。故深入分析初中化学数字化与非数字化实验教学模式，阐明初中化学数字化实验教学的优势，指出初中化学数字化实验教学的开展方向，帮助教师在理论探索的基础上，通过真实的实验演示和课堂知识讲解创设全新的化学课堂教学情境。

关键词：初中化学;数字化;非数字化;实验教学;策略探究

中图分类号：G63          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2022）21-0019-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.21.006

随着我国教育教学环境的不断改革和发展，数字化实验教学成为初中化学课堂教学中一个重要的应用手段。但是，从当前初中化学数字化实验教学的实际情况来看，依然有部分教师依然采取单一的非数字化实验教学手段对学生进行课堂知识的讲解，忽略了实验教学的重要性和必要性。特通过初中化学数字化与非数字化实验教学效果的比对，阐明数字化实验教学的优势，引出数字化实验教学的路径，明确数字化实验教学的方向。

一、初中化学实验非数字化教学流程与效果分析

（一）初中化学实验非数字化教学的基本流程

1.实物化实验的展示与讲解。非数字化实验教学最为明显的特征就是实验过程必须采取实物来进行操作，这虽然可让学生在“看得见、摸得着”的环境中学习化学知识，分析化学实验。但是，学生长期处于这一化学实验教学机制内，很难保证长期拥有良好的学习兴趣和学习动力。再加上实验应用的材料有限，实验过程较为系统，学生很难在实验过程中发散思维，且无法基于实验以外的知识探索相关化学问题，这既不符合教育现代化的需求，也不符合学生的学习规律。

2.基于学生代表体验实验操作过程。从非数字化的教学角度来分析，教师往往会采用以下三个步骤开展课堂教学：第一步，由于班级人数较多，实验的可应用设备较少，教师在开展实验教学时需借助委派学生代表参与实验，感受实验过程的方法，对实验步骤进行了解与掌握。第二步，为了提升学生参与课堂实验的兴趣和热情，教师一般会通过趣味引导的方法对学生构建小组合作探究模式，明确一个实验问题，鼓励并引导学生对其进行思考和探索，从而以学生的视角解决学习中存在的疑惑。第三步，教师通过课堂问题总结与讲解的方法对学生进行综合性的课堂知识概述，让学生了解个人学习的短板和优势，再融合评价教学以及问题干预教学方法等，为学生创设全新的课堂学习情境和学习空间，从而引导学生实现对实验流程的深度体验和有效认识。

（二）初中化学实验非数字化教学的效果呈现

1.实验演示与讲解过程更具真实感。在传统的非数字化化学实验教学开展中，教师往往会采用“实验概念分析——实验步骤明确——实验器材准备——实验过程体现——实验结果论证”的方法为学生设计课堂教学素材。在这一背景下，学生参与化学实验的学习会更加真实，而且能够在教师亲手实验、自己亲眼观看的过程中了解到实验项目中的化学反应，体会到实验过程中所显现出的化学知识。因此，在初中化学实验教学中，教师借助非数字化教学方法对学生进行知识讲解，能够让学生在参与学习的时候获取更多的真实感。

2.課上实验情境创设效果较为理想。众所周知，学生在课堂学习过程中能否保持较高的学习兴趣，关键在于教师前期设计的课堂导入部分能否激发出学生的学习热情。在非数字化实验教学中，教师利用实物为学生创设真实的实验环境，能够让学生切身感受到实验的过程，且可以让学生真实地投入实验空间，这样学生的代入感和参与感会更强。而且在这一教学过程中，学生能够结合实验的过程、实验的结果等探索实验的奥秘。

二、初中化学数字化实验教学流程与效果分析

（一）初中化学数字化实验教学的基本流程

1.以实验相关视频和图片作为主要的课堂导入手段。教师在对学生进行“对蜡烛及其燃烧的探究”这一实验内容教学时，教师可先应用数字化实验教学方法对学生展示“对蜡烛及其燃烧的探究”实验所需要的工具，并明确实验的具体流程。通过该方法的应用，学生能够了解到如何正确开展“对蜡烛及其燃烧的探究”实验内容，以及如何正确应用各类工具，按部就班地完成实验操作。虽然这一教学是基于理论基础上完成的，但是学生在对图片和视频进行观看和了解的过程中，能够建立起一种“具象”思维，这对于提升学生后续实验的操作能力具有重要的帮助和引导作用。

2.以实验操作短视频作为实验演示与讲解的载体。教师在对学生进行“对蜡烛及其燃烧的探究”数字化实验教学的过程中，可以借助短视频教学的方法为学生提供有效的指导。在此，学生会看到视频中一个人拿着一个长筒玻璃杯和一支蜡烛，点燃蜡烛，将之固定在桌面上，随后将长筒玻璃杯倒扣在蜡烛上。这样蜡烛就被玻璃杯完全地笼罩在里面。过了一会，学生发现，水杯中的蜡烛火苗在不断变小，最终熄灭。此时，教师便可以对学生进行“对蜡烛及其燃烧的探究”这一内容的讲解，从而让学生明白蜡烛的燃烧需要充分的氧气，如果不具备这一条件，便无法实现燃烧。

3.以生生合作的形式自主进行实验操作。在化学数字化实验教学工作的开展中，教师要合理应用各类数字化操作平台为学生提供优质的教学服务。如在进行“对蜡烛及其燃烧的探究”实验教学的过程中，教师可鼓励学生上台对数字化实验操作平台进行应用，并通过亲手操作的方法完成“对蜡烛及其燃烧的探究”实验步骤。这样学生可以在虚拟化、数字化的实验环境中对现实环境中“对蜡烛及其燃烧的探究”实验步骤做出有效了解，这对于改变学生的化学实验方式、提升学生参与化学实验的兴趣具有重要的引导作用和现实意义。

（二）初中化学实验数字化教学的效果呈现

1.课堂导入环节师生互动较强。初中化学实验数字化教学活动中，数字化技术贯穿于课堂教学的全过程，因为课堂导入部分承载着激发学生课上学习兴趣的重任，所以教师通常会通过相关的短视频与网络图片引导学生初步了解与课上实验相关的内容。在这一过程中，学生会产生一系列的疑问，并与教师积极分享，而教师也会根据学生提出的疑问进行解答，逐渐引导学生意识到生活中为什么会出现这些化学现象。

2.实验演示与讲解过程视觉直观感较强。初中化学数字化实验教学活动中，实验演示过程和讲解过程往往都是通过信息化手段实现的，学生只要通过对信息技术的应用就能清晰地了解到实验演示的整个流程，也可进行重复学习。在学习的过程中，视频、图片、语音讲解、电子样例等也会伴随着实验步骤而开展。学生能够了解到以相应步骤完成实验操作的原因、实验现象、实验结果，可为学生带来较好的实验感受，更有利于学生理解和掌握实验的流程与原理，最终建立一个完整的知识学习框架。

3.实验操作过程有利于项目化学习活动开展。在实验操作过程中，信息技术的应用成为重要的课堂教学环节，学生在学习中必然会遇到无法独自完成的问题，也会产生很多疑问，在此情形下，学生之间就会主动地寻求合作，并共同完成实验目标。教师便可利用这一机会，向学生讲解具体的实验项目和建立实验小组的相关要求，确保学生的化学知识学习在实验操作环节中能够得到有效落实，帮助学生尽快掌握和突破实验重点与难点。

三、初中化学数字化实验教学的优势与调整

（一）初中化学数字化实验教学的优势

1.实验教学的相关素材容量较大。初中化学数字化实验过程中，数字化设备的使用是实验教学的重要载体，而数字化设备本身具备强大的容量和健全的数据库，可把更多与之相关的实验素材容纳其中，以供学生在后续学习时有所参考和应用，进而在最大程度上启发学生的化学学习思维，提升学生的化学学习能力。该方法的应用有助于学生更好地提升自己的化学实验能力，并有效解释某种化学实验现象，这一教学特点显然是初中化学非数字化实验教学所不具备的。

2.能够实现良好的师生互动与生生合作。初中化学数字化实验教学的实验操作环节中，对数字化平台和各类传感应用设备的使用是最大的课堂亮点，可让学生在学习化学知识时感受到科技的力量，体会到在数字化教学背景下，自己的学习效能是如何得到快速提升的。基于此，学生的学习疑问在提出后，往往可与教师形成互动，学生之间也可通过合作的形式来完成整个实验流程，这可为实验教学活动建立良好的师生互动与生生合作平台。

3.有利于学生养成良好的探究学习习惯。在初中化学实验教学活动中，以数字化的形式组织教学活动，不仅有助于丰富实验操作的手段，也能为教学总结和评价工作带来帮助。数字平台会让总结内容更加具体，评价的内容也更加细致，让学生真正了解到学了什么、学会了什么、怎样学的，学生也能够树立起掌握该实验的自信心，最终帮助学生养成探究学习的良好习惯。

（二）初中化學数字化实验教学策略的调整

1.通过真实的实验演示和讲解创设教学情境。初中化学数字化实验教学实现数字化，要以全程数字化体现的方式为基本原则，为学生营造一个良好的学习空间与学习氛围，构建一个相对健全的实验教学情境，让学生深切地体验到实验重要性与必要性，感受到实验的真实性。针对于此，借助数字化实验演示为学生创设理想教学情境，就成为教师在课堂上需要重点思考的问题。

例如：实践中的具体操作主要包括两个部分。第一，以趣味性的问题为铺垫，快速汇聚学生的视线。趣味性的导入能够让学生预感到课堂学习过程的“独到之处”，学生也会第一时间被导入的内容所吸引，达到汇聚学生视线的目的。第二，在初中化学数字化实验教学活动宣布“正式开始”后，随即要向学生抛出一个与生活实际联系紧密的问题，假设，在我们的现实生活环境中，有的人在感到胃部不舒服时，会吃某胃药来缓解胃部的疼痛和不适，这是为什么呢？这一话题能将学生快速地带入现实生活环境中。此时，学生会了解到，家人在工作时无法按时吃饭，长期发展导致了胃部疾病，而吃胃药则是他们最简单、最有效的处理办法。随后，教师可借助数字化教学模式，应用药理分析图为学生展示胃药的药物成分和结构，以此让学生了解胃药的药理特征和化学元素。随后，教师便可通过真实的实验演示过程，让学生以直观的形式了解胃药中所含有的化学物质，这对于激发学生的学习兴趣，促进学生的学习效能有重要的帮助和引导意义。

2.要有更为便捷的教学评价活动作为保障条件。在初中化学数字化实验教学进入课堂总结与评价阶段后，教师须深刻意识到该阶段的主要教学任务，可大体分为三个方面。

第一，借助多媒体教学设备，带领学生进行实验总结。在数字化实验教学进入到收尾阶段后，教师要通过多媒体设备，将实验流程的基本框架呈现在学生面前，带领学生去回忆课上实验操作的流程、讨论与分析后的实验结果，确保学生不仅能够了解到课上究竟学了什么，还能构建起一个完整的知识结构。

第二，通过多媒体教学设备归纳学生学习成果与状态。在进入课堂评价环节后，教师要通过多媒体教学设备，将课上学生学习成果与状态的总结情况呈现在学生面前，向学生表明课上掌握了哪些知识点、还有哪些知识点需要进一步巩固、个别学生应该注意什么、课上各个环节的参与积极性等等，并将课后最有效的复习与巩固方案通过“作业APP”传送给学生，促进学生养成课前主动预习和课后主动复习的良好习惯。

第三，以虚拟调查问卷的形式组织学生点评课堂学习全过程。在课堂教学活动临近尾声之时，教师要通过虚拟调查问卷的形式，了解学生关于本次课学习的具体看法，并让学生说出自己的建议。最终将其进行详尽的整理，作为今后数字化实验教学活动方案革新的基本侧重点，为全面提高教育技术应用水平和持续提高数字化实验教学的课堂质量提供有力保证。

综上所述，初中化学课堂教学活动中，传统的教学模式与数字化教学模式相比，虽然传统的教学模式在教学效果上与数字化教学之间存在明显的差距，后者在提高学生课上学习积极性方面更具优势，但是依然有很多的细节需要传承，由此方可确保数字化实验教学的成效始终能够保持理想化。

参考文献：

[1] 刘静.数字化实验应用于初中化学实验教学的思考[J].中学课程辅导（教师通讯），2019（10）.

[2] 朱雪琴.运用数字化实验 活化初中化学教学——以“二氧化碳的释放与吸收”为例[J].中学化学教学参考，2019（24）.

作者简介：李泉（1977.6— ），女，汉族，福建晋江人，中学一级，研究方向：中学化学教学。

课题项目：本文系福建省中青年教师教育科研项目（基础教育研究专项）《初中化学教材中传统实验与数字化实验的对比研究》（项目编号：JSZJ20101;福建教育学院资助）。