学科素养导向下高中化学实验信息化教学研究

摘要：化学是一门以实验为主的学科，在化学教学中积极开展实验是必不可少的，实验中可以强化对知识的理解，可以掌握更多化学现象，分析化学本质，提高高中生的实验能力和操作能力。因此，在化学实验课程教学过程中，教师要利用现代信息技术对教学手段与教学模式加以创新，发挥信息化教学的优势，简化知识结构，使学生更容易理解，进而提高化学实验课程教学效率，培养学生的化学学科素养。

关键词：高中化学;学科素养;化学实验;信息化

引言

在新课改背景下，提倡培养学生的学科素养。在高中化学实验教学中，教师应当将多媒体技术、动画技术、虚拟技术等信息化手段应用于实验教学过程。通过教学可以把抽象的问题变的更加形象，相应的化学知识在实验中得到学习，自主探究能力、实验操作能力和团结合作精神得到提升。

一、研究的意义与价值

（一）研究意义。信息化手段指导下的实验，方便于学生更加安全、快捷、准确的观察到实验现象。现实中，大部分的实验现象在实际操作过程中经常会因各种因素的影响而使实验结果所呈现的效果与理想中的不一致，实验数据的收集和运算也难以精准。同时，对于一些因现实条件限制而不能在现场进行演示操作的实验，可以借助多媒体视频演示，加强学生对实验的理解。

（二）研究价值。高中化学实验对学校硬件配套设施要求较高，对于学生的实际操作能力也有具体的要求，这就导致大部分的实验只能通过教师口述来完成，学生不能直接的获取一手实验数据，难以观察到实验操作过程、实验现象，也不能直观地获取实验结果，难以达到理论与实际相结合的效果。在此现状下，信息化手段指导下的化学实验的研究，就显得极其重要而有价值。

二、研究的目标与内容

（一）研究目标

在化学教学过程中，通过将微观的化学反应机理通过形象化的现象演示，让学生更好地体会结构决定性质这一规律。实验在日常教学中就显得尤为重要，对于很多高中学校来说实验室器材少、实验的药品不全、学生思路不开阔，因此将信息化手段应用到实验教学中就显得更加迫切和必要了。通过本次课题的研究，将在原来教学的基础上改善很多高中学校实验器材缺少、药品不全，以及危险性实验、操作复杂性实验、抽象化实验的操作问题，实验现象及结果生动化展示，对学生产生强大的视觉冲击力和理性思考，从而达到举一反三的效果。

（二）研究内容

1.化学实验在高中化学教学中的开展情况调研：对于高中化学教师实验教学的问卷调查及分析;对于高中学生化学实验学习的问卷调查及分析。

2.信息化手段下的高中化学实验课堂教学研究：使用多媒体技术开展化学实验教学;使用动画技术开展化学实验教学;使用虚拟技术开展化学实验教学。

3.高中化学实验的信息化教学中侧重于三方面的研究：有安全隐患的、有毒物质参与的实验，可以借助多媒体技术开展教学;实验操作复杂、持续时间较长的实验，可以借助动画技术开展教学;抽象化的、空间想象模型化的实验，可以借助虚拟技术开展教学。

三、研究的创新之处

1.通过本课题的研究，能够逐渐培养学生在“宏观辨识与微观探析”、“模型认知与证据推理”、“科学探究与创新意识”等方面学科素养的形成。

2.本课题研究具有很强的可操作性，集合了多媒体技术、动画技术以及虚拟技术等信息化手段在化学实验中，使学生视觉得以冲击，印象深刻，富含联想。

3.本课题的研究是在信息技术手段下应用于化学实验，使学生从高一到高三，三年的在校学习中的应用实践，具有较强的连续性和跟踪调查性。

4.本课题研究具有很强的应用性，研究的最终落脚点在学生最终的高考成绩上。

四、研究的方法

1.问卷调查法：本课题将有针性的解决高中化学实验中关于教师教学、学生学习中存在的问题，收集问卷便于研究。

2.文献研究法：通过收集有关国内外的相关资料，不断完善相关本课题的研究。

3.对象研究法：选择高一高三共4个理科班作为研究对象，及时了解学生在化学实验学习中在现状及困惑，不时地选取有代表性的教学案例便于进行缜密分析、及時发现问题所在，有针对性的明确研究对象存在的问题，便于我们随时随地做出调整。

4.行动研究法：制定高一高三理科班不同的研究方案，及时的对学生实验学习情况进行记录、分析、总结出有价值的文字。

5.资料收集法：通过深入不同的班级，研究不同的学生个体，了解学生的实验学习现状，将不同的资料进行收集，以便于找准问题的根源，更加明确研究对象的相关信息。

6.课堂教学法：依据所选择的4个不同班级，通过实验前、实验后，学生对化学实验学习的不同变化，顺利找到化学学科素养导向下的适合学生的化学实验信息化教学手段。

五、研究的初步成果

（一）利用多媒体教学设备，讲解抽象的实验知识。随着素质教育的要求日益加强，在高中阶段除了要求学生们具备一定的理论知识之外，还要掌握实践技能，实操性和专业性正是高中化学实验课程的基本特征。在传统的教学模式中，学生们难以准确的理解抽象的知识，老师们如果单纯的讲解相关概念，极易引发学生的抗拒心理和畏难情绪，对于他们的成长和发展十分不利。为了妥善的处理相关的问题，促使学生的学习质量和综合素养稳步的提升，老师可以积极的运用多媒体教学设备，通过声音、图片以及视频等多种元素的结合，使得学生们学习的内容形象的呈现出来，强化了他们记忆的同时，也为后续实验活动的开展打下坚实的基础。

（二）运用互联网技术，逐步完善实验内容。在实验教学中，若是老师们始终沿用旧的知识和教学方式，将会打击学生们的学习积极性，对于教学质量和效率的提升十分不利。因此应该合理的运用互联网技术，将实验教学的内容逐步完善起来，这是现代实验教学的重要任务之一。在日常课程准备阶段，需要老师们合理的运用互联网搜索功能，将多种教学资源整合起来，有目的的优化教学的体系，促使教学活动体现出有效性和合理性。因此，老师应该积极的关注信息化手段的运用，合理的利用互联网技术，搜索与实验相关的资源，将其与课件相互整合，以此优化教学的整体内容，为后续实验活动的开展创造良好的条件。

（三）适当运用可控软件，引导学生参与实验操作。化学实验应该在保证师生安全的前提下，合理的运用实验素材，以此优化教学的成果。在信息化时代，实验教学可以借助于丰富多样的课件加以展示，借助于可控软件，让学生和老师积极的参与到实验过程中，借助于多媒体终端，让学生们参与模拟性实验，在确保学生安全的基础上，强化其对于知识的理解，为提升学生综合素养奠定基础。

结束语：高中化学实验是进行化学知识教学的一种重要形式，通过化学实验，可以让学生更加直观地认识化学现象，掌握化学知识。信息化条件下组织化学实验教学是教育发展的正确方向，也是促进学生化学水平提升的重要举措。

参考文献：

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基金项目：本文系河南省漯河市基础教育教学研究立项课题《学科素养导向下高中化学实验信息化教学研究》（课题编号：LHKT2021233）的阶段性研究成果。课题负责人：康晓锋;成员：宋燕芬，郭燕芳，李石磊，李加加，尚艳杰。