提高高中化学课堂有效性

刘林洁

摘 要：整合信息技术与化学实验教学，是提高高中化学课堂有效性的重要途径。信息技术的应用为化学教学注入了新的活力，而化学实验教学又是提高学生实验技能和科学素养的重要手段。通过有效整合信息技术与化学实验教学，可以提升学生的实验参与度、提高实验教学的灵活性和安全性，促进学生养成自主学习和探究的习惯，从而提高高中化学课堂的有效性。本文分析了信息技术与化学实验教学整合的意义，重点探讨其教学策略，以供参考。

关键词：信息技术；化学实验；策略

高中化学实验是提高学生实验技能和科学素养的重要手段，然而实验教学过程中也存在着诸多挑战，如：实验设备成本高、安全风险等。信息技术的发展为化学教学提供了新的可能性，数字化教学资源和虚拟实验平台的应用为化学教学注入了新的活力。整合信息技术与化学实验教学，可以提高高中化学课堂的有效性，有效整合使化学实验教学更加灵活、安全和生动，激发学生的学习兴趣和探究精神，提高化学教学的实效性和吸引力。

一、信息技术与化学实验教学整合的意义

首先，信息技术的应用可以使化学实验教学更加灵活。通过化学实验视频或者课件，学生可以在不受时间和地点限制的情况下进行实验预习和实验模拟。实验学习的灵活性使学生可以根据实际需求安排自己的学习时间，并在不同的学习环境中进行实验操作的模拟，从而更好地理解和掌握实验内容。

其次，虚拟实验的应用能够减少实验操作中的安全隐患。学生通过虚拟实验可以进行与化学品相关的实验操作，而无须直接接触化学品，从而降低了实验操作中的风险。安全性的提高有助于保障学生的实验安全，同时培养学生的安全意识和实验操作技能。

再次，信息技术的整合可以拓展实验内容和范围。通过虚拟实验平台，学生可以进行一些难以在实验室中实现的实验，如高风险实验或材料昂贵实验，以此帮助学生接触更多类型的实验，丰富经验和扩大知识面，从而更好地理解化学实验的原理和应用。

最后，信息技术手段可以帮助学生记录实验数据、绘制实验图表，并进行数据分析和处理。数字化的学习工具帮助学生清晰而准确地展示实验结果，使实验结果更加直观和可视化。同时，数据分析和处理工具也有助于提高实验结果的准确性，培养学生的实验操作技能和数据分析能力，促使学生深入理解实验结果，深化对化学知识的理解和掌握。

二、信息技术与化学实验教学整合的策略

（一）利用信息技术激发学生学习兴趣

采用视频形式呈现化学实验的教学策略为学生带来了全新的学习体验，该方式不仅帮助学生在课堂上观看无法亲临现场的壮观实验，还能够跨越时间和空间的限制，促使学生在视频中亲眼见证化学知识的神奇之处。教师通过视频导课的方式，将化学实验或现象展现在学生眼前，激发其学习的好奇心，引导其深入探究化学知识。在化学实验视频教学中，教师可以巧妙地运用多媒体元素，包括图形、音效和动画，以提升学生的学习体验。通过对火箭发射的视频进行分析，学生不仅可以观察实验过程，还能深入了解背后的化学原理，如燃烧反应和动能转化等。多媒体呈现方式不仅生动直观，还能够更好地激发学生的视觉和听觉感知，加深对实验的记忆[1]。或者通过多媒体设备为学生演示海水中提取镁和溴的实验，运用图形和动画来呈现海水中的成分及具体的提取过程，使用图形示意海水中的离子，如钠离子、镁离子和溴离子，并将其以不同的颜色进行标识，以帮助学生清晰地理解其中的化学反应过程。结合动画的运用，生动展示实验步骤，包括采集海水、加入适当的化学试剂、观察和记录反应结果等，动画可以模拟实验的场景，展示各个步骤的具体操作，并将结果展示给学生。例如：在海水沉淀池中加入石灰乳后，动画应显示出化学反应的变化，如产生沉淀或颜色变化等，以此直观地向学生展示化学实验的过程，加深对实验原理和操作的理解。

此外，视频还有助于打破教学资源的限制，以此确保每位学生都有机会观察到相同的实验现象。协作性学习模式有助于促进学生之间的互动和交流，共同探讨实验中的现象和问题，增强学生团队合作的能力。比如：通过展示环球影城烟火的视频，学生可以从中见证焰色试验的神奇，进而探究其产生的原因，从而激发对化学实验和化学知识的兴趣。实验观看结束后，教师还可以结合在线讨论和互动平台，引导学生就所观察到的实验现象展开深入的讨论。通过提出问题、分享观点，学生能够更主动地参与到化学知识的解释与发现之中，培养批判性思维和问题解决能力。视频教学作為一种创新的教学策略，不仅可以通过多媒体元素提高学生的学习体验，还能够促进学生之间的合作与交流，富有互动性的学习方式有助于培养学生综合应用化学知识的能力，为其未来的科学研究和职业生涯打下坚实基础。

（二）借助信息技术规避化学实验风险

信息技术模拟实验为解决实验中的安全隐患问题提供了有效途径，同时能够提升学生的实验探究能力、建立解决问题的思维模型，以及提高学生动手和实践能力。考虑到部分实验的危险性或使用有毒物质的问题，通过信息技术模拟实验不仅能够确保学生的安全，还能够规避实际实验中可能存在的风险。教师需要在虚拟实验中展示涉及有害物质的实验过程，引导学生在安全的环境中理解有毒物质的性质和影响，培养其对安全意识的重视。通过图像化的界面展现模拟实验过程，能够使学生直观理解化学反应的进行和产物的生成，视觉化的学习方式有助于加深学生对化学知识的印象，促进对实验原理的理解。同时，模拟实验也提供了一个交互性的学习平台，引导学生参与到设计实验的过程中，培养创新思维和实验设计能力[2]。

Cl2实验室制法有一定危险性，而Nobook化学实验模拟软件的应用不仅为师生提供了安全的实验环境，更在教学中引入了学生自主学习和实践的元素。通过在智慧黑板上进行Cl2实验模拟，学生不仅能够熟悉实验的步骤和原理，还可以在虚拟环境中主动解决实验过程中可能遇到的问题，从而培养解决问题的思维模型。在模拟实验中，学生参与实验仪器设备的选择和参数设置，深刻理解实验工具的使用和参数的变化，并尝试不同的实验条件，理解其对实验结果的影响，提高实验设计和操作的灵活性。探索性的学习过程有助于培养学生的创新思维和实验设计的能力。学生还可以通过Nobook软件的实验进行实验现象记录和处理，在实验开始前对样品进行处理，以及在实验过程中记录和分析实验现象，以此学生的实验能力不仅在虚拟实验中得到锻炼，也为将来进行实际实验奠定了基础。同时，教师通过软件收集学生在模拟实验中的问题和反馈，全面了解学生在实验探究中的困惑和需求，为个性化教学提供了有力的支持，有针对性地为学生进行解答和引导，促使学生深入思考化学知识背后的原理。虚拟软件的引入不仅成功地解决了氯气制备实验中涉及的产物有毒和安全隐患的问题，同时还为学生提供了一个积极参与实验设计和操作的机会，避免真实实验中可能发生的爆沸、倒吸等危险情况，教师能够在保障学生安全的前提下，使其亲身体验和探究化学反应的奥妙，强化实验教学效果。

（三）基于信息技术理解实验微观变化

信息技术与传统化学实验的整合不仅能够为学生提供直观、生动的学习体验，而且有助于深化对化学实验动态过程的理解。教师需要借助模拟软件或虚拟实验平台要求学生在多媒体屏幕上观察实验过程，突显物质的微观变化。在此过程中，学生不仅能够亲身体验实验现象，而且能够通过信息技术的辅助，更清晰地观察到实验中物质微观层面的变化，多维度的学习方式有助于学生建立对实验现象和化学过程的全面认识，提高对物质性质和变化的感知深度。引入信息技术过程中，鼓励学生基于实验现象进行抽象概括和规律总结，引导学生利用模拟软件中的数据分析工具，对实验结果进行系统整理和统计，从而推导出物质的一般规律性，通过信息技术支持的实验数据处理培养了学生的化学学科核心素养，使其具备优秀的实验设计和数据分析能力[3]。

在学习双液原电池的过程中，教师可借助Flash动画模拟双液原电池的运作原理，通过问题引导学生深入探究实验现象。例如：教师提问“在Zn-Cu-CuSO4双液原电池实验中，电极上观察到了什么实验现象？”学生在实验探究后记录实验现象笔记，培养对实验数据的整理和分析技能。在教学过程中，教师需要巧妙地运用Flash动画，模拟Zn-Cu-CuSO4双液原电池微观过程，带领学生直观了解电子、电流和阴阳离子的流动方式，深入理解原电池工作原理的微观过程，宏观实验和微观动画相结合的教学方式，帮助学生在实验中建立宏观现象与微观过程的直接联系。借助模拟信息技术，教师能够帮助学生建立对实验微观过程的直观认知，体现了化学教学“宏微结合”理念，使学生全面、深刻地理解化学实验背后的科学原理，从而发展学生化学学科核心素养，提升科学思维水平。

（四）利用信息技术放大化学实验现象

化学实验现象和过程的可视化是推动高中生学习方式转变的重要途径，为实现更有效的可视化教学，教师采取了先进的技术手段，用手机拍摄演示实验，并利用投屏软件将实验过程以电脑投屏方式展示在大屏幕上，使学生能够更加清晰地观察实验现象，同时解决教师演示实验中实验现象难以观察的问题。该策略不仅提供了更直观、生动的学习体验，还为学生提供了更多的观察和思考实验现象的机会。通过电脑投屏，学生能够在大屏幕上清楚地看到化学反应的细节，从而更深入地理解实验的原理和机制，可视化方式打破了传统实验受限的框架，促使学生更全面地理解实验的动态过程[4]。同时，教师可以将视频材料整合到教学资源中，供学生反复观看，帮助学生加深对实验现象和化学原理的理解，个性化的学习方式有助于满足学生不同的学习节奏和需求。

在介绍金属钠与乙醇反应这一实验时，教师遇到了演示实验现象不明显的问题，尤其是对于后排学生而言，无法清晰地看到实验现象和听到实验发出的声音。为了有效解决这一教学问题，教师用手机拍摄了实验过程，并利用投屏软件将实验投放在大屏幕上，确保每个学生都能清晰地观察到实验现象，从而刺激了学生视觉和听觉感官，进一步活跃课堂气氛。该策略不仅在技术层面上解决了实验现象不易观察的问题，也提升了学生的学习体验，通过智能手机的拍摄和大屏幕投放，学生能够全面、清晰地感知实验的各个细节，包括产生的声音效果、实验变化等，以此丰富了学生对实验现象的感知，提高其对实验过程的理解深度，进而取得更好的学习效果。

（五）信息技术联结课内课外学习过程

信息技术与化学实验的深度融合涉及多个层面，包括教学准备、学习巩固和实践操作等。通过积极应用信息技术，教师能够更好地引导学生学会利用网络资源自主学习，提高实验课的实效性和趣味性。

首先，课前自主预习是学生主动参与化学实验学习的重要阶段。信息技术为这一阶段提供了高效便捷的工具，教师通过在线平台可以与学生分享实验相关资料，包括微课、练习题、实验演示视频、思维导图等，促使学生在课前对实验背景进行深入了解。学生之间也能够通过在线讨论分享个人预习心得、讨论预习问题，形成合作学习的氛围，为第二天的化学实验学习做好充足准备。信息技术辅助的预习方式有助于提前解决实验中的疑虑，为实际操作提供良好的演示与示范。

其次，課后及时巩固和测评反思是信息技术与化学实验融合的收尾环节。教师可以借助信息技术的多媒体功能，将实验方案和操作过程整合成视频合集，并上传至云平台供学生复习。该方式使学生能够在课后回顾实验的每一个步骤，加深对实验原理的理解。同时，教师还可以通过云平台进行在线测评，检测学生对实验知识的掌握情况。在此过程中，学生还可以通过观看实验视频，找出自己在实验中可能存在的问题，进行及时反思和纠正，巩固化学实验学习效果。

总之，化学教师在新课程标准的要求下，应根据实际情况和教材上实验的特点，采取不同的信息技术与化学实验融合策略，包括使用虚拟实验软件进行模拟演示、制作实验教学PPT以展示实验记录、借助投屏技术放大实验现象，以及通过云平台进行资源共享等。在实际教学中，教师应灵活运用信息化工具，创造出更生动、互动的学习场景，提高学生对化学实验的兴趣和主动参与度。通过将信息技术与实际教学有机结合，教师能够在学科知识的传递中激发学生的学习热情，提高其实验操作技能和理论认识水平。

结束语

信息技术与化学实验教学的深度融合丰富了高中化学课堂的教学手段，提高了课堂的有效性。学生在实验中通过多媒体的呈现更全面地感知化学现象，巩固对实验原理的理解。创新性的教学方式不仅满足了学生对多样化学习方式的需求，也使得学科知识更加贴近实际应用，通过信息技术与化学实验的有机结合，教师能够更好地迎接现代教育的挑战，培养学生学科素养，强化化学实验教学效果。

参考文献

[1]廖志娟.刍议计算机信息技术在高中化学实验教学中的应用[N].科学导报，2023-11-14（B2）.

[2]廖乐星.融合信息技术提高教育质量：信息化背景下高中化学实验教学研究[J].试题与研究，2023（24）：64-66.

[3]李莉.信息技术与高中化学实验教学的整合途径研究[J].求知导刊，2023（22）：8-10.

[4]陈浩浩.高中化学实验教学中计算机信息技术的应用分析[J].中国新通信，2023，25（4）：93-95.

本文系莆田市2023年度课题“高中化学教学与信息技术深度融合研究”（课题编号：PTJYKT23184 ）阶段性成果。