信息技術與高中化學實驗整合點的診斷及解決方法

現代信息技術對中學化學教學改革具有重要意義，那么，如何將現代信息技術與化學實驗教學相結合，提高化學實驗教學的有效性？本文將從信息技術與高中化學實驗整合點的診斷及解決方法上初步探討信息技術與化學實驗教學的整合問題。

化學實驗是化學教學中的重要實踐活動，是培養學生創新思維的重要方法和手段。尤其是新課程高中化學在實驗內容、實驗要求、實驗探究方法等方面發生了一系列的變革，不僅強化了學生實驗探究的意識，還進一步突顯出化學實驗在化學學科中的地位。在化學實驗的教學過程中引入信息技術來提高化學實驗的教學質量和效率，必須針對整合點進行細致分析，診斷出信息技術與各類化學實驗的整合點。

● 快速獲得信息

化學實驗基礎知識的學習是一個漫長的過程，利用信息技術的優勢，使化學實驗基礎知識做到模塊化、綜合化、網絡化，學生能夠快速獲取所需要的化學實驗基礎知識，初步形成實驗技能。

例如，對于化學實驗基礎知識的學習，可以設計化學實驗專題網站，讓學生從試劑、儀器的正確使用，實驗基本操作的規范化，重要實驗操作的先后順序，尾氣處理等角度展開討論，并根據學生的討論將課件中的相關內容呈現給學生，增強學生的感性認識，再在此基礎上提煉出完成化學實驗所必備的條件。

● 改變知識的呈現形態

有些化學反應的過程是無法用肉眼看到的，理解起來相當困難，如有機化學反應的機理等。利用信息技術可以把實驗過程以虛擬的方式展現在課堂上，通過這一方式可以把一些難于觀察的、抽象的、微觀的化學過程模擬出來，還可以把常規教學手段難以用實驗演示的動態過程展示給學生，使抽象的概念變為具體形象，幫助學生去領會實驗事實和掌握化學反應規律。

例如，在學習碳酸鈣和碳酸氫鈣的相互轉化實驗時，通過反應現象可以明顯地看到二者相互轉化的過程，通過動畫模擬鐘乳石的形成過程，加深了學生對化學知識的理解。在模擬實驗過程中，可以把微觀過程進行宏觀模擬，把宏觀大場景作縮微處理。例如，氫氣與氯氣混合均勻后在光照條件下發生爆炸的反應，由于反應迅速，需要對瞬間變化搞定格分析，這樣就可以化枯燥為生動。在講到氫氣和氯氣反應形成共價鍵時用到電子云的概念，許多學生感到難于理解和記憶。當用信息技術模擬顯示核外電子的運動狀態時，學生便可以直觀生動地看到電子云的形成過程，理解了電子云的含義。又如，講到硫和氮的氧化物是大氣的主要污染物時，用信息技術模擬顯示酸雨的形成過程和化學反應過程，向學生清楚地展示目前我國大氣污染的狀況。這些課堂教學中無法實現的實驗過程，往往形成學習障礙，而學習障礙的存在則是化學教學難點的成因之一，信息技術和化學實驗的有效整合，改變了實驗知識的呈現形態，使得教學難點迎刃而解。

● 激發興趣

激發興趣是每個教師在教學設計中，首先要考慮的重要教學步驟之一。但是興趣并不是學生固有的，而是通過外界事物的新穎性、獨創性、需要性來滿足學生探索心理的需求而引起的。信息技術的運用，易于提高學生的學習興趣，對學生學習動機的激發有著極高的價值，從而促使學生更準確、更深入地把握教學點和難點。化學實驗本身就具有巨大的趣味性，如今再利用信息技術圖文并茂、聲像并舉的特點為學生創設各種實驗情境，能使許多復雜的化學反應環境由靜態變動態，由無聲變有聲，由抽象變具體。不僅能大大增強表現力，更能激起學生的各種感官的參與，調動學生強烈的學習欲望。

例如，在酸雨的教學中，利用多媒體把酸雨造成樹木、農作物枯萎，文物古跡如石雕、塑像的侵蝕等實物場景展現在學生的眼前，讓學生有身臨其境的真實的感覺。這種適時適度的整合使學生耳目一新，開闊了學生眼界，激發了學習興趣。又如，在進行每個學生實驗之前，都讓學生精心設計，并在網絡教室內通過實驗平臺軟件模擬實驗操作，為實驗做好充分準備。每一個小組的學生都經過嚴格的模擬訓練。小組內部各成員之間進行相互觀摩，指出彼此存在的問題，從而不斷完善實驗方案。這無疑就增強了對化學實驗的興趣，等到正式進入實驗室操作時，盲目性減少了，實驗成功率隨之提高，對化學實驗的興趣也就更加濃厚了。

● 將知識轉化成能力

信息技術與化學實驗的整合在培養學生的創造力方面提供了最佳條件，它可以幫助學生尋找問題的突破口。在化學實驗的復習中，重做實驗和回憶實驗是兩種較為重要的復習方法，但是重做實驗會耗費大量的物質和精力，而回憶實驗則顯得枯燥乏味。利用信息技術可以模擬實驗，再現實驗裝置、實驗過程和實驗現象，也可以在模擬實驗室里自己動手“做”實驗，既提高了課堂容量，還有利于比較、加深理解記憶，達到溫故而知新的目的。

近幾年的高考對化學實驗的考查源于教材而突破教材，體現了化學實驗的創新性，考查了學生化學實驗的創新能力，信息技術的運用則會有助于培養學生的創新能力。例如，實驗室進行氣體制備實驗，考慮到某些氣體會對空氣造成污染，如氯氣、氯化氫、二氧化硫、二氧化氮和氨氣等，都要進行尾氣處理。可用計算機再現常見的尾氣處理裝置，并提出問題：①為什么這樣做？②不這樣做會怎么樣？③我認為還可以怎樣做？其中，①和②是源于教材的知識，③是需要創新的思考。對三個問題的探討既完成了復習任務，又培養了學生的創新意識和創新能力。之后用多媒體投影列舉出常考的一些實驗題型，讓學生進行對比性的分析解答，學生掌握了方法就不再認為這是一個難點。

在加熱氯酸鉀制氧氣的實驗里，在給固體藥品加熱時，應使試管口向下傾斜，氧氣收集完后，應先移出導管再熄滅酒精燈，如果錯誤，則后果如何？通常的做法是，老師告訴學生答案，出現冷凝水回流，試管炸裂的現象。再如，氫氣還原氧化銅時先加熱后通氫氣、稀釋濃硫酸時將水加入濃硫酸溶液中，老師通常都會反復強調后果的嚴重性，但學生機械地記憶印象往往不深。用計算機模擬上述實驗，彌補了老師和學生不易直接進行實驗且通過老師語言描述也難以到位的不足，從而培養學生運用所學知識進行正確實驗操作的能力。

● 增強系統訓練

系統訓練也是對學生實驗知識進行鞏固的常用方法，在新授課或者復習課中，均可利用信息技術滿足不同層次的學生在不同學習階段的需求。例如，在課前將相關知識改編成一些小題目輸入題庫系統，題型可以是選擇題、判斷題，甚至可以是模擬操作題。課堂上讓學生獨立完成，教師則通過網絡及時、全面、準確地了解學生的學習情況，適時調整教學過程，增強教學的針對性，提高教學的效率。

在高三綜合化學實驗題的總復習教學中充分利用信息技術的優勢，運用虛擬化學實驗室中豐富的化學教學素材編輯課件，將信息技術應用與學生實驗探究相結合，使學生掌握化學實驗基本原理、實驗儀器的使用范圍、實驗儀器的正確組裝、正確的實驗操作方法等知識并進行探究性實驗設計。探究性實驗只給出課題研究的要求，在教師指導下由學生自己確定實驗原理、選擇實驗儀器、制定實驗方案、探求未知結論，充分發揮信息技術的優勢，努力營造有利于學生自主學習的環境，現代信息技術優化了化學實驗“教”與“學”的過程，增加了學生進行系統訓練實驗操作能力的機會，有利于學生終身學習與發展能力的培養，對全面推進素質教育具有重要意義。

● 增大信息量

建構主義理論認為學生是信息加工的主體、知識意義的主動建構者，教師是學生主動建構意義的幫助者、促進者，信息技術與化學教學的整合，不僅僅是一種教學方法的更新，更重要的是把豐富的信息資源引入到化學教學活動中，合理、機動地運用信息技術，把學習空間還給學生，給學生提供視覺和聽覺感受，豐富學生的想象，有效地培養學生自主學習、主動發展的意識和能力，充分挖掘學生的創造潛能。化學實驗文本中的一些信息，孤立地放在書本的一處或者幾處位置上，有時很難讓學生體會到它的作用和妙處，如果通過信息集成功能，把他們放在課件的同一位之下，就會方便學生的對照比較，很容易感悟并進行知識的建構，使學問漸長、能力提升。

高中化學有很多涉及到實驗設計原則、方法和技巧的實驗，可以進行科學歸類，如常用儀器的使用方法，化學實驗基本操作，常見氣體的制備，收集氣體的方法，化學物質的分離、鑒別和檢驗，常見離子的鑒別和檢驗，常見有機化學反應關系等，都可以利用信息技術在有限時間內增大課堂的信息容量。給學生提供大量信息的目的不是強迫學生去機械地記憶，而是讓學生從眾多信息中學會篩選有用信息，構建自身的知識體系和網絡，并逐步形成實驗設計能力。另一方面，充分利用信息技術的優勢，利用網絡或虛擬實驗室等軟件主動檢驗自己的實驗設計能力和實驗操作能力，并根據檢驗結果，不斷彌補不足。信息技術在增大信息量方面的優勢是其他手段無法比擬的。

化學是一門以實驗為基礎的科學，因此應注意凡是能通過實驗展示的現象和短時間能夠實現的實驗一般不選用多媒體來代替；一切能夠用實驗研究的問題就不要脫離實驗，因為實驗的教學功能是任何手段替代不了的，學生在實驗中所經受的思維、操作、分析、觀察能力的鍛煉，實驗中情緒、意志、毅力等品質的形成只能通過實驗來實現。

在信息技術與高中化學實驗整合的過程中，針對不同類型的整合點，要選擇合適的信息技術手段解決整合點的困難。影響化學實驗教學質量和效率的因素是多方面的，如何通過信息技術和化學實驗的整合來提高學生的學習質量和效率，并非一件輕而易舉的事情。在實驗教學設計過程中，最好是能夠找到學生的一些直接體現學習質量和效率的行為特征，使得我們可以通過調整這些特征來改變教學質量和效率。我們只有積極行動起來，用現代化教育理論武裝自己的頭腦，努力提高自己的信息素質，適應信息時代對教師的素質要求，才能發揮學生的主動性，提高教學質量和效率。