運用信息技術優化實驗教學
——以魯教九年級化學《中和反應》為例

宋振云

（桓臺縣實驗中學，山東淄博 256400）

運用信息技術優化實驗教學
——以魯教九年級化學《中和反應》為例

宋振云

（桓臺縣實驗中學，山東淄博 256400）

實驗探究是化學學習的重要方式。文章探討了交互式電子白板、虛擬化學實驗室、Flash和數字傳感器等信息技術與實驗教學的整合，尋求利用信息技術提升實驗教學效率的有效方法。

信息技術；實驗教學；電子白板；虛擬實驗室；數字傳感器

《初中化學新課程標準》提出科學探究是化學學習的重要方式、義務教育階段化學課程的重要內容；而實驗是實現科學探究的重要途徑、化學學習的重要方法。傳統的實驗教學存在一些不足，如受條件限制，一些實驗無法開展；學生操作不規范不準確，影響到實驗探究的結果和學習效率等等。恰當運用信息技術可以彌補這些實驗教學中的不足，提升實驗教學的效率。本文以魯教版九年級化學《中和反應》為例，分析探索信息技術在實驗教學中的重要輔助作用。

一、運用電子白板提升實驗設計的直觀性

實驗探究前，學生常需要依據實驗目的自行設計實驗，確定實驗儀器和實驗步驟。但常有學生因實驗設計不合理，導致探究過程中儀器組裝緩慢，探究耗時長，效率低。而合理利用電子白板的圖庫功能和圖像拖動功能，在電子白板上找出所需要儀器，模擬組裝實驗裝置，并設計合理的實驗步驟，可以對實驗過程進行預演，提高實驗探究的效率。

本節課探究 “氫氧化鈉溶液和稀鹽酸是否發生化學反應”這一問題時，學生們設計出很多實驗方案。如利用石蕊試液、酚酞試液檢測反應前后溶液的酸堿性；利用pH試紙測量反應前后溶液的pH值等。學生提出了合理的實驗方案，但對具體的實驗步驟卻沒有清晰的思路。此時請學生根據自己的實驗方案在電子白板上選出合適的儀器，搭建實驗裝置，理清實驗思路，并推測實驗現象。通過這些模擬操作，學生非常清晰地明確了該實驗探究的思路和步驟。

二、運用虛擬化學實驗室提升實驗探究的效率

建構主義認為學習是學習者以自身已有的知識和經驗為基礎的主動建構活動。學生的學習過程是在教師創設的情境下，借助已有的知識和經驗，主動探索，積極交流，從而建立新的認知結構的過程。因此，教師創設情境，幫學生回顧已有知識，對新知識的構建起著至關重要的作用。《中和反應》授課前，通過前置性作業，利用虛擬化學實驗室，學生在電腦上進行快速的模擬操作，復習酸溶液和堿溶液的檢測方法、溶液pH的檢測方法和酸堿溶液的電離，為新課學習儲備知識和經驗。

實驗探究是化學學習不可或缺的重要過程。運用虛擬實驗室對真實的實驗進行巧妙的補充，完成探究困難、操作復雜、現象不明顯的實驗，可以提升實驗教學的效率。

本節課是利用歸納法總結酸和堿反應的一般規律的。先通過實驗探究稀鹽酸滴定氫氧化鈉溶液時pH的變化曲線，再拓展思考：其他酸和堿相互滴定也具有相同的pH變化曲線嗎？對于初中學生來說，可以選擇稀硫酸滴定氫氧化鈉溶液、稀鹽酸滴定氫氧化鈣溶液等。但這些實驗中反應物種類繁多，需測定的數據煩瑣，探究用時較長，所以在課堂教學中很難完成。此時利用虛擬化學實驗室探究多種酸和堿的反應，實時顯示燒杯中溶液的pH，并在坐標系中輸出pH變化曲線（見圖1），就顯得高效且直觀了。

三、運用Flash技術提升實驗原理教學的形象性

課堂上，利用電子白板的圖像拖動功能可以非常形象地演示化學實驗的原理——微粒的運動和碰撞過程。但該功能存在一定的局限性，電子白板可以展示反應前各微粒的種類和數量，卻無法演示粒子碰撞后生成新微粒的過程。運用Flash中的startdrag語句可以制作拖動動畫，拓展白板的拖動功能，更形象直觀地展現化學反應中微粒的變化。本節課在實驗探究后讓學生思考酸堿滴定過程中，物質的組成微粒是怎么改變的，此時利用Flash制作一個燒杯，里面盛有氫氧化鈉溶液和稀鹽酸混合后的四種離子——氫離子、氯離子、鈉離子和氫氧根離子。利用startdrag語句設置所有離子在燒杯內都可以自由拖動，當拖動氫離子碰到氫氧根離子時，這兩種離子就會消失，并出現新的微粒——水分子。

通過Flash技術的運用，學生拖動各微粒并相互碰撞，形象地展示了中和反應的原理。學生很容易就能理解中和反應的實質就是氫離子與氫氧根離子生成水分子。

四、運用數字傳感器技術，提升實驗數據處理的時效性

繪制酸堿中和滴定中pH的變化曲線時，常規方法是向酸溶液中加入不同體積的堿溶液，然后用pH計測量混合后溶液的pH，最后根據實驗數據手動繪制pH變化曲線。由于該實驗操作復雜，數據處理煩瑣，繪制的曲線準確度低，實驗耗時長，初中學生難以完成。所以教材只是提供了一組已經測量完成的實驗數據，要求學生根據已有數據繪制pH變化曲線，感受鹽酸和氫氧化鈉反應過程中酸堿度的變化。

由于傳感技術具有實時采集、圖形顯示的突出特點，所以可以利用光電傳感器監測滴定中消耗溶液的體積，利用pH傳感器監測滴定過程中溶液pH的變化，并自動將數據采集入計算機，即時生成溶液pH的變化曲線。通過數字傳感器技術的運用，學生能夠快速直觀地進行實驗探究，改變了以往只能被動處理實驗數據而無法進行實驗探究的情況。

信息技術輔助實驗教學不是取代實驗，而是在實驗的基礎上作為實驗探究的補充和延伸。隨著信息技術在實驗教學中不斷應用，實驗教學方式和手段不斷得到優化，化學課堂教學效益將會得到進一步的提升。

[1]山東教育出版社.義務教育課程標準教科書化學（九年級全一冊）[M].濟南：山東教育出版社，2007.

[2]王雅蘋.交互式電子白板在中學化學實驗教學中的應用探討[J].現代教育教學探索，2011，7（9）：132.

[3]蔡碧霞.利用現代傳感技術繪制酸堿中和滴定曲線[J].化學教育，2009，30（11）：56-57.

[4]朱紅芹.信息技術開辟化學實驗教學新天地[J].中國教育技術裝備，2011，（25）：165.

（編輯：王天鵬）

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1673-8454（2012）12-0047-02