信息技術背景下高中化學實驗的教學建議

藍毅斌

摘 要：化學是一門以實驗為基礎的學科，在化學教學過程中有效開展實驗教學有利于學生實驗素養的培養。近幾年來隨著信息技術、多媒體輔助教學的普及和發展，化學實驗教學向著信息化的方向發展。通過調查，了解當前化學實驗教學現狀，分析化學實驗信息化轉變的深層根源，對比傳統實驗教學與多媒體輔助教學的優劣，提出新的教學環境和教學形勢下化學實驗教學的教學設計及建議，以期調動學生的學習積極性，提高化學實驗教學效率。

關鍵詞：高中化學教學；化學實驗；信息技術

化學是一門以實驗為基礎的學科，《考試大綱》指出：“了解科學探究的基本過程，學習運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法，認識化學是以實驗為科學的一門科學。”《考試說明》中也強調：“了解并初步實踐化學實驗研究的一般過程，掌握化學實驗的基本方法和技能。”這些都體現出實驗教學的重要性，在化學教學過程中有效開展實驗教學有利于學生實驗素養的培養。而要提高實驗的教學效率，讓學生在日常教學中掌握實驗基礎和提高實驗技能，就必須做好課本中“活動與探究”和“觀察與思考”等實驗教學環節的教學設計。

化學實驗的教學效果直接影響到學生對實驗知識的掌握，一個精心設計的演示實驗通過儀器組裝、實驗操作、觀察現象、得出結論等各個實驗環節的實施，讓學生在觀看過程中認識實驗儀器，熟悉實驗操作，分析實驗現象，交流討論實驗原理，培養學生學習化學的熱情和嚴謹的科學態度。但是近幾年來，隨著多媒體輔助教學的普及，部分化學課堂演示實驗被各種各樣的多媒體輔助（如，動畫演示和實驗視頻）所替代，越來越受到教師的推崇，主要是由于多媒體輔助實驗教學有以下一些優點：（1）動畫演示實驗過程簡潔明了；（2）能替代一些有毒、危險的化學實驗；（3）實驗演示時間可控，不影響課堂教學時間；（4）不會發生實驗過程中的異常現象。

不可否認，由于存在一些主觀和客觀原因，合理地運用信息技術輔助教學有利于學生通過另一種方式來學習化學實驗的相關知識，但是如果出現化學實驗教學中信息技術的使用比重大于傳統的實驗教學時，則背離化學實驗的教學宗旨，也會影響到學生的實驗技能以及實驗習慣的培養。

針對這一現象，筆者做了兩個方面的調查，一份調查是針對高中三個年段學生進行“關于化學課堂演示實驗”的問卷。從調查結果統計發現：（1）學生分組實驗次數少，平均一學期1～2次左右；（2）學生的實驗操作薄弱；（3）學生更喜歡觀看課堂演示實驗而非視頻演示；（4）觀看實驗視頻和動畫演示多于課堂演示；（5）老教師動手做實驗的次數比年輕教師多。另一份調查是與其他化學教師探討化學課堂演示實驗的實施情況。通過交流探討，發現教師更多采用多媒體輔助實驗教學有以下幾個方面的原因：（1）有危險的實驗不做；（2）有毒有害的實驗不做；（3）現象不明顯的不做；（4）簡單的實驗不做；（5）影響教學時間的不做；（6）缺少藥品、儀器的實驗不做；（7）擔心實驗失敗的不做；（8）實驗現象與理論有差異的實驗不做。

從以上的調查說明實驗教學的信息化有其主客觀因素：

客觀因素是：（1）教學課時的限制，課堂演示實驗需要準備、操作、觀察、總結等環節，會占用一些教學時間；（2）有些實驗有一定的危險性，或者試劑有毒；（3）實驗室缺少一些實驗儀器或者藥品；（4）信息技術、多媒體輔助教學的易用性。

主觀因素則是與教師的實驗素養和敬業精神有關：（1）擔心藥品影響自己的健康，比如，氯氣的實驗需要提前制備氯氣，擔心氯氣的毒性影響到自己的健康；（2）擔心實驗演示中出錯導致失敗，或者實驗現象與課本描述的不符。

基于以上原因，如何進行化學實驗教學的教學設計，合理地運用信息技術進行教學輔助就尤其關鍵，現以化學必修1為例，談談本人對必修1化學實驗教學的處理方案。

在化學必修1中，課本中“活動與探究”和“觀察與思考”中涉及的實驗有22個，具體有：（1）丁達爾效應；（2）萃取和分液；（3）常見物質的檢驗；（4）蒸餾裝置；（5）焰色反應；（6）一定物質的量濃度溶液的配置；（7）電解飽和氯化鈉溶液；（8）氯氣的性質；（9）溴碘的提取；（10）金屬鈉的性質；（11）過氧化鈉的性質；（12）碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質；（13）電解質溶液的導電性實驗；（14）金屬鎂的性質；（15）鋁熱反應；（16）氫氧化鋁的兩性；（17）二價鐵離子和三價鐵離子的相互轉化；（18）二氧化硫的性質；（19）濃硫酸的性質；（20）噴泉實驗；（21）氨氣的實驗室制法；（22）銨鹽的性質。

根據這些實驗的特點和實驗條件，可將這22個實驗分成以下幾類：（1）課堂演示實驗；（2）隨堂實驗；（3）分組實驗；（4）信息技術、多媒體輔助教學。

一、課堂演示實驗

實驗4、6、8、11、14、15、18、20、21、22，這些化學實驗有些是實驗裝置的展示，如，蒸餾裝置，氨氣的實驗室制法裝置，噴泉實驗；有些是需要強調實驗規范與步驟，如，一定物質的量濃度溶液的配置；有些是有毒的物質的性質實驗，如，氯氣的性質，二氧化硫的性質；有些是有一定的危險性的實驗，如，鋁熱反應等，通過教師前期精心準備，課堂演示，運用教師自身掌握的實驗技能和實驗知識，能保證實驗的安全，又能把實驗的注意點和實驗現象展示出來，有些實驗還能設計成化學小魔術，來引起學生的注意，產生學習化學的興趣。如，金屬鈉的性質教學中可以在開課前以滴水點燈魔術引課，過氧化鈉的性質教學中，可以滴水點燃包有過氧化鈉的脫脂棉。

二、隨堂實驗

實驗1、2、9、12、16、17、19，這些化學實驗現象明顯，安全易操作，可以設計成隨堂實驗，既能達到增加學生動手能力，提高學生的觀察能力和基本實驗技能，解決分組實驗少的問題，又能節省課時，課堂緊湊有序。在實驗前期準備中還能讓學生自己動手準備實驗材料，如，雞蛋清膠體的制備、鐵紅的收集、濃硫酸脫水性材料準備等，讓學生認識到化學來源于生活又服務于生活，生活中很多日常現象也可以用化學知識來解答。在選擇隨堂實驗時也要考慮多個方面的因素：（1）要考慮學生的認知水平，化學基礎好或者差；（2）要考慮實驗的類型，是要驗證性實驗或者探究性實驗；（3）要考慮實驗的安全，是否會產生有毒物質，是否會發生爆燃等。比如，金屬鈉這種金屬非常活潑，具有一定的危險性，在鈉的性質這節課堂安排的隨堂實驗，為了避免意外，在隨堂實驗中每組只分發2塊綠豆大小的鈉、濾紙以及燒杯，燒杯上面再加蓋一個表面皿防止液體噴濺。

三、分組實驗

由于教學時間的限制，分組實驗次數正常一學期1～2次，所以有必要提高分組實驗的教學效率，盡可能把內容相關的實驗安排在一起，如，實驗3常見物質的檢驗、實驗2萃取和分液、實驗5焰色反應、實驗9溴碘的提取等這幾個實驗都屬于常見物質的檢驗，可以安排在同一節進行；而有些重要的實驗操作，如，實驗6一定物質的量濃度溶液的配置則應安排一課時，保證學生對實驗儀器、實驗步驟、實驗誤差分析等實驗問題的全面掌握。

四、信息技術、多媒體輔助實驗教學

合理的運用信息技術、多媒體輔助實驗教學能提高演示實驗的可見度、實效性、安全性、規范性。適用于一些有危險性的實驗或者條件所限的實驗，比如，電解飽和食鹽水、電解質溶液的導電性實驗、硫酸化工生產流程等實驗可以借助視頻，或者動畫演示來展示，讓學生更加詳細、更加直觀地來掌握一些傳統實驗所展示不出的現象，效果更好；再如，氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液的反應，如果是傳統的演示實驗，只有坐在前排的學生能看到實驗現象，后面學生看不到，此時如果我們使用實物投影儀，把整個實驗過程通過投影展示出來，全班學生都能清楚觀察實驗過程。

化學實驗教學是學生掌握化學實驗技能的關鍵，要盡可能的多做課堂演示實驗，合理地運用信息技術輔助實驗教學，在教學過程中，要根據具體實驗，精心設計實驗形式，合理布局，鼓勵學生積極參與，主動探究實驗，認真觀察，這樣才能通過實驗提高實驗基礎和實驗能力，培養學生解決問題的能力和認真嚴謹的科學態度。

參考文獻：

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