信息技術在高中化學實驗教學中的具體運用

陳麗

摘 要 在化學教學中有效開展化學實驗，可以激發學生的學習興趣，更好地培養學生的觀察能力和動手能力，讓學生在有趣的實驗中收獲知識。隨著多媒體信息技術的快速發展，涌現出各種多媒體課件制作軟件，通過綜合運用各類軟件功能，滿足化學實驗的要求。現代信息技術的應用可以為化學實驗教學提供豐富的資源，為教學提供廣泛的可能性。學生可以通過虛擬操作，強化對物質和化學實驗過程的感知，從而為改進實驗教學提供新思路、新空間。

關鍵詞 高中化學；實驗；信息技術；教學資源；網絡學習；仿真化學實驗室；仿真實驗

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）15-0126-03

1 前言

隨著高新科技的快速發展，社會生活與工作進入信息化、科技化時代。為了適應新時期的變化，教學的模式與方式也需要引入數字信息技術。20世紀90年代，隨著信息高速公路的出現，提出信息化教育的概念，通過運用現代信息技術來適應教育改革和發展的新形態，創新教學內容和方法，從根本上增強教學效果。

高中化學是一門以實驗為基礎的學科，當前由于受到實驗教學條件的限制，實驗成功率不高。因此，在新時期，要將信息技術與高中化學實驗二者有機結合起來，讓學生很好地把握實驗規律和實驗結果，全面掌握化學實驗知識，從根本上提升教學效率和質量。

2 當前高中化學實驗存在的問題

在進行化學實驗時，首先需要進行實驗設計，要求學生參照實驗原理、步驟進行。但學生在實際實驗中會因為各種原因使實驗設計存在諸多問題，引發故障。儀器選擇不正確，儀器組裝順序錯誤，都有可能降低實驗的成功率。此外，高中化學實驗教學中以驗證實驗為主，缺少探究性實驗，難以培養學生的動手實踐能力以及科學的實驗操作方法，會降低學生學習化學的積極性和興趣。化學實驗僅僅是形式上的操作，只是對學生灌輸知識，而沒有遵循形成理論、確定結果、發散思維的方法來進行化學實驗教學。教學內容也只局限在規定的實驗，即學生按照事先規定好的實驗來進行實驗結果的驗證。教師在化學實驗教學中，對化學實驗的功能定位不明確，沒有做到切實通過化學實驗來促進學生發展，嚴重影響到化學實驗的教學效果[1]。

3 在高中化學實驗教學中運用現代化信息技術的可能性

現代信息技術應用于高中化學實驗教學中，可以為教師提供更加豐富的教學資源。近年來，隨著互聯網技術的快速發展，出現大量先進的教學資源，為化學實驗教學的資源廣泛共享提供了諸多可能性。網絡上關于中學化學實驗的視頻、課件、文字資料、動畫等層出不窮，尤其是經常出現在教學類的網站上。除此之外，學校也配備大量的化學實驗光盤和錄像，為教師和學生提供了更為廣闊的空間，在教學中可以根據自己的特點來選擇教與學的方式和手段。

當前，大部分高中配備了多媒體設備，尤其是校園網的建成，在很大程度上為現代化信息技術應用于化學實驗教學中提供了更為廣泛的可能。隨著信息化教學設備的水平不斷提高、種類日漸豐富，使用現代化的信息化教學設備進行教學成為不可阻擋的趨勢。

在高中化學實驗教學中應用信息技術，一定要注意滿足學生的學習需求，并且要符合化學實驗的特征，科學合理地利用信息技術，保證學生的學習效率和質量，有意識地培養學生的信息素養。信息技術不只是作為教學的輔助工具，更能起到改變教學手段的作用。在化學實驗中應用多媒體計算機技術，可以有效提升學生主動學習的積極性，人機互動的方式能夠為學生提供更容易接受的學習方式；使開放學習成為可能，網絡學習的開放性可以讓學生有效利用網絡資源進行相關信息的查詢，為學生自主設計實驗提供了廣泛的可能性；有助于學生進行協作學習，為學生提供交流經驗的平臺，通過互動學習不斷提高信息傳播的有效性高。

此外，信息技術的應用強化了理論指導作用。在傳統的化學實驗教學中，理論知識極容易受到教科書的影響，使理論教學缺乏完整性和系統性。而運用信息技術，可以充分揭示實驗的理論內涵，更加科學地解釋實驗現象。

4 運用信息技術改革高中化學實驗教學的優勢

信息技術應用于高中化學實驗教學中，可以起到優勢互補、協調配合的作用，有效推進高中化學實驗教學改革。信息技術不只是高中化學實驗輔助教學的工具，更是從根本上改變了傳統教學手段和方式。傳統的化學實驗教學采用的教學資源多為實驗手冊和教材，而信息技術可以豐富實驗資源，實現各種資源的共享，學生通過虛擬操作，強化對物質和化學實驗過程的整體感知，為教學提供了廣泛的可能性[2]。信息技術應用于高中化學實驗教學主要有以下幾點優勢。

1）運用信息技術模擬實驗，可以很好地彌補實驗教學條件不足的局限性。通過運用計算機虛擬技術進行逼真的實驗操作，可以為學生進行化學實驗創造一個虛擬的實驗環境，同時可以實時提示和演示化學實驗的關鍵步驟和重要實驗現象。

2）高中化學課本中有一些操作性較低的實驗，對于有毒且有害的實驗，無法讓學生進行實際操作，在一定程度上影響了教學效果。而現代信息技術的應用，可以提高學生獨立思考的能力，通過模擬現實教學來增加學生的感性認知，通過無害化的化學實驗來進行實驗操作。

3）信息技術的應用創新了傳統教學手段，將復雜的實驗操作簡單化，使實驗更加貼近于理論框架，從本質上揭示化學實驗的理論內涵，更加科學地對實驗現象進行解釋。同時，在高中化學實驗中應用信息技術，可以讓學生更加自主地進行學習，便于運用網絡查詢相關信息，自主進行化學實驗設計，大大提升教學效率和質量[3]。

5 信息技術在高中化學實驗教學中的具體運用

運用信息技術模擬化學實驗錯誤操作 利用信息技術可以讓化學知識的表達更具多媒體化。計算機多媒體集動態和靜態信息操作于一身，可以化復雜為簡單，化抽象為具體。教師在化學實驗教學過程中的錯誤操作可能會帶來爆炸等巨大危害，學生在具體操作時由于好奇或者疏忽，可能造成難以預料的實驗事故。而計算機多媒創造了一個虛擬實驗的空間，利用信息技術模擬操作，可以加深學生對化學實驗中的注意事項的印象。

如在教學“氨與銨鹽”這一化學實驗時，教師可以讓學生結合“氨與銨鹽”的知識點來設計化學實驗，其中包括制備氨氣、收集氨氣以及制取氨水；同時讓學生在計算機實驗室中對氨水的制取進行模擬實驗。學生在操作中很可能會忽視氨氣在水中會具有較大的溶解度，而直接將導管插入水中，這樣就導致燒杯中的水進入大試管，出現大試管炸裂的后果，此時會因錯誤操作而引發爆炸。

類似的還可以利用Flash來模擬稀釋濃硫酸的化學實驗，讓學生認識到實驗操作人員誤將水導入濃硫酸，致使液體濺到操作者手上的危險后果。

運用投影技術增強化學實驗現象的演示效果 在進行高中化學實驗教學時，部分實驗由于受到周圍環境變化、實驗藥物、實驗儀器以及實驗能力等各種條件的影響，會導致實驗操作難度過大，實驗現象不明顯，使實驗操作失敗，嚴重影響實驗教學效果。化學實驗就是需要通過對形象的化學現象進行分析而了解到實驗的本質。利用投影儀開展輔助教學，也是一個具有推廣價值的信息技術手段，可以有效彌補傳統演示實驗的缺點和不足，大大提高演示教學的實驗效率。教師可以利用投影儀進行微型實驗，與傳統實驗相比，投影儀操作簡單便捷，污染小，能夠節約藥品，具有較好的實驗教學效果。

如在進行“電解飽和食鹽水”實驗時，投影儀可以放大實驗現象，便于學生觀察。通過實物投影向學生清晰地呈現陰陽兩極產生的小氣泡，陽極產生淡淡的黃綠色氣體，因此，學生可以通過對比得出結論：陽極會生成氯氣。在實驗結束后滴入兩滴酚酞溶液在陰極附近，會看到陰極溶液變為紅色，學生得到陰極附近生成堿性物質的結論，從而直觀地了解電解飽和食鹽水實驗。

運用數字傳感技術進行化學實驗的定量化展示 在高中化學實驗教學中，很多化學反應都會生成氣泡，通常會使用比較活塞移動的快慢、氣球膨脹的快慢以及加入肥皂水后氣泡產生的快慢等方法，間接表征氣體產生的快慢，不易進行定量化研究。

如在進行“影響過氧化氫分解反應速率的因素”的化學實驗時，學生只能根據氣泡產生的快慢來分析反應速率的影響因素。但在進行“分別加入5 mL濃度12%和5 mL濃度4%的過氧化氫溶液，再分別滴入0.2 mol·L-1氯化鐵溶液，對氣泡生成的快慢進行分析”的化學實驗時，由于對比實驗現象無差異性，學生難以用肉眼對實驗現象進行觀察，因此，實驗現象的結論為：理論上，氯化鐵可以作為催化劑加速反應速率，使試管產生較多的氣泡。

通過這種化學實驗得到的結論難以讓學生信服，甚至降低學生的學習興趣。運用數字傳感技術則可以進行定量化研究，利用壓強傳感器進行實驗操作，可以對過氧化氫分解過程中的分解速率以及有無催化劑的氣壓變化情況進行準確直觀分析，充分調動學生學習化學的積極性。

運用仿真化學實驗室演示實驗 隨著信息技術的快速發展，各類教學軟件越來越廣泛地應用于高中化學實驗教學中，如Corel ChemLab、金華科仿真化學實驗室等。通過運用化學實驗模擬軟件，對真實的實驗環境進行模擬，對整個實驗過程進行逼真再現。盡管仿真實驗難以直接培養學生的動手實踐能力，但可以全程模擬實驗原理、實驗操作以及實驗儀器，讓學生通過模擬演示對實驗原理以及實驗步驟加深認識，有效激發學習化學的積極性。

此外，利用信息技術還可以模擬化學反應原理。化學反應是對微觀粒子間的重新組合，由于微觀粒子具有抽象性，難以對化學反應原理進行解釋。通過利用信息技術可以將抽象的化學現象變得具體，使靜止內容動感化。如在教學“原電池”的化學實驗時，教師可以編制Flash課件，根據操作按鈕對電流方向、電子流動方向、Zn失去電子轉化為Zn2+等過程進行演示，便于學生理解。同時，分子運動、化學平衡的建立、化學鍵的生成、生成乙酸乙酯等都可以運用動畫模擬進行操作。

6 結語

綜上所述，高中化學實驗以其豐富的內涵在化學教學中扮演著重要角色。隨著科學技術的發展，信息技術被越來越廣泛地應用于高中化學實驗教學中。教師要重視創新化學實驗，努力培養學生的觀察力和動手操作能力，大大提高學生的學習效率，促進教學質量的提升。這既是新課改的要求，也是推動教育改革的必然要求。

參考文獻

[1]王美娜.信息技術支持下的高中化學實驗教學方法探究[D].沈陽：沈陽師范大學，2012.

[2]許穎如.現代信息技術在高中化學實驗教學中的運用研究[D].上海：上海師范大學，2005.

[3]李軍.為化學實驗教學插上信息技術的翅膀：基于信息技術的化學實驗教學的實踐與思考[J].化學教與學，2014（3）：90-92.