信息技術在化學實驗教學中的有效運用探研

摘 要：化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗有助于激發學生對科學的興趣，提高學生的科學探究能力。但是傳統的化學實驗教學存在一定的局限性，不利于提升學生的化學學科素養。因此，教師可根據化學實驗的特點、學生的基本學情，在化學實驗教學中引入信息技術，以優化學生的學習體驗，提升學生的化學學科核心素養。

關鍵詞：初中化學;實驗教學;信息技術;學習體驗;核心素養

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）14-0098-02

化學是一門以實驗為基礎的學科，教師在教學中創設以實驗為主的科學探究活動，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習化學知識，有助于激發學生對科學的興趣，有助于提高學生的科學探究能力。在傳統的化學實驗教學中，無論是教師的教還是學生的學都存在一定問題。教師教的方面存在將實驗教學變成演示或口述、實驗教學方法單一、教師實驗能力差等問題。學生的學存在設計實驗能力差、操作程序不正確、實驗操作基本技能差、觀察和表述實驗能力差等問題。隨著教育環境的改善，信息技術實現了與教育的融合，為各學科教學打開了新局面，同時也解決了很多教學難題。因此，在化學實驗教學中，教師可充分利用信息技術優化實驗教學形式，提升化學實驗教學效率。

一、創設精彩化學情境，優化導入過程

在化學實驗教學中，教師可借助信息技術創設精彩的化學情境，優化化學實驗導入的效果，以體現化學實驗的神秘性和趣味性，從而喚起學生的好奇心，并讓學生在求知欲的推動下主動進行實驗探究。

例如，在探究“酸和堿的化學性質”實驗前，筆者利用多媒體給學生播放一段魔術表演視頻。在視頻中，魔術師拿出一個空杯子和一個裝滿“水”的杯子，然后將杯中的“水”倒入空杯中，原來無色的“水”瞬間變成了紅色。這一現象讓學生大為驚嘆。而后，魔術師繼續往裝有紅色“水”的杯中注水，過了一會兒，杯中的“水”又變成了無色。魔術表演結束后，筆者向學生提問：“在這個魔術中，哪些道具起到關鍵性的作用？你能揭秘這個魔術嗎？”學生經過一番思考和探討，根據學過的化學知識提出猜想：空杯子底部可能事先涂抹了某種堿性物質，而那杯無色的液體可能是酚酞與酸溶液的混合液。筆者表示贊許，繼續提問：“這個魔術體現了酸和堿的某些化學性質。那么，除此之外，酸和堿還具備哪些化學性質？”在課前導入趣味情境的渲染下，學生對這一問題產生強烈的好奇心，開始主動探究本節課的實驗內容，這為構建高效化學實驗課堂打下良好基礎。

二、引入微課，擺脫實驗條件限制

隨著信息技術與教學的整合，微課應運而生，它最明顯的特征就是容量小、教學時間短且針對性強，非常適合應用于課堂教學中。因此，對一些存在操作難度的化學實驗，教師可引入微課，以擺脫各種條件的限制。

例如，“制取蒸餾水”這個化學實驗的原理比較簡單，所使用的器材也十分普通，但是它的速度較慢，耗時較長。為了節約課堂教學時間，在本次的化學實驗教學中，筆者引入微課，以視頻的形式向學生展示完整的制取蒸餾水的化學實驗過程。在視頻中，操作者先簡單介紹實驗用品，如試管、燒杯、石棉網等，然后有序連接實驗裝置，并配以字幕解說，以說明每個步驟需要注意的問題。裝置連接完畢后，操作者點燃酒精燈，之后的視頻省略了加熱過程，直接跳轉到水沸騰的畫面，可以看到蒸餾現象十分明顯。最后，操作者收集蒸餾水，實驗結束。該微課以4分鐘的時間將“制取蒸餾水”化學實驗的各個步驟完整地呈現出來，突破了時間及其他因素的限制，可以讓學生對“制取蒸餾水”的方法和過程產生深刻的認識。

三、視頻與圖片相結合，體現實驗細節

在化學實驗教學中，教師可以充分借助信息技術的視頻與圖片相結合的優勢呈現完整的實驗過程，并通過定格畫面、展示圖片突出實驗的細節，讓學生對實驗產生清晰、完整的認識。

例如，在探究“加熱高錳酸鉀制取氧氣”實驗時，由于實驗過程比較復雜，需要注意的細節較多，筆者便利用視頻軟件給學生演示實驗過程，并借助PPT進行詳細解說。當視頻中展示連接好的裝置時，筆者將畫面暫停，給學生播放事先做好的幻燈片，以展示裝置中的細節部分，如傾斜的試管、平鋪的藥品、試管口的棉花等，并讓學生說明其中的道理。之后繼續播放，視頻中的導管口產生連續的氣泡，操作者開始收集氧氣，筆者再次定格畫面，向學生提問：“什么時候才可以收集氧氣？收集氧氣的方法有哪些？什么時候停止收集？”借此啟發學生的思維，并促使學生認真思考實驗細節。

四、利用動畫模擬技術，呈現微觀粒子

化學是在分子和原子的層面上研究物質的組成、結構、性質及變化規律的科學。因此，學生在分析化學問題時，不僅要從宏觀的角度出發，還要從微觀的角度進行深度探析。在化學實驗教學中，教師可以利用動畫模擬技術，將微觀粒子的運動和變化過程生動地呈現出來，從而讓學生產生直觀感受。

例如，在探究“分子的性質”時，筆者先給學生演示實驗過程：準備三個小燒杯A、B、C，其中B、C燒杯中是等量的酚酞溶液，A燒杯中是濃氨水，然后，用一個大燒杯罩住小燒杯A、B，C燒杯置于外面。過了一段時間，B燒杯中的酚酞溶液變紅，C燒杯中溶液沒有明顯變化。此時學生產生疑惑：“燒杯A和燒杯B中的溶液并沒有相互接觸，B中的酚酞溶液為什么會變色？”于是，筆者利用多媒體的動畫功能演示該化學變化過程。在動畫中，A燒杯揮發出的氨氣分子以小圓球的形態呈現出來，小圓球在空氣中自由運動，進入了B燒杯中，使其中的酚酞溶液變色。通過這一演示過程，學生便可以從分子運動的角度來解釋該實驗現象。而后，筆者提出問題：“A燒杯和C燒杯為什么沒有變色？”學生根據動畫模擬過程，從微觀的角度給出科學分析。由此可見，利用動畫模擬技術進行化學實驗教學，可以讓學生對微觀粒子的運動和變化過程產生直觀認識，并理解實驗原理。

五、模擬錯誤操作，規范實驗行為

在化學實驗教學中，為避免實驗對學生造成傷害，教師會給學生提出很多“注意事項”。但在具體的實驗教學中，示錯的代價太大，教師只是進行口頭描述。而這種方式很難引起學生的重視。因此，教師可以利用信息技術模擬錯誤操作或危險操作，以加深學生的印象，規范學生的實驗行為。

例如，在實驗教學中，筆者給學生播放相關操作失誤的視頻：加熱試管驟冷后炸裂;制取蒸餾水時，燒杯中水量過大導致開水溢出;加熱高錳酸鉀制取氧氣結束時，先撤離酒精燈導致水倒吸回試管，進而引起試管炸裂等。另外，對于一些安全系數較低的實驗，教師也可以利用信息技術加以呈現。如在濃硫酸稀釋實驗中，正確的操作步驟是將濃硫酸注入水中，但是有的學生因為好奇或操作失誤將水倒入濃硫酸中。因此，教師可以提前給學生播放相關的模擬視頻，讓學生看到將水倒入濃硫酸中所引起的危險后果，以避免發生類似的錯誤。由此可見，教師利用信息技術模擬錯誤操作，可以引起學生對實驗操作細節的重視，培養學生認真謹慎的學習態度，從而提高學生的實驗操作能力。

六、結語

在化學實驗教學中，教師要充分把握信息技術給實驗教學帶來的發展契機，積極改進教學方法，以強化學生的學習效果，提升學生的化學實驗能力及化學綜合素養。在具體教學中，教師可通過創設化學情境優化導入過程，引入微課擺脫實驗的條件限制，以視頻與圖片相結合的方式體現實驗細節，利用動畫模擬技術呈現微觀粒子的運動和變化過程，模擬錯誤操作，規范學生的實驗行為。

參考文獻：

[1]劉定宇.信息技術在初中化學實驗教學中的應用[J].陜西教育，2015（12）.

[2]吳海洋，高利民，燕翔.微課在初中化學教學中應用的實踐與思考[J].安徽教育科研，2018（13）.

[3]黃郁郁.信息技術在初中化學實驗課中應用的案例研究[J].中學化學教學參考，2018（18）.

[4]鄧平.淺談信息技術在初中化學實驗課堂中的應用[J].中學教學參考，2015（02）.

Exploration of the Effective Application of Information Technology in the Teaching of Chemical Experiment

Di Dezhi

（Dajing Junior Middle School， Gulang County， Gansu Province， Gulang 733103， China）

Abstract： Chemistry is an experimental based subject. Chemical experiment can stimulate students' interest in science and improve their scientific inquiry ability. But the traditional chemistry experiment teaching has some limitations， which is not conducive to improving the students' chemistry discipline quality. Therefore， teachers can introduce information technology into the teaching of chemical experiments according to the characteristics of chemical experiments and students' basic learning conditions， so as to optimize the learning experience of students and improve the core competence of chemistry.

Key words： junior middle school chemistry; experimental teaching; information technology; learning experience; core competence

基金項目：本文系甘肅省教育科學“十三五”規劃2019年度規劃課題“信息技術與學科教學有效性整合的策略研究”（立項號：GS（2019）GHB1236）研究成果

作者簡介：邸得志（1980-），男，甘肅古浪人，一級教師，從事信息技術教學與應用研究。