信息化2.0環境下初中化學實驗教學模式探究

文/吳建春

引 言

信息化2.0更強調基于互聯網的大資源觀，具體是指運用信息化教育手段，全面推進教育現代化，開啟智能時代教育。在“互聯網+”、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術發展的背景下，開展基于信息化2.0的化學實驗教學，成為當前初中化學教師的新選擇。在信息化環境下，初中生能從不同的化學學習渠道獲取信息，自主進行實驗，提高自己的理論聯系實際能力。如何使用新一代信息技術輔助學生的化學實驗，是值得每位初中化學教師思考的問題。

一、信息化2.0概述

信息化2.0旨在實現從專用資源向大資源的轉變，目的是培養學生的信息技術應用能力，促進學生信息素養的提升，助力學生創新發展。教師的教育不能僅停留在學習環境改善方面，而是要將信息化教學嵌入學習系統，轉變教育技術觀念。信息化2.0強調轉變發展動力觀念，堅持以創新驅動發展，不斷提升教育治理水平，突出教育治理現代化，助力教學從工具型思維轉向人工智能型思維。

二、信息化2.0在初中化學實驗教學中的應用優勢

（一）促進學生信息素養提升

在信息化2.0背景下，開展初中化學實驗教學可以促進學生信息素養的提升。初中化學實驗教學應與時俱進，充分利用新一代信息技術輔助學生進行思考與操作，促進學生掌握更多的實踐技能與經驗[1]。教師在新一代信息技術的加持下，可以豐富學生的化學認知，讓學生自主探索與化學現象相關的原理，通過動手實踐來研究肉眼難以觀察到的化學現象，使之能運用新一代信息技術完成實驗，進一步提高信息素養。

（二）提高學生自主學習效率

初中化學實驗具有一定的操作難度，教師應立足信息化2.0理念，收集不同形式的網絡資源，為學生的化學知識學習和實踐探索提供輔助，激發學生的化學學習興趣，從而培養其良好的學習意識，助力學生自主學習效率的提高。實驗是驗證化學原理的重要手段，在信息化2.0環境中指導學生做實驗，可以調動學生的主觀能動性和探究積極性。教師為學生提供不同的學習資料與實驗用具，科學指導學生進行自主探索，有助于提高學生的自主學習效率。

（三）助力學生創新思維發展

在信息化2.0實驗中，學生可以獲得良好的視覺、聽覺、觸覺體驗，有助于創新思維發展，促進實驗設計能力的提升。在信息化2.0環境下的化學實驗中，學生可以利用不同的渠道來共享資源，根據教師的指導來交流實踐經驗，由此獲得化學實驗的設計靈感。通過學習基礎知識，設計實驗方案，學生可以在信息化環境中驗證自己的想法，切實提高創新思維能力，為今后的化學學習與可持續發展強基固本。

（四）培養學生問題解決能力

化學與生活聯系密切，教師在信息化2.0環境下指導學生做實驗，利用生活中的化學問題驅動學生進行思考，不僅能幫助學生深入理解所學化學知識，且有助于培養學生良好的問題解決能力。信息化2.0強調對學生信息技術能力的培養，初中化學教師為學生提供實驗資源與學習指導，要求學生自主分析、解決問題，可以拓寬實驗教學的路徑，讓學生在實驗中把握解決問題的關鍵，獲得良好的操作體驗。

三、初中化學信息化2.0實驗教學模式應用策略

（一）設計實驗微課視頻，突破化學知識學習難點

信息化2.0開啟了初中化學智能教育時代，教師運用新一代信息技術設計和呈現實驗微課視頻，能讓學生理解抽象的化學反應現象，助力其突破化學知識學習難點。在初中化學實驗教學中，教師應做到與時俱進，充分應用新一代信息技術激發學生的實驗參與興趣，在信息化2.0環境中設計實驗微課視頻，助力學生突破化學知識學習難點，促進教學質效提升[2]。

例如，在講解滬教版初中九年級（上冊）化學“性質活潑的氧氣”一課內容時，教師可以根據氧氣的物理性質、化學性質設計微課視頻，直觀展現氧氣的用途以及氧氣與人類的關系，讓學生在觀看微課視頻的同時，研究物質及其相關變化，把握實驗操作的關鍵步驟，突破化學知識學習難點。首先，教師要在設計微課視頻時，融入“潛水氧氣瓶、航天供氧裝置、煉鋼、焊接”等素材，讓學生在觀看微課視頻時，聯系實際生活，理解氧氣的用途。然后，教師帶領學生觀看微課視頻并引出新課，指導學生根據視頻內容提示做實驗，總結相關化學反應方程式。

通過完成以上實驗，學生可以發現可燃物在氧氣中會劇烈燃燒，理解氧氣的活潑化學性質。最后，教師可以根據學生的實驗結果，呈現“氧氣制備”微課視頻，讓學生在微課視頻的指導下，連接“高錳酸鉀分解制氧氣”裝置，在完成氧氣制備后，總結化學反應方程式明白利用高錳酸鉀溶液在一定條件下的化學變化，可以制得氧氣。在信息化2.0環境下，學生能了解氧氣不易溶于水的特點，學會按照微課視頻中的化學實驗提示，運用排水集氣法成功集得氧氣，獲得學習的成就感，進而激發對化學實驗探究的熱情。

（二）妙用智慧教育平臺，降低化學實驗操作難度

智慧教育平臺是信息化2.0環境下的產物，平臺內含有豐富的課程資源，可以為廣大師生的教學工作與學習探究提供服務。智慧教育平臺是構建智慧化學課堂、降低實驗操作難度的重要資源，可以將抽象的化學實驗內容視覺化、直觀化、趣味化，助力學生透過現象看本質，幫助教師突破教學重難點。

例如，在講解滬教版化學九年級（上冊）“二氧化碳的奇妙變化”一課內容時，教師要利用智慧教育平臺展示“二氧化碳的狀態變化”，聯系實際生活中的“人工降雨、二氧化碳滅火器”，引發學生的良好情感體驗，帶領學生通過制備二氧化碳，培養其自主探究能力。首先，教師可以利用智慧教育平臺搜索有關“二氧化碳”的資料，引導學生在相關資料的幫助下，識別生活中的二氧化碳狀態。然后，教師為學生提供實驗所需道具，指導學生在智慧教育平臺中搜索相關實驗視頻，在自行觀看以后，按以下步驟進行操作。

（1）檢查裝置氣密性，在錐形瓶中裝入少量大理石，在長頸漏斗中注入稀鹽酸。用集氣瓶收集二氧化碳氣體并驗滿。（2）將收集到的二氧化碳氣體通入少量石灰水的試管中。（3）將收集到的二氧化碳氣體通入紫色石蕊試液的試管中，觀察后加熱。（4）將二氧化碳氣體緩緩倒入放有燃著蠟燭的燒杯中。

教師妙用智慧教育平臺指引學生學習二氧化碳相關知識，為學生的“二氧化碳制備”實驗提供保障，可以降低實驗操作的難度，使其了解二氧化碳的性質。學生能根據二氧化碳與水的反應，寫出方程式根據碳酸加熱的反應現象，總結出化學反應方程C2O+H2O”。最后，教師指導學生回顧自己學過的一些化學反應知識，在智慧教育平臺中自行搜索相關實驗視頻，驅動學生自主進行探究，培養自主探究能力。

（三）構建翻轉實驗課堂，培養化學信息技術能力

構建翻轉課堂契合《教育信息化2.0行動計劃》，可以賦予學生學習的決定權，有助于培養學生良好的信息技術能力。構建翻轉實驗課堂，可以讓學生在課前先行了解將要學習的重難點化學知識，初步了解實驗內容，進而在課堂上與教師進行交流與互動，闡述自己對實驗的想法及疑惑，通過動手實踐，解決實驗問題，增強自主學習能力。初中化學教師應在信息化2.0環境下為學生提供充足的學習資源，引導學生運用信息技術進行學習與實踐，從而解決實驗問題。

例如，在講解滬教版初中九年級（下冊）化學“常見的酸和堿”一課內容時，教師可以在課前向學生提供導學案，要求學生了解鎂、鋁、鋅、鐵等活動性較強的金屬與稀硫酸、鹽酸發生的置換反應，再了解生石灰與水反應后轉變成氫氧化鈣的化學反應。教師可在課上與學生進行探討，圍繞學生不理解的問題展開教學，培養學生運用信息技術手段解決問題的能力。首先，教師可以在課堂上以提問化學實驗現象的方式，了解學生的導學案完成情況；然后，運用多媒體教具展示以下三個化學反應方程式。

教師讓學生根據方程式闡述自己對置換反應的理解與疑問，指導學生運用互聯網搜索有關金屬與稀硫酸、鹽酸發生置換反應的視頻，帶領學生按照金屬活動性由強到弱的規律，總結出常見金屬的活動性順序，幫助其深入理解置換反應，提高其運用信息技術手段解決實驗問題的能力。在此基礎上，教師要列出化學反應方程式“CaO+H2O====Ca（OH）2”，運用動畫軟件呈現生石灰變成熟石灰的過程，鼓勵學生踴躍提問，在翻轉課堂中判斷學生對相關知識的理解程度。最后，教師帶領學生做“生石灰煮雞蛋”實驗，要求學生利用生石灰的強烈吸水性和易跟水反應的特點，運用互聯網收集和整理實驗所需的各類數據，在有限時間內完成“煮雞蛋”操作，使之理解在“干燥劑”中融入生石灰的用意，提高學生信息技術應用能力。

（四）模擬反應劇烈實驗，打造化學實驗安全環境

教師在信息化2.0環境下，運用新一代信息技術手段模擬反應劇烈的化學實驗，可以為學生打造一個安全的化學實驗環境，由此保護學生的人身安全，讓學生放心、大膽進行操作。教師要引導學生用所學化學知識解決問題，同時運用模擬軟件來操作，觀察反應劇烈的化學實驗現象。

例如，在講解滬教版化學九年級（下冊）“常見的化學反應——燃燒”一課內容時，教師可以運用模擬軟件呈現燃燒實驗，帶領學生通過實踐操作，了解、探究物質燃燒所需要的條件，使其明白爆炸的成因，總結滅火方法，提高安全用火的意識。首先，教師可以播放《火影雄兵》視頻片段，讓學生直觀了解可燃物燃燒與消防員滅火的過程。然后，運用模擬軟件進行以下操作：（1）點燃虛擬木炭；（2）點燃虛擬鎂條；（3）點燃虛擬鐵絲。在以上可燃物燃燒、燃盡時，教師要截圖并保存，要求學生觀察圖上的各項數據，使之明白：木炭劇烈燃燒發出白光，放熱并產生白煙；鎂條燃燒發出耀眼白光，放熱并產生白煙，生成白色物質；鐵絲劇烈燃燒，火星四射，放熱并生成黑色固體。教師指導學生總結以上三項實驗的共同之處“發光、放熱、劇烈、化學反應”，鼓勵學生運用模擬軟件做以上三項燃燒實驗，分析完全燃燒與不完全燃燒的化學方程式。

最后，教師引導學生結合以上兩個化學方程式，分析燃燒的條件：可燃性、與氧氣接觸、燃點。此外教師要介紹一氧化碳的特點：無色、無臭、無味的氣體。然后，帶領學生運用模擬軟件做實驗，觀察虛擬實驗中的“生命體征”變化情況，總結一氧化碳燃燒的化學方程式，使之在安全的環境中，理解一氧化碳具有毒性，提高學生化學實驗探究能力。

結 語

簡而言之，信息化2.0在初中化學實驗教學中具有重要地位，可以促進學生的信息素養提升，提高學生的化學自主學習效率，助力學生創新思維發展，培養學生問題解決能力。初中化學教師設計不同形式的實驗微課視頻，運用智慧教育平臺指導學生學習與實踐，構建翻轉課堂，模擬反應劇烈的化學實驗，可以幫助學生深入理解重難點知識。學生在信息化2.0環境下的實驗中，可以通過模擬操作，感受化學實驗的價值，提高自我信息技術能力，在相對安全的環境中進行操作，不斷提高化學學習能力和水平。