“5G+”背景下信息化教學技術的實踐應用

摘 要：在5G技術快速發展的背景下，信息化教學技術在高中化學實驗教學中的應用具有重要意義。當前，高中化學教學方式陳舊，缺乏正確的化學教學觀念，制約了學生的學習效果。信息技術的引入可以有效拓寬學習途徑，促進知識的具象化呈現，提高教學效率。利用信息技術共享實驗資源、優化教學模式，應用希沃白板改進實驗教學，以及使用微觀動畫輔助學生理解抽象實驗，能夠大幅提升學生的學習體驗和理解能力。5G技術的高帶寬、低延遲特點使這些信息化教學手段的應用更加便捷高效，為高中化學實驗教學提供了新的可能性和發展方向。

關鍵詞：5G技術；信息化教學；高中化學實驗

隨著科技的飛速發展，5G技術逐漸在各行各業得到廣泛應用。5G技術以其高帶寬、低延遲、大鏈接等特性，為信息化教學提供了堅實的技術支撐。在此背景下，傳統的高中化學實驗教學方式顯得陳舊，難以滿足現代教育的需求。化學實驗作為化學教學的重要組成部分，亟須通過信息技術進行革新，以提升學生的實驗操作能力和科學探究精神。當前，許多學校在實驗資源共享、教學模式優化等方面進行了有益探索，但整體效果仍需提升。本文旨在探討“5G+”背景下信息化教學技術在高中化學實驗中的具體應用，為進一步提升化學教學效果提供理論依據和實踐參考[1]。

一、高中化學教學現狀

（一）教學方式陳舊

目前，高中化學教學面臨諸多挑戰，其中教學方式陳舊尤為突出。在化學實驗教學方面，教師通常采用多媒體課件或傳統的實驗方法進行教學。這種教學方式存在一些明顯的缺陷：一方面，實驗教學缺乏規范性，教師在實驗過程中難以確保每一個步驟都嚴格按照科學規范進行操作，從而影響學生對實驗原理和過程的理解；另一方面，教師在使用多媒體課件時，往往難以實現仿真實驗的有效性，導致學生無法通過實際操作來體驗和掌握實驗技能。此外，由于課堂時間的限制，大多數教師在進行實驗教學時未能給予學生足夠的思考時間和自主探究的機會。這種教學方式使得學生只能被動地接受知識，而無法通過實際操作和獨立思考來深化對知識的理解，長此以往，學生對化學實驗教學的興趣和熱情將逐漸減退，進而導致他們的創新意識和探究能力不能得到有效培養。更嚴重的是，這種情況還直接影響到學生的學習成績，阻礙了他們在化學學科上的進步。當前的高中化學實驗教學在形式和內容上都存在明顯不足。要提高課堂教學質量，教師應當探索和應用更多創新的教學方法，如引入虛擬現實技術進行仿真實驗、增加學生動手操作的機會、給予學生更多自主探究的時間等。通過這些努力，不僅可以提升學生對化學知識的理解和應用能力，還能培養他們的創新精神和科學素養，從而全面提升高中化學教學的效果和質量。

（二）缺乏正確的化學教學觀念

處于高中階段的學生，承受著高考帶來的沉重壓力，這種壓力源自以考試為核心的教育模式。在化學教學過程中，一種特定理念引導下的課堂教學過分強調理論知識的教授，卻忽略了學生在各方面的綜合發展需求。在教學實施過程中，教育者往往會先行闡釋課程的核心要點，將關鍵信息書寫于黑板之上或通過投影設備呈現在寬闊的屏幕之上。教師不僅會詳細講解這些知識點，還會親自示范它們在不同情況下的應用，希望通過這樣的方式讓學生對這些內容有更深的理解。然而，這種教學方法往往使學生只是表面上的掌握，缺乏深層次的思考和理解。此外，課堂教學的另一大特點是依賴大量的習題練習。教師會帶領學生通過反復做題來強化記憶，以此來鞏固所學的知識。這種方式雖然能夠在一定程度上提高學生的應試能力，但長此以往，學生的學習興趣和主動性會逐漸減弱，他們對知識的探索和創新能力難以得到有效培養。在作業布置方面，教師一般布置練習冊與試卷，主要關注對課堂上所講解的專業知識點的針對性訓練，然后通過批改各類作業，評估學生的學習成果及對知識技能的掌握程度。然而，這種單一的評估方式并不能全面反映學生的學習狀況，容易忽視學生在理解和應用知識方面的個體差異[2]。

二、信息技術應用于高中化學實驗教學中的優勢

在“5G+”背景下，信息技術在高中化學實驗教學中的應用可以極大地拓寬學生的學習途徑，為他們提供多種獲取知識和技能的方式。這種多樣化的學習途徑不僅有助于提升學生的化學素養，還能讓他們在學習過程中體驗到更多的樂趣和成就感。首先，學生在進行化學實驗的過程中，可以通過信息技術獲取更加豐富的實驗資料。例如，他們可以利用教育資源平臺查閱相關實驗步驟、原理和注意事項，這些資源可以幫助他們更好地理解實驗內容，并在實際操作中應用所學知識。此外，虛擬實驗室軟件的應用，使得學生可以在虛擬環境中進行實驗操作，模擬真實的實驗過程，這不僅降低了實驗操作的風險，還能讓學生在實踐中反復操作，熟練掌握實驗技能。其次，化學教師在備課時也可以利用信息技術挖掘更多的實驗教學資源。通過查閱各種在線資源，教師可以找到更加豐富多樣的實驗案例，設計出更有趣、更有挑戰性的實驗課程。這些教學資源不僅能為學生提供大量的學習素材，還能幫助教師更好地進行教學設計，提高教學效果。此外，信息技術的應用還能夠激發學生的學習熱情。通過利用現代化的教學手段，學生可以更直觀、更生動地理解化學知識。例如，通過多媒體演示、動畫模擬等方式，學生可以清晰地看到化學反應的過程和結果，這種直觀的學習方式能夠有效激發他們的好奇心和求知欲，從而更加積極主動地參與到實驗探究與操作中。

三、“5G+”背景下信息技術應用于高中化學實驗教學的策略

（一）利用信息技術共享實驗資源

在5G技術與信息化的融合環境中，高中化學實驗教學獲得了新的發展策略，尤其是實驗資源共享，極大地優化了教學成果及學生的操作體驗。以“氯氣及氯的化合物”中“氯氣的發現與制備”為例，教師可通過微信公眾號等網絡平臺，分享實驗資源，拓寬教學邊界。鑒于氯氣存在毒性，并且其制作過程并非教學核心，教師通常不會在課堂中進行實際操作演示，這使得學生對氯氣的制備過程充滿了好奇和興趣。在這種情況下，教師可以借助信息技術，通過微信公眾號共享詳細的實驗視頻、步驟說明和注意事項，讓學生能夠在線上學習和觀看實驗全過程。這樣不僅滿足了學生的好奇心，還能讓他們更直觀地理解實驗步驟和原理。此外，通過微信公眾號，教師還可以發布與氯氣相關的實驗資料，如實驗室制法、尾氣處理裝置的選擇等，這些資料可以包括圖文并茂的教程、操作指南、視頻演示等多種形式，幫助學生更好地理解和掌握相關知識點。由于實驗的實際操作過程在教材中描述得較為抽象，學生常常會遇到理解上的困難。通過這些共享資源，學生可以隨時查閱、學習，從而解決在練習冊和高考試題中遇到的難題。為了進一步增強學習效果，教師還可以在微信公眾號上設置互動環節，如在線答疑、實驗操作模擬、知識點測驗等，學生可以通過這些互動環節，及時解決學習中的疑問，并在模擬操作中鞏固所學知識。這樣不僅提高了學生的參與度和積極性，還能促使他們在實際操作中更好地應用所學知識。通過微信公眾號等平臺，教師可以打破時間和空間的限制，將實驗教學延伸到課堂之外，讓學生在自主學習中獲得更多的知識和技能。這種方式不僅豐富了教學內容，提高了教學效果，還激發了學生的學習興趣和探索欲望，為他們未來的學習和發展奠定了堅實的基礎[3]。

（二）利用信息技術優化教學模式

在“5G+”背景下，信息技術的應用可以極大地優化高中化學實驗教學模式。例如，在“金屬鈉及鈉的化合物”這一課題的教學過程中，教師可以通過虛擬實驗室進行“金屬與酸和水的反應”實驗操作，從而增強學生的學習體驗，使其加深理解。首先，教師可以通過一個有趣的魔術實驗“滴水生火”來引入本節課的內容——向學生展示如何通過簡單的操作用水引發火焰，并讓學生思考這個現象背后的科學原理。這種引入方式不僅能激發學生的學習興趣，還能引導他們積極思考和探索。之后，教師應對學生進行分組，在虛擬實驗室環境中指導學生進行關于鈉與水反應的探究實驗。在構建的虛擬實驗空間里，學生得以模擬真實操作：使用鑷子選取一小塊金屬鈉，并通過濾紙去除鈉表面附著的煤油，然后切下如黃豆般大小的鈉樣本，并將其放入預先滴有酚酞溶液的水中。這一過程發生在裝有水的燒杯里，借助虛擬實驗手段，學生能安全地進行觀察及操作，有效規避了實際操作過程中可能遭遇的風險。在實驗過程中，教師可以引導學生思考以下問題：

（1）鈉在水中的位置變化如何？（2）鈉的形狀是否發生變化？如果發生了，具體是什么變化？（3）燒杯中溶液的顏色有何變化？（4）通過觀察實驗現象，推斷鈉與水反應的產物和反應原理。這些問題不僅可以幫助學生理解實驗現象，還能培養他們的科學思維和分析能力。通過虛擬實驗室的探究實驗，學生不僅能夠掌握金屬鈉的性質，還能提高他們的計算機操作能力和合作能力。虛擬實驗室提供的互動和反饋功能，可以讓學生在實驗過程中及時獲得反饋、糾正錯誤，從而更加深入地理解實驗內容。同時，小組合作的方式也能培養學生的團隊協作能力，讓他們在互相交流和討論中共同進步。

（三）應用希沃白板改進實驗教學

在“5G+”背景下，利用信息技術可以顯著改進高中化學實驗教學，提升教學效果和學生的學習體驗。例如，在講授“化學反應中的熱”中“放熱反應與吸熱反應”相關知識時，教師可以通過希沃白板這一工具，引導學生進行互動式的實驗探索。教師可挑選基礎實驗，如鋁與稀鹽酸的化學互動，以及八水合氫氧化鋇和氯化銨之間的反應過程。在希沃白板這一交互式教學平臺上，教師能夠詳盡展示實驗過程及關鍵注意事項，確保每個學生都能清楚地了解實驗的操作流程和安全要求。通過這種方式，學生在開始實驗之前就能對實驗有一個全面的了解，從而減少操作失誤。這樣，所有學生都能同時觀看到其他小組的實驗現象和操作步驟，即使沒有親自參與該實驗的學生也能獲得直觀的實驗體驗。這種方式不僅增加了學生的學習互動性，還能幫助他們相互學習和借鑒，提高實驗的整體效果。在實驗過程中，教師還可以利用希沃白板的圖標功能，分類展示常見化學反應的類型，幫助學生明確吸熱反應和放熱反應的定義。例如，通過圖表和圖標，教師可以形象地展示反應過程中能量的變化情況，使學生更直觀地理解吸熱和放熱反應的本質。這種視覺化的教學手段能夠加深學生對知識點的理解和記憶。另外，教師可以利用希沃白板中的思維導圖功能，將本節課的知識點進行梳理和總結。通過思維導圖，學生可以清晰地看到本節課的知識結構和邏輯關系，從而構建一個完整的知識體系。這種方式不僅能夠促進學生對所學知識的系統化理解，還能提高他們的學習效率。

（四）利用微觀動畫輔助理解抽象實驗

在“5G+”背景下，信息技術的應用可以極大地提升高中化學實驗教學的效果。通過微觀動畫，教師可以幫助學生更好地理解抽象的實驗現象。例如，在進行“鋁熱反應”實驗過程中，學生雖然對實驗宏觀現象有了初步的認識，但對反應背后的微觀機制和具體變化細節的理解則往往顯得不夠精確。對此，教師可以運用微觀動畫技術，詳盡地呈現“鋁熱反應”的各個環節，從而使學生能夠觀察到反應的具體細節。首先，教師可以通過微觀動畫演示鋁熱反應的全過程，詳細展示鋁和氧化鐵之間的化學反應，反應過程中能量的變化以及生成物的形成過程。通過這種方式，學生可以直觀地看到反應物分子的碰撞和重組過程，清晰地理解反應的本質。這種生動的視覺效果不僅能增強學生的理解力，還能加深他們對知識點的記憶。接下來，教師可以組織學生以小組的形式討論實驗現象的形成原因。這種小組討論不僅能培養學生的合作能力，還能通過交流和討論激發他們的思維能力。學生在觀看微觀動畫后，可以更有針對性地討論實驗過程中觀察到的現象，分析產生這些現象的微觀機制。例如，他們可以討論為什么在實驗中會出現微小的爆炸現象，為什么底部的漏斗會被燒穿，以及熔融物為何會落入沙中等。通過觀看和討論微觀動畫，學生不僅能夠從宏觀上理解實驗現象，還能從微觀上深入掌握實驗的原理和過程。這種由宏至微的發展思維方式，有助于學生構建更加全面的知識體系，提升科學思維能力。通過微觀動畫，教師可以將復雜的化學反應過程形象化、具體化，讓學生更直觀、清晰地了解和掌握實驗現象；同時，通過小組討論，學生可以深化對知識的理解，培養科學思維和合作能力。這種教學方式不僅能夠提高學生的學習興趣和主動性，還能全面提升化學實驗教學的效果[4]。

結束語

通過“5G+”背景下信息技術的應用，高中化學實驗教學在多方面取得了顯著的成效。信息技術不僅豐富了教學資源，優化了教學模式，還通過虛擬實驗和微觀動畫等手段，增強了學生對抽象知識的理解和掌握。此外，信息技術的引入有效激發了學生的學習興趣和自主探究能力，提高了課堂互動性和教學效果。隨著5G技術的進一步普及和發展，信息技術在化學實驗教學中的應用前景將更加廣闊，為教育創新帶來新的契機。

參考文獻

[1]陳靜.新高考背景下高中化學實驗教學的應對策略[J].高考，2024（17）：104-106.

[2]辛金芝.核心素養下的高中化學實驗教學策略探究[J].中學課程輔導，2024（16）：21-23.

[3]陳杰.基于核心素養的高中化學實驗教學策略[J].高考，2024（16）：94-96.

[4]趙玲燕.基于學科素養的高中化學實驗教學策略研究[J].考試周刊，2024（20）：154-157.