丁建軍　鐘永江

現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)改革具有重要意義，那么，如何將現(xiàn)代信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性？本文將從信息技術(shù)與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合點(diǎn)的診斷及解決方法上初步探討信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合問題。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的重要實(shí)踐活動(dòng)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要方法和手段。尤其是新課程高中化學(xué)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)探究方法等方面發(fā)生了一系列的變革，不僅強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的意識(shí)，還進(jìn)一步突顯出化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科中的地位。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中引入信息技術(shù)來提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量和效率，必須針對(duì)整合點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致分析，診斷出信息技術(shù)與各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整合點(diǎn)。

● 快速獲得信息

化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)做到模塊化、綜合化、網(wǎng)絡(luò)化，學(xué)生能夠快速獲取所需要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，初步形成實(shí)驗(yàn)技能。

例如，對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)專題網(wǎng)站，讓學(xué)生從試劑、儀器的正確使用，實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范化，重要實(shí)驗(yàn)操作的先后順序，尾氣處理等角度展開討論，并根據(jù)學(xué)生的討論將課件中的相關(guān)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，再在此基礎(chǔ)上提煉出完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)所必備的條件。

● 改變知識(shí)的呈現(xiàn)形態(tài)

有些化學(xué)反應(yīng)的過程是無法用肉眼看到的，理解起來相當(dāng)困難，如有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理等。利用信息技術(shù)可以把實(shí)驗(yàn)過程以虛擬的方式展現(xiàn)在課堂上，通過這一方式可以把一些難于觀察的、抽象的、微觀的化學(xué)過程模擬出來，還可以把常規(guī)教學(xué)手段難以用實(shí)驗(yàn)演示的動(dòng)態(tài)過程展示給學(xué)生，使抽象的概念變?yōu)榫唧w形象，幫助學(xué)生去領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)和掌握化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。

例如，在學(xué)習(xí)碳酸鈣和碳酸氫鈣的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過反應(yīng)現(xiàn)象可以明顯地看到二者相互轉(zhuǎn)化的過程，通過動(dòng)畫模擬鐘乳石的形成過程，加深了學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。在模擬實(shí)驗(yàn)過程中，可以把微觀過程進(jìn)行宏觀模擬，把宏觀大場(chǎng)景作縮微處理。例如，氫氣與氯氣混合均勻后在光照條件下發(fā)生爆炸的反應(yīng)，由于反應(yīng)迅速，需要對(duì)瞬間變化搞定格分析，這樣就可以化枯燥為生動(dòng)。在講到氫氣和氯氣反應(yīng)形成共價(jià)鍵時(shí)用到電子云的概念，許多學(xué)生感到難于理解和記憶。當(dāng)用信息技術(shù)模擬顯示核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，學(xué)生便可以直觀生動(dòng)地看到電子云的形成過程，理解了電子云的含義。又如，講到硫和氮的氧化物是大氣的主要污染物時(shí)，用信息技術(shù)模擬顯示酸雨的形成過程和化學(xué)反應(yīng)過程，向?qū)W生清楚地展示目前我國大氣污染的狀況。這些課堂教學(xué)中無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)過程，往往形成學(xué)習(xí)障礙，而學(xué)習(xí)障礙的存在則是化學(xué)教學(xué)難點(diǎn)的成因之一，信息技術(shù)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效整合，改變了實(shí)驗(yàn)知識(shí)的呈現(xiàn)形態(tài)，使得教學(xué)難點(diǎn)迎刃而解。

● 激發(fā)興趣

激發(fā)興趣是每個(gè)教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先要考慮的重要教學(xué)步驟之一。但是興趣并不是學(xué)生固有的，而是通過外界事物的新穎性、獨(dú)創(chuàng)性、需要性來滿足學(xué)生探索心理的需求而引起的。信息技術(shù)的運(yùn)用，易于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā)有著極高的價(jià)值，從而促使學(xué)生更準(zhǔn)確、更深入地把握教學(xué)點(diǎn)和難點(diǎn)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)本身就具有巨大的趣味性，如今再利用信息技術(shù)圖文并茂、聲像并舉的特點(diǎn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種實(shí)驗(yàn)情境，能使許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境由靜態(tài)變動(dòng)態(tài)，由無聲變有聲，由抽象變具體。不僅能大大增強(qiáng)表現(xiàn)力，更能激起學(xué)生的各種感官的參與，調(diào)動(dòng)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望。

例如，在酸雨的教學(xué)中，利用多媒體把酸雨造成樹木、農(nóng)作物枯萎，文物古跡如石雕、塑像的侵蝕等實(shí)物場(chǎng)景展現(xiàn)在學(xué)生的眼前，讓學(xué)生有身臨其境的真實(shí)的感覺。這種適時(shí)適度的整合使學(xué)生耳目一新，開闊了學(xué)生眼界，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。又如，在進(jìn)行每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)之前，都讓學(xué)生精心設(shè)計(jì)，并在網(wǎng)絡(luò)教室內(nèi)通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件模擬實(shí)驗(yàn)操作，為實(shí)驗(yàn)做好充分準(zhǔn)備。每一個(gè)小組的學(xué)生都經(jīng)過嚴(yán)格的模擬訓(xùn)練。小組內(nèi)部各成員之間進(jìn)行相互觀摩，指出彼此存在的問題，從而不斷完善實(shí)驗(yàn)方案。這無疑就增強(qiáng)了對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，等到正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作時(shí)，盲目性減少了，實(shí)驗(yàn)成功率隨之提高，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣也就更加濃厚了。

● 將知識(shí)轉(zhuǎn)化成能力

信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整合在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力方面提供了最佳條件，它可以幫助學(xué)生尋找問題的突破口。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)中，重做實(shí)驗(yàn)和回憶實(shí)驗(yàn)是兩種較為重要的復(fù)習(xí)方法，但是重做實(shí)驗(yàn)會(huì)耗費(fèi)大量的物質(zhì)和精力，而回憶實(shí)驗(yàn)則顯得枯燥乏味。利用信息技術(shù)可以模擬實(shí)驗(yàn)，再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也可以在模擬實(shí)驗(yàn)室里自己動(dòng)手“做”實(shí)驗(yàn)，既提高了課堂容量，還有利于比較、加深理解記憶，達(dá)到溫故而知新的目的。

近幾年的高考對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查源于教材而突破教材，體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性，考查了學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力，信息技術(shù)的運(yùn)用則會(huì)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行氣體制備實(shí)驗(yàn)，考慮到某些氣體會(huì)對(duì)空氣造成污染，如氯氣、氯化氫、二氧化硫、二氧化氮和氨氣等，都要進(jìn)行尾氣處理?？捎糜?jì)算機(jī)再現(xiàn)常見的尾氣處理裝置，并提出問題：①為什么這樣做？②不這樣做會(huì)怎么樣？③我認(rèn)為還可以怎樣做？其中，①和②是源于教材的知識(shí)，③是需要?jiǎng)?chuàng)新的思考。對(duì)三個(gè)問題的探討既完成了復(fù)習(xí)任務(wù)，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。之后用多媒體投影列舉出?？嫉囊恍?shí)驗(yàn)題型，讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比性的分析解答，學(xué)生掌握了方法就不再認(rèn)為這是一個(gè)難點(diǎn)。

在加熱氯酸鉀制氧氣的實(shí)驗(yàn)里，在給固體藥品加熱時(shí)，應(yīng)使試管口向下傾斜，氧氣收集完后，應(yīng)先移出導(dǎo)管再熄滅酒精燈，如果錯(cuò)誤，則后果如何？通常的做法是，老師告訴學(xué)生答案，出現(xiàn)冷凝水回流，試管炸裂的現(xiàn)象。再如，氫氣還原氧化銅時(shí)先加熱后通氫氣、稀釋濃硫酸時(shí)將水加入濃硫酸溶液中，老師通常都會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)后果的嚴(yán)重性，但學(xué)生機(jī)械地記憶印象往往不深。用計(jì)算機(jī)模擬上述實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)了老師和學(xué)生不易直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)且通過老師語言描述也難以到位的不足，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行正確實(shí)驗(yàn)操作的能力。

● 增強(qiáng)系統(tǒng)訓(xùn)練

系統(tǒng)訓(xùn)練也是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行鞏固的常用方法，在新授課或者復(fù)習(xí)課中，均可利用信息技術(shù)滿足不同層次的學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段的需求。例如，在課前將相關(guān)知識(shí)改編成一些小題目輸入題庫系統(tǒng)，題型可以是選擇題、判斷題，甚至可以是模擬操作題。課堂上讓學(xué)生獨(dú)立完成，教師則通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，適時(shí)調(diào)整教學(xué)過程，增強(qiáng)教學(xué)的針對(duì)性，提高教學(xué)的效率。

在高三綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的總復(fù)習(xí)教學(xué)中充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中豐富的化學(xué)教學(xué)素材編輯課件，將信息技術(shù)應(yīng)用與學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合，使學(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本原理、實(shí)驗(yàn)儀器的使用范圍、實(shí)驗(yàn)儀器的正確組裝、正確的實(shí)驗(yàn)操作方法等知識(shí)并進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。探究性實(shí)驗(yàn)只給出課題研究的要求，在教師指導(dǎo)下由學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)原理、選擇實(shí)驗(yàn)儀器、制定實(shí)驗(yàn)方案、探求未知結(jié)論，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，努力營造有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，現(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)化了化學(xué)實(shí)驗(yàn)“教”與“學(xué)”的過程，增加了學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)操作能力的機(jī)會(huì)，有利于學(xué)生終身學(xué)習(xí)與發(fā)展能力的培養(yǎng)，對(duì)全面推進(jìn)素質(zhì)教育具有重要意義。

● 增大信息量

建構(gòu)主義理論認(rèn)為學(xué)生是信息加工的主體、知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者，教師是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)意義的幫助者、促進(jìn)者,信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)的整合，不僅僅是一種教學(xué)方法的更新，更重要的是把豐富的信息資源引入到化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，合理、機(jī)動(dòng)地運(yùn)用信息技術(shù)，把學(xué)習(xí)空間還給學(xué)生，給學(xué)生提供視覺和聽覺感受，豐富學(xué)生的想象，有效地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)發(fā)展的意識(shí)和能力，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)文本中的一些信息，孤立地放在書本的一處或者幾處位置上，有時(shí)很難讓學(xué)生體會(huì)到它的作用和妙處，如果通過信息集成功能，把他們放在課件的同一位之下，就會(huì)方便學(xué)生的對(duì)照比較，很容易感悟并進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu)，使學(xué)問漸長(zhǎng)、能力提升。

高中化學(xué)有很多涉及到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則、方法和技巧的實(shí)驗(yàn)，可以進(jìn)行科學(xué)歸類，如常用儀器的使用方法，化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，常見氣體的制備，收集氣體的方法，化學(xué)物質(zhì)的分離、鑒別和檢驗(yàn)，常見離子的鑒別和檢驗(yàn)，常見有機(jī)化學(xué)反應(yīng)關(guān)系等，都可以利用信息技術(shù)在有限時(shí)間內(nèi)增大課堂的信息容量。給學(xué)生提供大量信息的目的不是強(qiáng)迫學(xué)生去機(jī)械地記憶，而是讓學(xué)生從眾多信息中學(xué)會(huì)篩選有用信息，構(gòu)建自身的知識(shí)體系和網(wǎng)絡(luò)，并逐步形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。另一方面，充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用網(wǎng)絡(luò)或虛擬實(shí)驗(yàn)室等軟件主動(dòng)檢驗(yàn)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，不斷彌補(bǔ)不足。信息技術(shù)在增大信息量方面的優(yōu)勢(shì)是其他手段無法比擬的。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，因此應(yīng)注意凡是能通過實(shí)驗(yàn)展示的現(xiàn)象和短時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)的實(shí)驗(yàn)一般不選用多媒體來代替；一切能夠用實(shí)驗(yàn)研究的問題就不要脫離實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的教學(xué)功能是任何手段替代不了的，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中所經(jīng)受的思維、操作、分析、觀察能力的鍛煉，實(shí)驗(yàn)中情緒、意志、毅力等品質(zhì)的形成只能通過實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。

在信息技術(shù)與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合的過程中，針對(duì)不同類型的整合點(diǎn)，要選擇合適的信息技術(shù)手段解決整合點(diǎn)的困難。影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效率的因素是多方面的，如何通過信息技術(shù)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整合來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率，并非一件輕而易舉的事情。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，最好是能夠找到學(xué)生的一些直接體現(xiàn)學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率的行為特征，使得我們可以通過調(diào)整這些特征來改變教學(xué)質(zhì)量和效率。我們只有積極行動(dòng)起來，用現(xiàn)代化教育理論武裝自己的頭腦，努力提高自己的信息素質(zhì)，適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)教師的素質(zhì)要求，才能發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。