徐益平

一、引言

應(yīng)用信息技術(shù)完成高中化學實驗，是對高中化學教學的有益探索，通過這種智慧化的教學模式，不僅解決了在化學實驗開展中一直存在的設(shè)備、時間不夠用等問題，提升了課堂的教學效率，還能使化學實驗更高級直觀、吸引學生的學習興趣，營造良好的化學實驗氛圍。

二、在高中化學實驗教學中應(yīng)用信息技術(shù)的重要性

(一)模擬實驗環(huán)境

在高中化學的教學中，受很多因素影響，有的化學實驗無法在課堂上開展。首先，很多化學實驗具有很強的專業(yè)性，需要大型的化學設(shè)備，完全真空或者密閉的化學實驗環(huán)境等，利用學校已有的教學設(shè)備不能很好地完成。其次，很多發(fā)生反應(yīng)的化學實驗現(xiàn)象，受溫度、濕度、反應(yīng)條件等要素的影響，需要很充分的前期準備，不能隨時為學生進行實驗展示。最后，高中階段很多化學實驗具有一定危險，比如有些化學反應(yīng)會產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)，威脅學生的生命安全，不適宜在課堂上完成。高中階段學生對化學知識的掌握還不夠完備，對很多實驗的注意事項不夠了解，在出現(xiàn)危險時也不能盡快地做出反應(yīng)，教師的個人精力是有限的，不能對每個學生進行全方位的關(guān)注，化學實驗的開展受到了阻礙?；诖耍畔⒓夹g(shù)在化學實驗教學中的應(yīng)用能有效地解決這些問題。借助互聯(lián)網(wǎng)，能夠更好地模擬不同的高中化學實驗環(huán)境，不但能夠在網(wǎng)絡(luò)上選擇各種實驗器材、調(diào)節(jié)溫度壓強無菌等實驗室數(shù)值參數(shù)，還能利用電子實驗室，學生通過點擊鼠標，就能完成各種實驗，為學生模擬了真實的實驗環(huán)境，避免學生在實驗中發(fā)生危險。

(二)展示化學實驗

學校提供的化學實驗器材種類和數(shù)量有限，很難保證每個學生都能親手進行實驗操作，使得高中化學實驗課堂的效果大打折扣，同時高中課堂上很多實驗是以小組合作的方式完成的，這樣的實驗模式，大多也是由小組中動手能力強的學生完成，一旁觀察的其他學生對很多實驗中的操作流程并沒有很深的感悟。另外，很多化學實驗只有一次機會，所產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝，學生一旦注意力不集中，就會造成不可挽回的損失。不同的學生化學知識掌握水平以及動手操作能力也不同，對同一實驗可能得到不同的結(jié)果，甚至出現(xiàn)實驗失敗的情況，學生并不能得到和掌握正確的化學知識。這時，就需要教師探索一種為學生正確展示的方式，使學生對化學實驗有全方位的分析觀察，完成相關(guān)化學知識的學習和掌握。應(yīng)用信息技術(shù)就是最直觀、最有效的一種方式。通過放大鏡和投影等工具的功能，將教師的實驗操作或者是化學實驗現(xiàn)象進行放大，使每個學生都能更清楚地觀察到實驗現(xiàn)象；同時錄播等形式，也可以為學生提供回顧與復習課堂實驗的機會；也可以在大屏幕上展示一些學生優(yōu)秀的實驗做法，對實驗的各個環(huán)節(jié)也可以進行慢放快進和自由選擇，這為高中化學實驗的展示提供了諸多便利。

(三)創(chuàng)新教學方式

在傳統(tǒng)的高中化學實驗課堂上，有以下幾種實驗方式：其一，由于沒有合適的化學實驗環(huán)境或者化學實驗設(shè)備，教師進行口頭描述，發(fā)揮學生想象力，通過對文字的理解，在大腦中完成對實驗的操作和理解，這不利于學生真正地進入化學實驗的相關(guān)情景，以及從實驗中推理和總結(jié)出有關(guān)的化學反應(yīng)方程式；其二，由于化學實驗的設(shè)備和化學實驗教學安排的時間有限，組織大家利用一組化學實驗設(shè)備，進行小組實驗，這種實驗方式雖然能夠有效節(jié)約課堂時間，但不能保證每個學生的參與，不能達到很好的實驗目的；其三，對一些小實驗，每個學生都可以自己動手完成，有利于發(fā)揮學生的主觀能動性，但是時間有限，教師不能對每個學生的操作進行針對性的指導、糾正，很有可能導致實驗的失敗或者風險的發(fā)生。因此，信息技術(shù)在化學實驗中的應(yīng)用就顯得尤為重要，這是對高中化學實驗教學的創(chuàng)新，豐富了教學模式，為實驗教學和學生實驗操作的學習提供了更多可能性，能夠很好地幫助學生完成化學實驗學習目標，提高化學實驗課堂的教學質(zhì)量和有效性。

三、信息技術(shù)手段在高中化學實驗教學中的應(yīng)用策略

(一)利用信息技術(shù)進行實驗展示

在高中階段，進行化學實驗的主要目的是通過對化學實驗現(xiàn)象的觀察，或者對得到的化學實驗數(shù)據(jù)的分析處理，完成對化學反應(yīng)的證明或者得出化學實驗規(guī)律或者化學方程式。但是有些高中化學實驗受條件影響無法在課堂上完成，不利于化學教學內(nèi)容的開展，因此，教師借助信息技術(shù)對實驗進行展示，讓學生充分觀察到實驗現(xiàn)象是非常必要的。對一些有危險或者不易在課堂上操作的實驗，教師可以借助網(wǎng)絡(luò)教學平臺為學生展示相關(guān)的專家的視頻實驗資料，使學生更直觀地觀察實驗現(xiàn)象，加深對化學知識的理解，同時還可以借助一些動態(tài)化的課件為學生展示實驗的操作流程，讓化學實驗課堂更有趣。

在化學實驗中存在一些定量實驗，教師在課堂上很難對這個量進行有效把控，這時可以應(yīng)用信息技術(shù)展示。比如，在進行“影響過氧化氫分解反應(yīng)速率的因素”的化學實驗教學時，學生需要通過實驗得到影響分解反應(yīng)速度的因素，在實驗中主要的觀察依據(jù)是氣泡產(chǎn)生的快慢。倘若直接讓同學在實驗中觀察氣泡的快慢，有些過于抽象，學生很難看到不同定量下氣泡的頻率，特別是當變化不明顯，區(qū)分不大的時候，這就使學生很難得到相應(yīng)的結(jié)論，達到對相關(guān)化學知識的理解和應(yīng)用。為了切實提高高中化學實驗的實效性，教師應(yīng)該充分利用信息技術(shù)手段，對該化學實驗進行定量化的實驗展示。壓強傳感器就是非常有效的信息技術(shù)手段之一，通過對壓強傳感器的應(yīng)用，能夠更直觀地對過氧化氫分解過程的分解速率、無催化劑的氣壓變化情況進行呈現(xiàn)，為學生提供更真實和準確的實驗數(shù)據(jù)，學生在對實驗數(shù)據(jù)的分析研判和總結(jié)中能更好地得到結(jié)論。這就讓學生對化學教材中的描述，有更立體的觀察和更深入的理解，了解不同條件下，過氧化氫的分解變化。通過信息技術(shù)完成對高中化學實驗的展示，使得化學實驗不再受實驗場所和實驗器材的限制，能夠更好地開拓學生的視野，為學生提供豐富的教學資源。

(二)利用信息技術(shù)優(yōu)化實驗效果

在高中化學實驗進行的過程中還存在不足，嚴重影響著高中化學實驗效果的取得，使高中化學實驗教學大打折扣。首先，教師在課堂上進行實驗展示時，受學生較多、實驗設(shè)備較小、實驗現(xiàn)象也不一定明顯等因素影響，不能保證每個學生都能細致觀察到，特別是對坐在后排的學生來說，但是如果讓學生都到講臺周圍，容易造成安全隱患，也不利于實驗的開展；其次，學生自己親手操作實驗時，由于學生并沒有相關(guān)實驗經(jīng)驗，對在實驗過程中出現(xiàn)的問題并不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，一方面容易造成安全隱患，另一方面也會影響實驗效果，同時，每個學生由于操作規(guī)范性和操作方式的不同，對實驗的完成度或者得到的實驗現(xiàn)象也不相同。因此，教師應(yīng)該借助信息技術(shù)對實驗效果進行優(yōu)化，為學生放大展示正確的實驗現(xiàn)象和實驗操作方法，規(guī)范學生的實驗操作，對正確的實驗效果進行分析和解讀。

比如，在進行“電解飽和食鹽水”的化學實驗教學時，教師就可以借助投影儀等信息技術(shù)設(shè)備，對實驗現(xiàn)象進行投屏展示，放大微觀的實驗現(xiàn)象，輔助學生進行實驗觀察。在實驗的過程中，會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象：在陰極陽極兩極的地方，會出現(xiàn)很多小氣泡，由于數(shù)量和大小的限制，教師如果按照傳統(tǒng)的教學方式在講臺上進行展示，學生很難看到氣泡，影響學生的觀察效果，但是通過投影儀在屏幕上的放大展示，就能打破課堂上的距離限制，放大實驗現(xiàn)象。同時學生也會觀察到陽極產(chǎn)生的氣泡是一種黃綠色的氣體，在教師的引導下，就可以初步得到以下實驗結(jié)論：電解飽和食鹽水的過程中，陽極處會產(chǎn)生氯氣。在實驗進行的過程中，引導學生觀察陰極又有什么特點。教師可以在陰極滴入適量酚酞溶液，讓學生觀察，學生發(fā)現(xiàn)溶液馬上變?yōu)榧t色，根據(jù)已有的化學知識儲備，堿性物質(zhì)遇到酚酞溶液才會變成紅色，這就說明在陰極的附近產(chǎn)生了堿性的化學物質(zhì)。在高中化學課堂上，教師借助信息技術(shù)手段，有利于放大實驗現(xiàn)象，優(yōu)化實驗效果，進而達到對實驗現(xiàn)象更細致、更直觀的觀察。最后還可以將這一實驗過程利用信息技術(shù)進行動態(tài)還原，借助動畫特效進行展示分析，使抽象的內(nèi)容更直觀具體。

(三)利用信息技術(shù)提供豐富的實驗資源

由于高中化學課堂的教學時間，以及化學教材對實驗教學內(nèi)容的展示都是有限的，對有些高中化學實驗，教材缺乏完整的實驗介紹和實驗分析，這就需要教師借助信息技術(shù)對其進行延伸和拓展。有些化學實驗需要耗費很長時間，需要延長時間、提升實驗條件的難度而得到實驗結(jié)果及規(guī)律，這種實驗在條件有限的化學課堂無法完成，此時教師就可以借助互聯(lián)網(wǎng)尋找同類型實驗的紀錄片，通過剪輯播放，讓學生感受到化學現(xiàn)象的變化，同類型的實驗中有相同點和不同點，需要對同類型的實驗進行綜合分析，而且在進行一個化學實驗時，可以參考同類型的實驗，通過互聯(lián)網(wǎng)可以迅速匹配需要的教學資源，完成知識體系的構(gòu)建。我們在課堂上能夠完成的一般是比較基礎(chǔ)的、可操作性強的實驗，但是對學習高中化學學科而言，這是遠遠不夠的，而且基于不同學生的個性化發(fā)展需要，一些化學能力較強的學生需要知識的拓展，這時，就需要利用信息技術(shù)尋找有關(guān)的拓展實驗，增加學生的知識儲備。

比如，在進行“保護大氣環(huán)境”相關(guān)化學內(nèi)容的學習時，教師會通過實驗讓學生了解一些和化學有關(guān)的環(huán)境保護和環(huán)境污染問題，但是這樣的實驗不可能在教室中完成，一方面是實驗要求高，另一方面實驗會破壞環(huán)境。比如，在進行“化學工業(yè)排放有害氣體對環(huán)境產(chǎn)生大氣污染的危害”實驗時，教師就可以通過多媒體進行展示，在網(wǎng)絡(luò)上找到煙囪冒出傘狀白煙以及霧霾形成等實驗視頻，引導學生了解化學用品的不合理使用造成的大氣污染，為環(huán)境帶來的負擔。這種方式打破了時間和空間的限制，實現(xiàn)了教學資源的共享和教學陣地的拓寬。教師借助信息化教學技術(shù)，可以更好地為學生搭建化學實驗教學庫，為學生搜索更多拓展實驗或者相關(guān)的實驗動態(tài)模型展示，擴寬學生的知識。信息技術(shù)能夠跨時空地實現(xiàn)教學資源的置換，在高中化學實驗教學中，借助信息化教學手段，有利于提高化學實驗的教學效果。高中化學課堂不僅是學生施展自身才華的平臺，更是學生發(fā)現(xiàn)化學奧秘，進行化學學習的有效媒介。所以，教師要通過信息技術(shù)，優(yōu)化化學實驗課堂教學方案，調(diào)動學生進行化學學習的主觀能動性，切實提升課堂教學效果。

(四)利用信息技術(shù)進行情境化教學

對高中階段的學生來說，吸引其學習興趣，主動地參與到課堂中，對提高課堂的學習效率，提升高中化學的教學效果是至關(guān)重要的。高中化學實驗，往往會給學生帶來很大的壓力，一方面，在實驗前教師會為學生講解很多注意事項，包括安全事項以及操作事項，讓學生明確此次實驗應(yīng)該通過怎樣的操作流程、觀察到怎樣的實驗現(xiàn)象，從而得到正確的實驗結(jié)論，學生就會有很強的任務(wù)性；另一方面，在實驗過程中，學生總是注意力高度集中，精神緊張，擔心在實驗中出現(xiàn)風險或者導致實驗失敗，使本該有趣的實驗課變得枯燥乏味，這時，教師就可以利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，為學生創(chuàng)建相應(yīng)的教學情境，在不同的實驗課堂上通過PPT背景圖片和背景音樂的更換，將學生帶入相應(yīng)實驗場景，幫助學生舒緩壓力，在情境化教學中更好地展開化學實驗，如播放實驗現(xiàn)象的音效，有助于營造生動的課堂氛圍。

高中化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，在教學內(nèi)容安排上，許多理論知識都是可以通過實驗得到的，很多實驗又可以應(yīng)用到生活中，在生活的場景中進行驗證，這時，教師就可以通過情境化教學，很好地引領(lǐng)學生實踐。比如，在進行“稀釋濃硫酸”的相關(guān)實驗內(nèi)容時，教師就可以為學生設(shè)置化學實驗室的PPT背景，進行實驗時，也可以把實驗進行過程中的音效播放給學生，讓學生能夠?qū)Ω咧谢瘜W實驗有更深刻的感受。也可以創(chuàng)設(shè)相關(guān)的高中化學實驗教學場景，讓學生在情境化的教學中完成對實驗現(xiàn)象的關(guān)注和對實驗結(jié)果的分析總結(jié)。同時還可以為學生展示錯誤的實驗方式，對學生起到一定的警示作用，防范實驗風險。如通過播放Flash動畫，模擬如果將水和濃硫酸的順序倒置，將水導入濃硫酸中，這時動畫就會展示液體濺出將卡通人物的手燙傷，趣味性的情節(jié)有利于加深學生對知識的印象。通過信息技術(shù)，能夠?qū)W生帶入到不同的高中化學實驗場景中，激發(fā)學生的想象力，輔助學生的分析和記憶，在今后遇到類似的場景時，能進行化學知識的復習，對場景的記憶要遠比對理論知識的記憶更方便直觀，這種方式有助于提升高中化學實驗的質(zhì)量和效果。

四、結(jié)語

綜上所述，在高中化學實驗中應(yīng)用信息技術(shù)是非常必要的，只有做到化學實驗與信息技術(shù)的有效融合，才能使化學實驗的教學得到創(chuàng)新，讓化學實驗更生動和有效，使學生更直觀地觀察到更多的化學現(xiàn)象，既安全又高效。教師應(yīng)該通過對不同化學實驗課堂的實踐進行分析，探索出將化學實驗與信息化技術(shù)融合的更多更好的教學方式。