化学实验教学中信息技术的运用

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摘要结合初中化学实验课特点，在对初中学生进行学情分析的基础上，对初中化学实验教学现状进行分析，指出信息技术应用的必要性，并结合具体的实验内容，对信息技术的应用进行探究，以期为初中一线教学提供借鉴和参考。

关键词初中化学；信息技术；实验教学；核心素养；信息化教学

1初中化学实验教学现状分析

初中化学注重实验教学，教师在教学中引导学生准备实验药品，观察实验现象，记录实验数据，总结实验规律，并整理好实验报告，通过化学实验帮助学生掌握物质的变化规律，理解物质从微观到宏观的变化内涵[1]。教学实践表明：初中化学实验教学可以培养学生的自主学习能力、创新思维能力、归纳总结能力等。目前，根据实验内容和实验目的的不同，初中化学实验大体可以分为探究性实验、验证性实验和操作性实验：探究性实验在做实验之前，学生不知道实验结论，在实验过程中透过实验现象总结实验结论；验证性实验在实验之前，学生已经知道实验结论，也知道会发生什么样的实验现象，但是需要自己动手再做一次实验，看看实验现象和结论是否符合；操作性实验需要学生在实验过程中严格按照实验步骤和仪器的使用方法进行操作。目前，初中化学实验教学存在下面几个问题。1）教师在实验台演示实验（比如金属钠溶于水），部分学生看不到，或者因为化学反应剧烈且快速而导致学生看不清楚，也听不到实验中发出的声音。2）因为学校实验条件有限，部分验证性实验只让学生背记实验现象和实验结论，并不让学生实际操作，导致学生的动手能力得不到提高。3）因为学校实验台有限，分组过程中每个小组中成员比较多，分工不明确，每次都是几个固定的学生做实验，其他学生只是看客，导致部分学生实验学习兴趣不高。4）部分化学实验因为试剂有毒，或者会生成有毒性的产物，不适合初中学生动手操作，教师会选择讲实验并让学生背实验的方式来解决。

2信息技术与初中化学实验教学整合的意义

信息技术与传统初中化学实验教学相结合，各自发挥优势，可以大大促进实验教学改革。

2.1信息技术应用在初中化学实验教学中可以降低实验难度

初中学生实验能力有限，对于一些化学实验，一个步骤错误就会导致整个化学实验难以进行。比如食盐的溶解实验，需要学生将称量好的食盐分批次加入水中，并且边加边用玻璃棒搅拌，保证食盐完全溶解。但是个别学生一下子把10克食盐全部加入水中，导致食盐沉底发生过饱和不溶解，而实验课时间有限，学生也不可能重新再做。这时可以让做错的学生进入化学仿真实验室，熟记操作步骤，大概不到十分钟就可以完成。

2.2信息技术应用在初中化学实验教学中可以促进学生对知识的应用

有些化学实验的实验原理很难理解，学生即使看清楚了实验现象，掌握了实验结论，还是不明白实验原理。教师可以借助化学仿真软件对化学反应的微观过程进行动态模拟，例如：水分子可以分解为氢气分子和氧气分子，但是氯化钠在熔融状态下却分解成钠离子和氯离子，这就导致分子结构和离子结构化合物的性质差异比较大。

2.3信息技术应用在初中化学实验教学中可以保证实验的安全

部分实验存在一定的危险性，不适合学生操作，比如浓硫酸的稀释，浓硫酸具有强腐蚀性，稍有不慎就会发生危险。教师可以利用多媒体演示实验，让每个学生都清晰地看到，既保证了实验安全，又让学生学习了实验。2.4信息技术应用在初中化学实验教学中可以培养学生的创新思维，提高教师的信息化教学水平[4]教师可以利用各种教学平台、软件等辅助初中化学实验教学，不断更新教学理念，创新教学手段，使自己的信息化教学能力得到提高。线上操作不同于实际操作。学生通过各种软件或者平台进行实验操作，需要熟记实验步骤，严格按照操作步骤进行，否则稍微一点儿疏忽就会导致实验停止。因此，信息技术融入初中化学实验有利于学生核心素养的培养[5]。

3信息技术在初中化学实验教学中的应用

3.1演示实验，形象具体

初中化学实验中有些实验反应比较剧烈，学生操作起来比较危险。教师可以借助教学平台演示实验，录制实验过程并对视频加上配音。学生在观看过程中有任何问题，教师可以随时暂停，和学生进行交流，和学生自己在实验室做实验一样，直观形象。如“金属钠的性质”，这个化学反应非常迅速、剧烈，学生操作有危险性。在传统教学中，教师在讲台做，学生观看实验，但是坐在角落的学生看不清楚实验变化，教室后面的学生听不到实验中发出的声音。借助信息化技术，教师在平台播放视频，学生可清晰地看到金属钠溶于水中，金属钠小球浮在水面上，剧烈地转动，并发出“嘶嘶嘶”的声响，还有可能发生爆炸；在烧杯中加入酚酞指示剂后，溶液颜色变红，说明生成碱性物质。再如“铁的腐蚀”，观察金属铁在空气中、食盐水中和真空中，哪一种情况下腐蚀得比较快，这个化学实验时间太长，需要10天左右，显然学生不可能一直在实验室待着观看实验现象。教师可以借助多媒体播放视频：选取三根打磨干净的铁钉分别放置在空气中、食盐水和真空中，展示三个实验场景中不同实验条件下，铁钉在第五天、第10天和第15天的变化。学生可以清晰地看到：铁钉在食盐水中生锈最快，在空气中第二，在真空中不发生氧化。最终总结出铁钉氧化需要接触到空气和水。

3.2自主探究，创新思维

在信息技术与初中化学实验整合教学中，学生可以利用化学实验仿真软件，结合化学反应的实验原理，自行设计实验。学生可以选择试剂库和药品库中的药品进行多次实验，记录好实验数据。选择实验的最佳配比方式，这样不但可以为实验室中的真正操作提供参考，而且可以培养学生的自主探究能力和创新思维能力。如“实验室制备氢气”，方法很多：锌片溶于稀硫酸中生成氢气，化学方程式：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑锌片溶于稀盐酸中生成氢气，化学方程式：Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑铝片溶于氢氧化钠溶液中生成氢气，化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑电解水生成氢气，化学方程式：2H2O==O2+2H2↑学生可以借助虚拟仿真软件对这四个制备氢气的实验分别进行操作，总结哪种方式实验成本比较小，哪种实验操作起来比较明显。“电解水”是初中化学中一个比较重要的实验。电解水生成氧气和氢气，因为实验条件比较特殊，并且实验结束后对氧气和氢气生成的量很难进行衡量，这个验证性实验一般需要学生熟记口诀“阳极氧气阴极氢气，氢气体积二氧气体积一”。学生在仿真实验时会发现真实实验过程中收集的气体并不是氢气体积二氧气体积一，而且在电解时需要在纯水中加入少量的硫酸钠，因为纯水不导电。

3.3凸显现象，总结规律

教师在实验教学时充分利用信息技术可以放大化学反应的实验现象、优化实验过程，引导学生认真地观察实验现象，并总结化学反应规律。以探究性实验“金属活动性顺序”为例，本次实验主要探究金属铜、铝和银的活动性顺序，实验中需要学生准备硫酸铜溶液、硝酸银溶液、硫酸铝溶液和铝丝与铜丝。教师利用多媒体投屏技术，分别放大第一组学生把洁净的铝丝加入硫酸铜溶液中的现象、第二组学生把洁净的铜丝加入硝酸银溶液中的现象、第三组学生把洁净的铜丝放入硫酸铝溶液中的现象，让学生通过投影仪上三组学生的操作，总结铝、铜、银三种金属的活动性顺序，并且可以对每一组学生的操作进行评价，达到互相监督和互相学习的效果。

3.4处理数据，快捷方便

初中化学实验中有些实验数据比较多，需要学生在搜集大量实验数据的基础上总结实验原理。初中学生已经开始学习计算机课程，对于计算机软件有一定的基础，所以可以利用一些比较简单、容易操作的软件对实验数据进行记录和处理，如Excel、Origin等。以“二氧化碳通入澄清石灰水中溶液导电性的变化规律”为例，学生需要记录开始通入二氧化碳时、二氧化碳不足时、二氧化碳恰好完全反应时、二氧化碳有少量剩余时、二氧化碳过量时等不同情况下，溶液的电导率数值，整理好实验数值后再绘制曲线。借助Excel、Origin，学生可把电导率数值设置为曲线的纵坐标，把通入的二氧化碳量设置为横坐标，直接绘制。这样比较简单，可以节约大量时间，而且软件制图比用直尺画图更准确。

3.5视频回顾，梳理知识

化学实验也需要进行复习。在传统教学中，学生一般通过复习实验报告或者看书的方式来复习，不可能再去实验室重新做实验，效果并不好。信息技术与初中化学实验整合后，教师可以借助实验视频回放，帮助学生重温实验过程，加深对实验现象的记忆，梳理实验过程中需要注意的事项，总结实验结论。如在学生观看视频过程中，教师可以鼓励他们去找出之前实验过程中不规范的操作，既扩展学生的知识面，又加深学生对知识的掌握。

4结语

信息技术在初中化学实验教学中的应用，需要结合具体的实验内容，在传统实验教学优点的基础上发挥信息化教学的优势。这样的整合举措不仅可以丰富初中化学实验教学形式，培养学生的化学核心素养，而且可以使教师的信息化教学水平得到提高。

参考文献

[1]陈虹波.信息技术在高中化学实验教学中的应用和思考[J].中国教育技术装备,2017(15):149-150.

[2]焦岩.浅析计算机信息技术在中学化学实验教学中的应用[J].现代交际,2016(21):163.

[3]王丽.多媒体技术在初中化学实验教学中的应用[M]//国家教师科研专项基金科研成果（九）.国家教师科研基金管理办公室,2017:13-14.

[4]赵晶.信息技术在化学实验教学中的有效应用策略[J].中小学电教,2020(3):37-38.

[5]张敏.浅谈信息技术在高中化学实验教学中的应用和思考[J].数理化学习,2019(12):55-56.

作者:闫祥文 李正刚