高中化学实验教学信息化发展路径研究

郭晓先

摘 要：近几年来，随着社会的高速发展，我国教育事业实现了全面改革，在现代化教育理念下，更加注重学生核心素养的发展。在新高考背景下，对高中化学实验教学提出了新的目标与要求。在高中化学实验教学中，无论是实验教学目标、实验教学内容还是实验教学方式，都发生了全面的变化。教师应当立足新高考对高中化学实验教学要求，不断创新教学方式，将多样的信息技术应用到实践中。为学生呈现智慧化、数字化实验教学模式，激发学生自主探究兴趣，促进学生主动学习，发展学生核心素养。鉴于此，文中首先阐述了新高考背景下的高中化学实验教学要求和内容，在此基础上分析了高中化学实验教学的信息化发展优势，基于高中化学实验教学的信息化发展所出现的问题提出有效路径，以供广大教师参考。

关键词：新高考；高中化学；实验教学；信息化发展；有效路径

在高中阶段，每一门学科都有着极高的教育价值，旨在发展学生各方面能力，为学生后期的学习与成长打下坚实基础。化学作为高中阶段的一门基础性课程，在高考中占有重要地位。化学作为一门实践性较强的学科，有着丰富的化学实验教学内容，这些内容有利于激发学生学习兴趣，增强学生自主探究能力，使学生深入理解化学知识，实现知识的灵活应用。然而，受到传统教学观念影响，部分教师忽略了化学实验教学的创新与实施，导致实验教学的内容停留在表面，不利于学生核心素养的发展。针对这一问题，教师应立足新高考背景，创新化学实验教学模式，制订行之有效的教学计划，提高信息技术的利用率，促进学生高效学习。

一、新高考背景下高中化学实验教学要求及内容

在新高考背景下，高中化学实验教学受到了广泛的关注与重视，其教学内容、教学要求也发生了全面变化。

（一）教学目标的变化

新高考背景下，高中化学实验教学的教学目标应与新课程标准紧密结合，关注学生学习能力、核心素养的发展。与此同时，教师还要注重培养学生科学研究能力、数据分析能力及实验操作技能，为学生后续的学习与工作打下坚实基础[1]。

（二）教学内容的变化

新高考背景下，高中化学实验教学内容也发生了相应的变化。由传统单一的理论知识讲解逐渐转变为适应学生个性化需求的内容，如化学基本概念、实验方法与技巧、实验装置与设备等，并且能让学生结合个人所需进行选择，激发学生学习兴趣。

（三）教学方式的变化

新高考背景下，要求高中化学教师不断创新实验教学方式，以多样化的教学方式打造层次化、多元化的实验教学活动。尤其要重视现代化技术手段的应用，如虚拟实验、数字模型等，以此提高化学实验教学的质量和效率，降低实验教学的危险性和复杂性，使学生在进行实验操作时，形成良好的学习能力和问题解决能力。

（四）教学评价的变化

新高考背景下，高中化学实验教学评价发生了变化。教师应当重点关注学生在实验操作中的技能发展以及数据处理能力，同时，还要了解学生对实验过程的理解与掌握程度。而在評价方式上，要转变传统单一的统一性评价，保证评价方式多元化，准确反映学生的个性差异和实际水平。

二、新高考背景下高中化学实验教学的信息化发展优势

（一）有利于丰富实验教育资源

实验是高中化学学科中的重要组成部分，也是新高考背景下教师应当重点关注且实施的教学内容，这一内容对学生综合能力、实践探索能力、数据分析能力等多方面有着极大的促进作用。在新高考背景下，实验教学方式发生了翻天覆地的变化，越来越多的信息化技术手段被应用到高中化学实验教学中，推动着化学实验教学的信息化发展。立足信息技术的应用，能打破传统化学实验教学的限制，如实验室条件、实验器材、实验材料的限制，能更好地满足各种实验教学的要求。除此之外，信息化实验教学可以通过实验软件、数字化处理等技术手段为教师提供多种多样的实验资源，如虚拟实验软件、实验动画、实验3D视频等，这些教学资源的应用丰富了实验教学活动，为学生带来了更加直观的学习方式，显著提高了实验教学的效果[2]。

（二）有利于提高实验安全性

高中化学实验教学的内容涵盖面较广，对于学生思维能力、知识应用能力的发展有着一定意义。然而，传统的实验教学存在一定安全隐患，倘若部分学生在做实验时未能准确按照实验要求规范操作，便会产生一些不良事件，对教学质量和学生造成一些影响。而做好高中化学实验教学的信息化发展，全方位应用信息技术开展实验教学活动，则能显著提高实验教学的安全性，减少不必要的问题发生。比如，在实验教学中，教师可借助虚拟实验软件引导学生通过电子设备操作实验，以此实现人机互动，在降低实验危险性的同时，激发学生的兴趣，让学生沉浸其中。

三、新高考背景下高中化学实验教学现存问题

（一）信息素养有待提升

教师是课堂教学活动的设计者和实施者，在信息化化学实验教学中，教师的信息素养直接影响到教学的质量。对于部分高中化学教师而言，由于缺乏信息技术专业知识和技能的学习，不能熟练应用虚拟实验软件编写数字化实验设计程序，影响着化学实验教学的进程，不利于学生主动探究。与此同时，部分教师未充分认识信息技术在教学中的优势，仍然将传统的教学方式融入实验课堂中，以致课堂教学枯燥乏味，没能给予学生自主实验的机会，影响着学生的学习心态[3]。

（二）学生自主性不足

学生作为学习的主体，在高中化学实验教学中，学生的自主学习能力与实验教学效果密切相关。对于部分高中生而言，在学习时应当具备自主学习意识和探究能力，能够结合个人的需求和学习的内容选择适当的方法，制订详细的学习计划，根据问题主动探究，以此保证自主学习的效果。但在实践中，有部分学生缺乏自主性，无法实现自主实验，如不会设计实验活动的方案、没有观察实验现象、不会对实验数据进行详细的整理和分析等，这些问题的出现会影响实验教学的效果。而产生这一问题的主要原因是部分学生缺乏实验的基本知识和技能，且部分教师在实验教学中强调实验操作技巧的传授，忽略了学生的自主探究，久而久之，便会出现学生自主性不足的问题。

四、新高考背景下高中化学实验教学的信息化发展路径

（一）转变教学观念，提升教师的信息素养

在新高考背景下开展高中化学实验教学活动，教师应当全面应用信息技术，发挥信息技术的应用优势，展示多元化、丰富性的化学实验活动，以此激发学生学习兴趣，促进学生的高效学习。对于教师而言，受限于信息素养水平，时常出现信息化教学效果不佳现象，影响着课堂教学的节奏以及学生的学习兴趣。基于此，教师应当以身作则，积极转变教学观念，不断提升自身信息素养。一方面，教师要从思想上做出调整，重视信息技术的应用，全面了解新高考背景下高中化学实验教学信息化发展的价值，以及对学生核心素养发展的意义。在教学中应用多种信息技术手段开展实验教学，有助于提高教学质量。另一方面，教师要积极参加学校开展的培训活动，学习与信息化教学有关的重要内容，不断提升自身信息素养和计算机操作能力。同时，教师还可积极参加校内校外的赛课活动，以赛促学，学习先进的信息技术教学手段，丰富自身教学经验，为后期高中化学实验教学的信息化发展奠定良好基础[4]。

（二）建立教学资源平台，实现数据共享与合作

在高中化学实验教学中，要全面发挥信息技术的优势，提高化学实验教学的质量，教师可以通过建立教学资源平台，实现数据的共享与合作，为学生提供多种多样的学习资源，让学生结合个人的需求选择相应的教学资源，并在自主学习中学到更多有用的知识。

具体来说，教师可以向学校申请，建立一个在线的数据共享平台，供全国各地的高中化学教师共享实验教学资源和经验。教师可以将平时的实验教学实况、设计的实验方案、开展的实验过程以及实验结果等数据上传至平台，并添加实验标签，做好教学资源的分类。当其他教师有需要时，便可登录该平台搜索与之相关的数据信息，获取相应的教学资源，进行参考或应用，以此提高实验教学水平。通过这种方式能提高教师的教学能力，实现数据的共享与合作，全面推进实验教学的信息化发展。此外，由于部分学生在课堂上做实验时，常常会出现数据记录不充分、实验现象观察不完整的问题，这严重影响实验结果的准确性。因此，在在线数据共享平台上，教师还可以记录所教班级的实验教学视频，该班级学生在课余时间，便可通过该平台下载这些视频，在观看过程中了解实验过程、观察实验结果、记录实验数据，有利于促进学生深度学习，提高学生学习效率。

（三）运用虚拟实验软件，提高实验教学质量

在新高考背景下，要全面推动高中化学实验教学的信息化发展，教师应当从虚拟化实验入手，通过应用虚拟实验软件，开展高质量的教学活动，让学生在人机互动中清晰地掌握实验过程，准确地观察到实验现象以及记录实验数据，提高实验教学的效率和质量[5]。

以鲁科版教材为例，在学习高一化学“观察金属钠及金属钠与水反应的现象”相关知识时，这一探究性实验主要考查学生对“钠与水的化学反应”知识的掌握。金属钠的化学性质极其活泼，在与水发生化学反应时，会释放大量的氢气，同时引起“燃烧”“爆炸”等现象。另外，氢氧化钠呈强碱性，有着很强的腐蚀性，能灼烧人体的皮肤。所以，在传统的实验教学中，通常采取“教师做、学生看”的方式。这种方式虽然能够避免危险类事件产生，但难以调动学生主观能动性，不利于学生自主探究能力和实践操作能力的发展。针对这一问题，教师便可借助虚拟实验软件开展实验教学活动。在教学中，教师可先借助多媒体设备为学生播放金属钠与水反应的现象，采取逆向设计的教学方式，以“实验结果”引发学生思考，设计实验教学目标，让学生自主实验，完成实验目标。在这一环节后，教师便可让学生运用虚拟实验软件进行实验。在这一环节，学生通过对虚拟实验软件的操作，能够掌握基本的实验操作技巧，能按照时间步骤依次进行实验操作，在虚拟化的实验中直观地观察到物质的变化，以及气体释放的视觉效果，使学生亲历实验过程，观察实验现象，更好地掌握金属钠与水反应的基本规律。与此同时，当学生利用虚拟实验软件进行实验时，该软件还会自动提供实时数据记录和分析的功能。运用此功能，学生可以记录到金属钠与水反应的温度变化、气体产生量等数据，并将这些数据通过图表的形式呈现在眼前。学生还可以通过虚拟实验软件提供的实验数据的比对功能，与其他同学的实验数据进行比较，了解同一个实验所出现的差异性，找到其中的原因，加深对实验原理的理解。此外，在实验活动中，学生还可应用虚拟实验软件，就实验过程进行多次重复，以及进行变量调整，观察到不同参数下实验结果的变化，让学生了解不同参数对实验结果的影响。通过这种方式，有利于培养学生科学思维能力和自主探究能力。

（四）运用远程实验教学，促进学生自主探究

在高中化学实验教学的信息化发展中，远程实验教学的应用是有效的实践路径之一。这一教学方式主要是指通过网络和虚拟实验平台，让学生在课堂内外随时随地进行实验操作，观察实验现象。这种方式打破了传统线下实验教学的弊端，突破了时间和空间的限制，为学生的自主学习以及自主探究提供了良好的条件与机会。

比如，在学习鲁科版高一化学《微项目：探秘膨松剂——体会研究物质性质的方法和程序的使用价值》一课时，本课的目标是让学生通过实验的方式，结合研究物质性质的基本程序，对碳酸氢钠作为膨松剂的作用原理进行实验探究。在教学中，教师可先在课堂上通过虚拟软件进行演示，为学生呈现本次实验活动的具体内容，使学生对知识形成初步理解。在此之后，教师便可利用远程实验，让学生在家中与教师共享实验。由教师在线上平台提供实验视频，学生在该平台中远程观看，了解教师在做实验时的整个过程，观察实验现象，记录实验数据。而后，由学生在家中进行实验，由教师观察学生的实验情况，与学生进行交流和讨论，使学生逐步了解本次实验的主要目的。在这之后，教师可以借助远程实验平台，运用动画演示以及文字解说的方式向学生展示膨松剂的工作原理、研究方法等理论性知识，学生可在家中直接观察到实验的示意图和说明，深入理解实验原理和规律，加强学生对本节内容的掌握。通过这种方式，能够打破传统实验教学的弊端，为学生提供更多自主实验的机会。

结束语

新高考背景下，高中化学实验教学的信息化发展是必然選择，也是促进学生核心素养发展的关键举措。在实践中，教师应当以身作则，不断提升自身信息素养，科学合理地将多样化的信息技术手段应用到实验教学中，如建立教学资源平台、运用虚拟实验软件、运用远程实验教学等，以丰富实验教学内容，实现实验教学的信息化发展。

参考文献

[1]崔立斌，张国婷，王素利，等.新高考背景下信息技术融入高中化学教学的策略[J].河北北方学院学报（社会科学版），2020，36（4）：3.

[2]程安.新旧高考制度下高中化学实验教学分析与研究[J].名师在线，2020（15）：2.

[3]彭中菊.基于新高考背景下的高中化学教学反思与创新路径研究[J].教师，2021（5）：64-65.

[4]张寅寅.新高考背景下高中化学实验教学中绿色理念的渗透[J].南北桥，2019（7）：1.

[5]邝善承.新高考背景下的高中化学实验探究式教学策略研究[J].中外交流，2021，28（3）：670.