丁建軍　鐘永江

現(xiàn)代信息技術(shù)對中學(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)實驗教學(xué)相結(jié)合，提高化學(xué)實驗教學(xué)的有效性？本文將從信息技術(shù)與高中化學(xué)實驗整合點的診斷及解決方法上初步探討信息技術(shù)與化學(xué)實驗教學(xué)的整合問題。

化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)中的重要實踐活動，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)在實驗內(nèi)容、實驗要求、實驗探究方法等方面發(fā)生了一系列的變革，不僅強化了學(xué)生實驗探究的意識，還進一步突顯出化學(xué)實驗在化學(xué)學(xué)科中的地位。在化學(xué)實驗的教學(xué)過程中引入信息技術(shù)來提高化學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量和效率，必須針對整合點進行細致分析，診斷出信息技術(shù)與各類化學(xué)實驗的整合點。

● 快速獲得信息

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

例如，對于化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，可以設(shè)計化學(xué)實驗專題網(wǎng)站，讓學(xué)生從試劑、儀器的正確使用，實驗基本操作的規(guī)范化，重要實驗操作的先后順序，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，增強學(xué)生的感性認識，再在此基礎(chǔ)上提煉出完成化學(xué)實驗所必備的條件。

● 改變知識的呈現(xiàn)形態(tài)

有些化學(xué)反應(yīng)的過程是無法用肉眼看到的，理解起來相當困難，如有機化學(xué)反應(yīng)的機理等。利用信息技術(shù)可以把實驗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)手段難以用實驗演示的動態(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)會實驗事實和掌握化學(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)化實驗時，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，通過動畫模擬鐘乳石的形成過程，加深了學(xué)生對化學(xué)知識的理解。在模擬實驗過程中，可以把微觀過程進行宏觀模擬，把宏觀大場景作縮微處理。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，需要對瞬間變化搞定格分析，這樣就可以化枯燥為生動。在講到氫氣和氯氣反應(yīng)形成共價鍵時用到電子云的概念，許多學(xué)生感到難于理解和記憶。當用信息技術(shù)模擬顯示核外電子的運動狀態(tài)時，學(xué)生便可以直觀生動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，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)中無法實現(xiàn)的實驗過程，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)難點的成因之一，信息技術(shù)和化學(xué)實驗的有效整合，改變了實驗知識的呈現(xiàn)形態(tài)，使得教學(xué)難點迎刃而解。

● 激發(fā)興趣

激發(fā)興趣是每個教師在教學(xué)設(shè)計中，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)的運用，易于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)生學(xué)習(xí)動機的激發(fā)有著極高的價值，從而促使學(xué)生更準確、更深入地把握教學(xué)點和難點?；瘜W(xué)實驗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、聲像并舉的特點為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種實驗情境，能使許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境由靜態(tài)變動態(tài)，由無聲變有聲，由抽象變具體。不僅能大大增強表現(xiàn)力，更能激起學(xué)生的各種感官的參與，調(diào)動學(xué)生強烈的學(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、塑像的侵蝕等實物場景展現(xiàn)在學(xué)生的眼前，讓學(xué)生有身臨其境的真實的感覺。這種適時適度的整合使學(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，在進行每個學(xué)生實驗之前，都讓學(xué)生精心設(shè)計，并在網(wǎng)絡(luò)教室內(nèi)通過實驗平臺軟件模擬實驗操作，為實驗做好充分準備。每一個小組的學(xué)生都經(jīng)過嚴格的模擬訓(xùn)練。小組內(nèi)部各成員之間進行相互觀摩，指出彼此存在的問題，從而不斷完善實驗方案。這無疑就增強了對化學(xué)實驗的興趣，等到正式進入實驗室操作時，盲目性減少了，實驗成功率隨之提高，對化學(xué)實驗的興趣也就更加濃厚了。

● 將知識轉(zhuǎn)化成能力

信息技術(shù)與化學(xué)實驗的整合在培養(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)實驗的復(fù)習(xí)中，重做實驗和回憶實驗是兩種較為重要的復(fù)習(xí)方法，但是重做實驗會耗費大量的物質(zhì)和精力，而回憶實驗則顯得枯燥乏味。利用信息技術(shù)可以模擬實驗，再現(xiàn)實驗裝置、實驗過程和實驗現(xiàn)象，也可以在模擬實驗室里自己動手“做”實驗，既提高了課堂容量，還有利于比較、加深理解記憶，達到溫故而知新的目的。

近幾年的高考對化學(xué)實驗的考查源于教材而突破教材，體現(xiàn)了化學(xué)實驗的創(chuàng)新性，考查了學(xué)生化學(xué)實驗的創(chuàng)新能力，信息技術(shù)的運用則會有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，實驗室進行氣體制備實驗，考慮到某些氣體會對空氣造成污染，如氯氣、氯化氫、二氧化硫、二氧化氮和氨氣等，都要進行尾氣處理?？捎糜嬎銠C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不這樣做會怎么樣？③我認為還可以怎樣做？其中，①和②是源于教材的知識，③是需要創(chuàng)新的思考。對三個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)新意識和創(chuàng)新能力。之后用多媒體投影列舉出?？嫉囊恍嶒烆}型，讓學(xué)生進行對比性的分析解答，學(xué)生掌握了方法就不再認為這是一個難點。

在加熱氯酸鉀制氧氣的實驗里，在給固體藥品加熱時，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，氫氣還原氧化銅時先加熱后通氫氣、稀釋濃硫酸時將水加入濃硫酸溶液中，老師通常都會反復(fù)強調(diào)后果的嚴重性，但學(xué)生機械地記憶印象往往不深。用計算機模擬上述實驗，彌補了老師和學(xué)生不易直接進行實驗且通過老師語言描述也難以到位的不足，從而培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識進行正確實驗操作的能力。

● 增強系統(tǒng)訓(xùn)練

系統(tǒng)訓(xùn)練也是對學(xué)生實驗知識進行鞏固的常用方法，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)生獨立完成，教師則通過網(wǎng)絡(luò)及時、全面、準確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，適時調(diào)整教學(xué)過程，增強教學(xué)的針對性，提高教學(xué)的效率。

在高三綜合化學(xué)實驗題的總復(fù)習(xí)教學(xué)中充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，運用虛擬化學(xué)實驗室中豐富的化學(xué)教學(xué)素材編輯課件，將信息技術(shù)應(yīng)用與學(xué)生實驗探究相結(jié)合，使學(xué)生掌握化學(xué)實驗基本原理、實驗儀器的使用范圍、實驗儀器的正確組裝、正確的實驗操作方法等知識并進行探究性實驗設(shè)計。探究性實驗只給出課題研究的要求，在教師指導(dǎo)下由學(xué)生自己確定實驗原理、選擇實驗儀器、制定實驗方案、探求未知結(jié)論，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，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)實驗“教”與“學(xué)”的過程，增加了學(xué)生進行系統(tǒng)訓(xùn)練實驗操作能力的機會，有利于學(xué)生終身學(xué)習(xí)與發(fā)展能力的培養(yǎng)，對全面推進素質(zhì)教育具有重要意義。

● 增大信息量

建構(gòu)主義理論認為學(xué)生是信息加工的主體、知識意義的主動建構(gòu)者，教師是學(xué)生主動建構(gòu)意義的幫助者、促進者,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)活動中，合理、機動地運用信息技術(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)、主動發(fā)展的意識和能力，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能?；瘜W(xué)實驗文本中的一些信息，孤立地放在書本的一處或者幾處位置上，有時很難讓學(xué)生體會到它的作用和妙處，如果通過信息集成功能，把他們放在課件的同一位之下，就會方便學(xué)生的對照比較，很容易感悟并進行知識的建構(gòu)，使學(xué)問漸長、能力提升。

高中化學(xué)有很多涉及到實驗設(shè)計原則、方法和技巧的實驗，可以進行科學(xué)歸類，如常用儀器的使用方法，化學(xué)實驗基本操作，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，常見離子的鑒別和檢驗，常見有機化學(xué)反應(yīng)關(guān)系等，都可以利用信息技術(shù)在有限時間內(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迫學(xué)生去機械地記憶，而是讓學(xué)生從眾多信息中學(xué)會篩選有用信息，構(gòu)建自身的知識體系和網(wǎng)絡(luò)，并逐步形成實驗設(shè)計能力。另一方面，充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，利用網(wǎng)絡(luò)或虛擬實驗室等軟件主動檢驗自己的實驗設(shè)計能力和實驗操作能力，并根據(jù)檢驗結(jié)果，不斷彌補不足。信息技術(shù)在增大信息量方面的優(yōu)勢是其他手段無法比擬的。

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，因此應(yīng)注意凡是能通過實驗展示的現(xiàn)象和短時間能夠?qū)崿F(xiàn)的實驗一般不選用多媒體來代替；一切能夠用實驗研究的問題就不要脫離實驗，因為實驗的教學(xué)功能是任何手段替代不了的，學(xué)生在實驗中所經(jīng)受的思維、操作、分析、觀察能力的鍛煉，實驗中情緒、意志、毅力等品質(zhì)的形成只能通過實驗來實現(xiàn)。

在信息技術(shù)與高中化學(xué)實驗整合的過程中，針對不同類型的整合點，要選擇合適的信息技術(shù)手段解決整合點的困難。影響化學(xué)實驗教學(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)實驗的整合來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率，并非一件輕而易舉的事情。在實驗教學(xué)設(shè)計過程中，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)信息時代對教師的素質(zhì)要求，才能發(fā)揮學(xué)生的主動性，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。