探究技术赋能下高中化学实验教学的创新

摘要：随着社会的发展和教育理念的变革，传统的化学实验教学模式已经不能适应当今高中学生的学习需要和教学目标，探究高中化学实验教学的创新成为当务之急。高中化学实验教学创新旨在激发学生学习的兴趣，拓展学生学科视野，提高学生实验能力和创新思维能力。为顺应教育信息化的时代大背景，实现教育技术与高中化学实验教学的有效整合，本文基于构建技术赋能视角下的高中化学探究性实验教学的有效路径，并结合实际案例加以分析说明。

关键词：技术赋能 高中化学 实验教学 创新策略

前言：在新一轮课程改革的背景下，以教学改革为主，注重教学改革，改革教学方法，改革教学内容。高中生处在一个特定的时期，教师应注意对学生进行教育指导，并结合实际活动对学生进行调查研究。

一、技术赋能下高中化学实验教学意义

（一）提升实验教学效果

技术赋能使得高中化学实验教学的展示更为直观和生动。通过多媒体、虚拟仿真等技术手段，可以模拟真实的实验环境，让学生更加直观地观察实验现象，从而加深对实验原理的理解。同时，技术手段还可以提供实验数据的实时记录和分析，使得实验结果的呈现更为准确和便捷，提高了实验教学的效果。

（二）深化学生化学认知

借助技术手段，学生可以对化学实验进行更深入地探究。例如，通过分子模拟软件，学生可以观察分子结构、化学反应的动态过程，从而深入理解化学反应的机理。这种深层次的认知有助于学生形成更加完整和系统的化学知识体系。

（三）培养学生探究能力

技术赋能下的高中化学实验教学注重学生的自主探究和实践操作。学生可以利用技术手段设计实验方案、收集实验数据、分析实验结果，从而培养其科学探究能力和实践能力。这种能力的培养对于学生的全面发展具有重要意义。

二、探究技术赋能下高中化学实验教学优势

（一）操作过程简化便捷

技术赋能使得高中化学实验的操作过程变得简化而便捷。智能化的实验器材和自动控制系统能够减少学生的操作难度，降低实验误差。此外，通过在线实验平台，学生可以远程进行实验操作和观测，打破了时间和空间的限制，提高了实验教学的灵活性和便捷性。

（二）数据分析精准高效

在技术赋能的实验教学中，数据的采集、分析和处理变得更加精准高效。现代实验仪器通常配备有数据记录和分析功能，可以实时收集实验数据，并通过计算机进行快速处理和分析。这不仅能够减少人为因素对数据的影响，提高数据的可靠性，还能够帮助学生更好地理解实验现象和规律，提升分析问题和解决问题的能力。

三、技术赋能下高中化学实验教学问题

（一）实验设备与技术融合问题

目前，高中化学实验教学在设备与技术融合方面仍存在一定的不足。一方面，一部分学校实验设备陈旧，另一部分学校实验设备没有那么齐全，难以与先进技术进行有效对接；另一方面，新技术的引入和应用往往需要投入大量资金和时间进行设备的更新和升级，这对学校来说是一个不小的负担。

（二）实验安全与风险控制问题

在化学实验教学中，安全是首要考虑的问题。技术赋能下的实验教学虽然提高了实验的效率和效果，但同时也可能带来一定的安全隐患。例如，虚拟仿真实验虽然可以模拟真实的实验环境，但学生在操作过程中可能缺乏真实的操作体验，导致在实际操作中难以应对突发情况。因此，如何平衡技术应用的便利性和实验安全性，是我们需要认真思考的问题。

（三）实验效果与数据精度问题

技术赋能下的实验教学虽然可以提高实验的效率和效果，但在某些情况下也可能影响实验的准确性和精度。例如，虚拟仿真实验的数据往往是基于算法生成的，可能与真实实验数据存在一定的差异。因此，在使用技术手段进行实验教学时，我们需要对实验数据的准确性和精度进行严格的把控。

四、技术赋能下高中化学实验教学的创新

（一）实验问题提出的微创新

在提出实验问题这一部分，主要是为了创造一个现实的情景。在以往的教育中，由于课程的时间比较紧张，所以老师经常会将实验的目标直接给出，而忽视了创造问题情境的机会，这对于培养学生的问题意识和提高学生的创造力是非常不利的。为此，可以通过乘法的方法，将多媒体技术和延迟拍摄技术融入这个过程中，把声音、图片和文字有机地融合在一起，使信息的呈现形式得到最好地发挥，并对化学进行宏观、微观和符号的三重表现，使学生的感知得到最大程度的激发，并让他们产生主动的思维。

例如，在介绍《探究铁与硫酸铜置换反应的影响因素》这一课题时，学生们发现，反应速度较慢，生成的铜较少，而且无法观测到溶液中的变色变化，从而使教学效果受到了很大的限制。在这个时候，老师可以通过慢镜头捕捉到不同浓度的 Cu与 Fe的反应，将整个实验的全过程呈现出来，可以清楚地看到 Cu在 Fe表面的成长和色泽的变化，给人一种很有冲击力的感觉。在此基础上，结合多媒体手段，对化学反应的微观过程进行了直观地演示，并给出了相应的化学方程式，从而使同学们在三种不同的性质上进行了比较。在此基础上，让学生通过对这些材料的观察，激发他们的探索欲望，并针对这些不同的化学过程，找出了一些有价值的问题：发现值得探究的问题是“影响铁与硫酸铜置换反应的因素有哪些”，以便后续实验假设形成。

（二） 规范操作流程，确保实验安全

在进行“数字手持式”实验教学中，老师要标准化教学程序，保证教学过程的安全、准确。通过对这些问题的分析，进一步提高了高中生的安全观念，增强了学生的自我防护能力。比如，在高中化学教材《化学反应与能量变化》的教学过程中，为了保证实验的安全性，应该从各个方面对学生进行标准化。

首先，要让学生在实验之前仔细地读完实验说明，明白实验目的，原理，操作程序以及要注意的问题。为保证实验的成功进行，必须有充足的条件。

其次，在教学实践中，要严格遵循教学大纲的具体要求进行教学。在实验过程中要注意药物的用量，仪器的使用，安全的操作等。

比如，在使用化学物品时，要佩戴好手套和口罩，在进行高温作业时，要与周围的环境保持一定的距离，在提取有害物质的时候要小心。在实验过程中，要对实验产生的垃圾进行有效的处置，保证实验室的安全。

最后，在教学中和教学结束之后，要对学生进行实时的实验资料进行整理。通过对这些实验结果的分析，我们对化学反应中的能源转化有了更深层次的认识，并将其应用到实际的化学教学中去。应在教学中强化教学环节的引导与协助，使其具备较好的动手能力与动手能力；在教学过程中，应注重对学生进行资料处理等方面的培训。

（三）演示实验转变成学生动手实验
        在传统实验课堂之上，教师通常都会先为学生讲解一节课的新知识，然后再对学生进行演示实验，而学生在这一过程中则是观察，之后再将自己看到的总结与验证。在这种模式下，教师是主导，学生只能被动接受与学习，所以学生能力无法得到有效提升。

新课改理念则主张学生自己动手，教师在这一过程中是帮助者和引导者，所以教师在新课改下改进与创新高中化学实验教学，一定要及时转变传统化学实验教学理念，将演示实验转变成为学生动手实验，让学生在动手实验中凸显主体地位、获得能力提升与发展。例如，对于“过氧化钠与水的反应”这一知识点教学的时候，教师即可在高中化学实验教学改革过程中为学生设计一个探究性的实验，实验方案主要如下：（1）为学生准备好相关实验设备，如试管、木条、酚酞试液、过氧化钠、胶头滴管、水等等。（2）实验步骤设计：让学生先设计实验方案，然后鼓励学生参与到实验操作之中，最后要求学生将实验操作中的结论进行总结与归纳，从而有效发展学生思维能力与实验操作能力，真正实现新课改下的高中化学实验教学改进与创新。

（四）对实验结论的形成和表现的创新研究

在“生成”和“展示”这一部分中，注重培养学生的合作精神，拓宽学生的科学视野。因此，在教学过程中，教师要为学生提供一个协作、沟通的平台，并通过多种形式的证据来指导学生修改实验的初步结论。利用乘法策略，把无线同屏技术融入到实验结论的研讨中，可以同步地展示不同学生的试验成果，有助于学生自我反省，认识到实验的成败之处；采用任务调度的方法，将热成像技术、红外光谱技术和增强现实技术相结合，对实验结果进行改进，可以通过多个方面的证据来支持最后的结论，让学生感受到化学学科的严谨。利用除法的策略，把计算机应用软件与实验结论的表示相结合，学生们可以使用 Word、 Excel、 Origin、 ChemDraw等使用软件，可以极大地提升数据处理的效率，降低人为错误，并对实验报告的显示进行了优化，方便了老师对其进行批改和反馈。

如在探究《乙醇分子的结构》时，学生不确定乙醇结构是醇式还是醚式。通过定量测定氢气证实了醇式结构存在，但证据说服力不足，难以避免偶然性，此时教师可让学生回忆钠的保存方式，诱导学生得出钠不能与C-H键反应，再展示乙醇的红外光谱图，科普O-H键存在特征吸收峰，借助红外光谱的分子指纹功能进一步验证实验结论。

 结语：如今的高中，因为那种陈腐的教学观念，导致的教学方法，大部分老师都认可，但是这种死记硬背、囫囵吞枣的教学方法，在新高考的大环境下，早就被抛弃了，随着素质教育的逐步推广，对于未来的社会需求有了一个清晰的认识，全能型、创新型人才，让学生在化学实验课堂得到发展与提升。因此，将创造性实验引入到高中化学课堂中，可以有效地调动学生的学习积极性，调动学生的求知欲，促进老师的课堂教学效果。

参考文献

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