信息技术与初中化学教学深度融合的模式探索

引言

随着社会的进步，信息技术发展迅猛，教育与信息技术的关联越来越密切。发挥信息技术在化学教学中的积极作用是我们每位化学教师的职责。将信息技术与初中化学教学深度融合，可多元、可视、有趣地传递知识，调动学生学习的积极性、主动性和创造性，引领学生深度学习，提高课堂教学效率，提升学生的核心素养。

一、当前信息技术在初中化学教学中的应用与挑战

目前，多数教师仅将 PPT 作为电子板书使用，通过静态图片或短时视频片段展示知识点。这种应用方式虽然比传统板书更生动，但本质上仍是教师单向输出信息，学生被动接受的模式。课堂互动主要停留在简单的问答环节，未能利用技术优势构建深度参与的探究环境。

同时，化学学科特有的教学难点使得这种浅层应用效果受限。分子、原子等微观粒子的运动和相互作用无法用肉眼观察，学生只能通过二维图示想象立体结构，容易形成错误认知。而且有的实验现象转瞬即逝，如铁与硫酸铜溶液的置换反应，学生稍不留意就会错过关键现象。这些教学痛点的存在，客观上要求信息技术应用必须突破现有演示层面，向更深层次的功能开发迈进。

二、深度融合模式的核心构建

（一）微观结构动态演示，化解抽象难题

初中化学教学中最大的认知障碍在于微观世界的不可见性。而信息技术则能通过三维动态演示技术，将抽象的微观过程可视化呈现。当前主流的分子模型软件如 NB 化学实验、MolView 等，可以实现分子结构的 360 度旋转、缩放和拆解功能。以人教版“水的组成”单元为例，电解水实验的微观本质是水分子的分解和氢氧原子的重组。通过 3D 动画演示，学生可以清晰地看到水分子在电流作用下分解成氢原子和氧原子，随后两个氢原子组合成氢气分子，两个氧原子组合成氧气分子的全过程。这种动态展示比教材上的静态示意图更直观，学生能够理解化学变化的本质是原子的重新排列。

（二）虚拟仿真实验，突破实践限制

虚拟仿真实验技术可通过精确的物理引擎和化学算法，能够模拟真实实验环境和反应现象，让学生在计算机或平板上完成实验操作。以氢气爆炸极限实验为例，这是初中化学中重要的安全知识，但实际操作存在风险。在虚拟环境中，学生可以安全地调整氢气与空气的比例，观察不同混合比下的爆炸情况，通过多次尝试得出爆炸极限范围。同样，一氧化碳还原氧化铁的实验也因一氧化碳毒性而难以在课堂演示，虚拟实验可以完整展现还原过程及产物检验方法。

（三）数字化实验工具，提升探究精度

数字化实验工具可通过传感器和数据采集系统，实时捕捉实验过程中的各项参数变化，并以图表形式直观呈现，大大提升了实验的精确度和科学性。例如在酸碱中和反应实验中，使用pH 传感器可以连续监测溶液pH 值变化，自动绘制滴定曲线，精确确定中和点。同样，在探究金属活动性顺序时，传统方法通过气泡产生速度判断反应快慢不够准确。使用压强传感器可以实时测量密闭容器内氢气产生的压力变化，转化为反应速率数据，使比较更加客观。

（四）智能学习平台，助力个性反馈

智能学习平台通过数据采集和分析功能，能够为师生提供精准的学习诊断和反馈，实现差异化教学。这类平台通常包含预习检测、课堂互动和作业分析三大功能模块。预习阶段，学生观看微课后完成在线检测，系统根据答题情况自动推送适合的学习资料。例如对原子结构概念不清的学生会收到基础讲解视频，而已掌握的学生则可获得拓展阅读材料。课堂中，教师通过平台发布即时测试题，全体学生用平板或答题器作答，系统立即生成答题统计，帮助教师发现普遍性问题并调整教学节奏。

三、融合模式的课堂实施路径

（一）课前预习与导入

有效的课前准备能够唤醒学生已有知识储备，为新知学习搭建认知桥梁。比如在人教版“金属的化学性质”教学前，教师通过智慧课堂平台推送两段微课视频。第一段视频回顾金属的物理性质，重点展示生活中常见的金属制品；第二段视频呈现铁钉生锈、镁条燃烧等金属化学变化的宏观现象。同时布置预习任务：在虚拟实验平台完成观察铁与硫酸铜溶液反应的简易模拟操作，记录反应现象。这种预习设计既复习了旧知，又通过虚拟实验规避了真实实验的安全隐患。系统会自动收集学生操作数据，教师可查看每位学生的实验完成度和观察记录准确性，据此调整次日教学设计。预习环节特别强调激发疑问，视频结尾设置思考题为什么金戒指不会像铁钉那样生锈，引发学生探究兴趣。

（二）课中新知探究与突破

课堂教学围绕金属活动性顺序这一核心概念展开。教师首先展示学生预习阶段提交的虚拟实验报告，讨论铁与硫酸铜溶液反应的现象和原理。随后分组进行实体实验，比较铁、铜、镁三种金属与稀盐酸的反应剧烈程度。为提升实验精度，每个小组配备压强传感器连接数据采集器，实时监测试管内气体压力变化并生成曲线图。通过对比三条曲线的斜率差异，学生能直观理解金属活动性强弱。对于危险性较高的铝热反应，则播放虚拟仿真实验视频，展示氧化铁与铝粉反应释放大量热能的过程。概念建构阶段，教师使用交互式元素周期表软件，动态演示不同金属原子失去电子的难易程度，帮助学生建立微观层面的金属活动性认知。

（三）课后巩固与拓展

在课后环节，教师通过平台推送分层作业：基础层完成金属活动性顺序表的填空和应用题；提高层设计实验方案比较未知金属 X 与已知金属的活动性。学有余力的学生可进入虚拟实验室，自主探究温度对金属腐蚀速率的影响，系统提供数字化工具测量不同水温中铁钉的生锈程度。平台论坛开通专题讨论区，学生分享家庭小实验成果，如观察不同金属餐具的耐腐蚀性。教师定期在班级群发布金属化学性质在工业生产中的实际应用案例，如造船业选择锌块保护钢铁船体。周末实践任务要求学生调查社区金属垃圾回收情况，分析各类金属废弃物的化学处理方式。这种立体化的课后延伸既巩固了课堂知识，又将学习延伸到真实生活场景。

结语

本文提出的模式聚焦于利用技术解决化学教学中的实际难点——微观可视化、实验拓展和个性化学习，强调与教材内容和人教版教学实际紧密结合。该模式要求教师根据具体学情和教学目标，合理选择并有效运用技术工具，将其自然融入教学各环节。

参考文献：

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[2] 陈学焘 . 浅析信息技术在初中化学教学中的应用 [J]. 学周刊 ,2023(2).

[3] 于兴 , 韩淑华 . 基于信息技术的初中化学教学创新研究 [J]. 成才之路 ,2021(18).