现代教育技术优化化学课堂教学方法探讨

引言

化学作为研究物质组成、结构、性质及变化规律的学科，既需要学生具备宏观辨识与微观探析的思维能力，又要求掌握实验操作与探究方法。传统化学课堂中，教师常面临多重挑战：微观粒子的运动与反应机理难以直观呈现，学生对“电子云”“化学键”等概念的理解停留在字面；部分高危、耗时的实验难以在课堂全员开展，导致学生探究机会受限；学生知识基础差异大，统一化教学难以满足个性化需求。

随着教育信息化 2.0 时代的到来，以虚拟仿真、数字化实验、智能互动平台为代表的现代教育技术，为破解这些难题提供了新可能。《教育信息化“十四五”规划》明确提出“推动新技术与教育教学深度融合”，在此背景下，如何利用现代教育技术创新化学教学方法，实现从“抽象到具象”“危险到安全”“统一到个性”的转变，成为化学教育工作者亟待探索的课题。本文基于化学学科特点，探讨现代教育技术优化课堂教学的实践路径与策略。

一、现代教育技术在化学教学中的创新应用

（一）微观过程可视化，重构概念教学逻辑

化学中的分子构型、反应机理等微观内容，难以通过传统教具呈现，学生易陷入“死记硬背”的困境。现代教育技术通过动态模拟与沉浸式体验，将抽象概念转化为可感知的具象内容。

例如，在“电解质电离”教学中，3D 动画可直观展示氯化钠在水中的溶解过程：水分子的极性端吸引 ΔNa⁺ 和 c1^- ，破坏离子键，离子随水分子运动形成自由移动的离子，配合电流计指针偏转的实验视频，帮助学生理解“电离”与“导电”的关联；讲解“原电池原理”时，AR 技术可在实物电极上叠加电子流向、离子迁移的动态轨迹，学生通过移动设备从不同角度观察，清晰把握“负极氧化、正极还原”的本质。

VR 技术进一步提升学习体验：在“有机化合物结构”教学中，学生佩戴VR设备“触摸”甲烷的正四面体结构，手动旋转碳碳双键模型，直观感受烯烃的顺反异构现象，这种“操作式学习”能显著降低空间想象难度。

（二）虚实结合实验教学，平衡安全与探究

化学实验是培养探究能力的核心载体，但部分实验因毒性（如氯气制备）、爆炸风险（如铝热反应）或耗时过长（如金属腐蚀），难以在课堂实操。现代教育技术通过虚拟仿真与数字化工具，构建“安全高效 + 深度探究”的实验教学模式。

虚拟实验平台（如“烧杯”APP）可模拟高危实验：学生在平板上操作“浓盐酸与二氧化锰共热”，系统实时显示氯气的黄绿色、尾气处理装置的作用，若误将水倒入浓硫酸，会弹出错误提示并解析原理，既规避风险，又强化规范意识。

数字化实验设备则提升传统实验的科学性：在“酸碱中和滴定”中，pH 传感器实时生成滴定曲线，终点突变的横坐标直接对应消耗体积，避免人工观察指示剂变色的误差；探究“影响化学平衡的因素”时，浓度传感器、温度传感器同步记录数据，软件自动生成对比图表，帮助学生快速归纳“勒夏特列原理”的应用规律。

（三）互动式评价与分层指导，实现精准教学

化学知识的系统性强，学生认知差异明显，传统“统一讲解 + 课后作业”的模式难以兼顾个体需求。现代教育技术通过数据采集与智能分析，构建“即时反馈 + 个性化指导”的教学闭环。

课前，教师在在线平台（如超星学习通）发布“物质的量”预习微课，附带阶梯式习题（从基础计算到综合应用），系统自动统计错误率，教师据此聚焦“摩尔质量与相对分子质量辨析”等难点；课中，利用互动答题器开展“元

素周期律”速答竞赛，实时显示各选项选择比例，针对集中错误点即时讲解；课后，AI 作业批改系统可标注“离子方程式书写”中的电荷不守恒、拆分错误等问题，并推送同类错题练习。

二、技术应用中的现实矛盾与解决策略

（一）虚拟体验与真实操作的失衡

过度依赖虚拟实验可能导致学生动手能力退化。我校调查显示，长期使用仿真软件的学生，实际操作中仪器连接错误率上升 27% 。

解决策略：构建“虚拟预习—真实操作—虚拟拓展”的实验链。例如，“一定物质的量浓度溶液配制”教学中，先通过虚拟实验熟悉步骤，再实际操作练习移液、定容等关键技能，最后用虚拟平台模拟不同误差对浓度的影响，实现虚实互补。

（二）技术形式与教学目标的脱节

部分教师盲目追求“技术炫技”，如用复杂动画演示简单的“氧气制取”，却忽视装置气密性检查等核心操作的讲解，导致技术应用与教学目标背离。

解决策略：建立“目标导向”的技术筛选标准。优先选择能突破教学难点的技术（如用动画展示“电子云”概念），简化基础内容的技术呈现（如“仪器名称”用传统图片即可），避免形式大于内容。

（三）资源适配与教师素养的短板

现有化学数字化资源多针对高中，初中“物质的简单分类”等基础内容资源匮乏；农村学校因设备限制，难以开展 VR/AR 教学；教师对数据软件的分析能力不足。

解决策略：联合高校与一线教师开发分层资源库，补充初中基础实验与农村适用的简易数字化工具（如用手机慢镜头观察沉淀生成）；开展“技术 + 化学”专题培训，重点提升教师的虚拟实验设计与数据解读能力。

四、结论

现代教育技术通过微观可视化、虚实实验结合、精准化评价等方式，有效破解了化学教学中的抽象性、风险性、差异性等难题，推动教学方法从“讲授灌输”向“探究体验”转型。但技术应用需坚守“化学育人”本质，平衡虚拟与真实、形式与内容，通过科学设计与教师能力提升，让技术真正服务于学生化学核心素养的培育，实现知识传授与能力发展的统一。

参考文献：

[1] 王祖浩 . 化学教学论（第 5 版）[M]. 北京 : 高等教育出版社 ,2020.

[2] 王后雄, 孙建明. 现代教育技术与化学学科核心素养的融合路径[J].教育研究 ,2022(2):112-118.

[3] 刘知新 . 化学教育展望 [M]. 上海 : 华东师范大学出版社 ,2019.

[4] 张颖之 , 刘恩山 . 数字化实验在中学化学教学中的应用与思考 [J].化学教育 ,2021(7):38-43.