高中化学融合数字化实验的教学实践研究

引言：《普通高中化学课程标准（2017年版）》强调培育学生核心素养，要求教师教学突破传统局限。在面对抽象概念教学时，教师利用数字化实验将微观过程可视化，能够使学生在动态场景中理解化学本质。同时，开发适配微课、搭建协作平台及分层供给素材，可以联通其认知逻辑，推动课堂转型为素养导向，呼应新时代化学教育要求，深化高中化学数字化实验教学实践。

一、开发微课视频，明确操作步骤

在高中化学教学中，化学知识结构较为抽象，学生难以深入理解。因此，教师借助数字化实验资源，开发微课视频，可视化呈现教学流程中的操作步骤、变化过程及注意事项，有助于学生在自主回看中强化认知记忆[1]。同时，既能够理清实验操作步骤，又可以理解实验现象及化学原理，增强学生对教学目标掌握的能力。

以《氧化还原反应》的教学为例，教师可设计一个基于 CuO 还原反应的数字化实验微课视频。教师选取反应式2CuO+C Δ2Cu+CO₂ ”为核心，引导学生在观看视频过程中观察CuO由黑色固体变为红色铜单质的现象，并利用动画同步展示反应中 Cu 化合价的变化过程。在展示实验器材操作流程的同时，教师使用画面叠加注释说明控制温度的具体范围以及实验中需要特别留意的现象细节。视频中还设置电子转移动态示意图，清晰标注 Cu²⁺ 获得2个电子变为Cu的路径，以强化学生的认识。此外，教师在教学中对照教材中铁与氧化铜的反应实例，再次借助微课视频对比呈现，构建多组价态变化场景，进一步帮助学生发现共性规律，归纳判断方法。整个教学实践，教师融入数字化微课资源，能够实现推进直观展现实验操作的目标，助力学生建构更加牢固的知识网络，达成氧化还原反应教学的认知目标。

二、建立共享平台，强化小组协作

在高中化学融合数字化实验的教学实践里，建立共享平台、强化小组协作，能打破信息壁垒，让知识流动更顺畅。教师组建线上资源库、协作演示板等功能板块，能够将抽象知识可视化，从而帮助学生在小组互动中整合不同认知路径[2]。

以《物质的量》中粒子数量、摩尔质量及质量间的关系为例，教师建立一个以小组为单位的实验模拟平台，设置“已知质量测摩尔数”任务场景，指导学生围绕铜单质测定质量并推算数据。学生称量不同铜样质量后，在平台中同步上传测量值及对应相对原子质量，经由组内成员共同完成计算物质的量并标注步骤。同时，教师在平台发布标准数据对照图、常见换算误区讲解视频，引导学生结合 n=m/M 公式检验结果合理性。在学生填写完成后，教师启用平台的比对分析功能，展示不同小组计算偏差图，推动学生反思误差来源。与此同时，还设置留言栏，供学生质疑异议、相互答疑，使其能够训练科学表达能力。过程中，教师在主屏幕端同步抽取典型成果，带领学生共同评价，推动其由模仿操作转化成理解操作。借助数字化平台支持，小组协作从任务分工上升至认知共建，有效助力高中化学核心概念“量的统一性与转化性”的系统掌握。

三、精筛分层素材，拓展认知边界

在高中化学教学实践中，相关知识内容跨度大、信息量丰富，学生容易出现理解层次不清的问题[3]。因此，教师借助数字化实验手段，布置分层探究任务，能够拓展学生的认知边界。使其在掌握基础知识的同时获得迁移经验。同时，学生能够在任务推进中逐步建立系统认知[4]。

以《金属材料》的性能分类为教学内容，教师预设三个认知层级素材包，利用平台分层推送给不同学习小组。第一层以基础认知为主，包含金属的导电性、延展性等基本性质的视频讲解及互动练习，引导学生用图像识别金属特性并完成对应概念匹配；第二层聚焦结构同性能之间的联系，教师利用数字化试验模拟金属晶体排列方式，指导学生观察微观结构对宏观性质的影响，并用虚拟工具比较不同材料在晶体结构、导电性等方面的差异；第三层则围绕合金材料展开拓展任务，教师引导学生借助平台中的扩展素材库查阅钛合金的组成及应用背景，并在小组内形成汇报展板。教师精筛分层数字化素材，能够使学生在掌握基础知识的同时不断扩展视野，增强理解材料的能力，也为后续深人探究提供坚实认知支撑。

结束语：教师将数字化实验融入高中化学教学，利用多元路径让抽象知识具象化，促进学生构建认知框架，呼应培育核心素养的要求，为突破传统教学瓶颈提供方案。在此融合下既能强化理解知识，又可以提升学科能力，为教学革新注人动力。未来，教师需不断深化实践探索，优化融合路径，为培育适应时代的化学素养奠定坚实基础，实现学科教育进阶的目标。

参考文献：

[1]范宗山，刘魁．高阶思维培养下的高中化学数字化实验教学实践[J].智力，2025，（03）：138-140.

[2]贾瑶瑶．高中化学融合数字化实验大单元教学实践研究J].青海教育，2024，（06）：35.

课题名称：数字化实验在高中化学教学中的应用研究课题批准号：NMKY14520018课题类别：内蒙古自治区教学研究室教学专项课题研究