科技赋能实验课堂

摘要：在信息技术呈爆炸式进步的当下，数字化工具于教育范畴的运用愈发普遍。化学身为一门以实验作为根基的自然学科，在高中教育体系里占据着关键的学科位置。但传统的化学实验教学模式，常常无法契合学生多元化的学习需求。基于此，本文旨在探讨高中化学教学中数字化工具的应用策略。

关键词：数字化工具；高中化学；实验教学

引言：随着信息技术在教学活动中的广泛使用，现代化的手段给高中化学教学注入了新的发展活力，在实验教学中使学习活动超越了时间和空间，使老师在教学的同时可以采取更多的教学形式和教学素材，那么如何借助信息技术中的现代化手段来重新打造化学实验室课堂教学，也成为新时期的教学活动改革的重点。

一、推动优质数字资源共建共享

数字化时代的教育资源与传播方式不同以往，为资源共享提供了方便的途径。高校、科研单位和一线教师都有着其自身的优势：高校有着长期的专业基础及教学研究基础，科研单位有最新的技术手段及相应的理论研究成果，一线教师有直接的、切身的实际感受，三者合力来开发教学资源，则各取所需，产出的资源在有较高的学术价值及适用实际教学需要、切合教学大纲规定等方面不受影响。

首先是建立资源库。这种资源库是各教学资源共同的存储和管理中心。这种数据库要满足建立多个同类资源时避免“重复建设”、重复工作、资源冗余等现象，这同时也有利于各资源的规范管理，需要制定统一的资源格式标准和技术标准，不同类型、来自不同区域的资源可以在同一平台上实现无阻式对接和良好运行。其次，要进一步建立起资源的审核制度，对各种进入资源库的资源质量负责，做到入库后各资源共享平台能真正服务于教育教学活动。

充分调动各校及个人参与资源共建共享的积极性，需要健全共建共享的利益分配机制和评价体系，对做出贡献的单位及人员，进行奖励（颁发荣誉证书、奖励资金、专业提升机会等）。

二、注重虚实结合，打造融合式实验课堂

虚拟实验作为一种安全、快捷、可反复实验，尤其是对于操作难度高、费用昂贵且危险性大等实验都有着重要的补充意义。但实际的动手实验还是有着无法替代的价值，开展虚拟仿真学习，更好的掌握实验原理，而当真实开展实验的时候又能够体会到真实的实验感觉，综合改善并提高实验学习的整体实验能力。也能够实现优化实验教学资源并更好地适应各类学生的学习需求的教育模式。

就《物质及其变化》来说，利用虚拟实验和真实实验相互结合的方式，不仅可以对相关知识进行丰富，而且还可以对学生的认知与实操能力进行增强。例如利用虚拟实验中的模拟软件模拟出复杂的实验过程，让学生在保障自身安全、实验条件可控的情况下分析一些知识，比如酸碱中和滴定实验、化学氧化还原实验等。虽然虚拟实验可以为实验学习中所涉及到的某些抽象知识提供更直观的表现形式，但它们始终无法取代在真正意义上进行实验。因此，利用真实实验环节可以让学生们真正动手触摸仪器、观察实验现象，这样才可以对他们的动手能力、操作能力进行提升。

实操混合课堂教学需要教师应用恰当的教学方法，从虚拟中到现实中，再由现实反观虚拟模型的准确性和不足。如完成一定数量有关溶液浓度与pH之间关系的虚拟实验后，让学生自己动手配置一定浓度的酸碱性溶液测实其pH值，比较实验结果与模拟预估误差，以培养批判性思维[1]。

三、探索AI与大数据驱动的个性化教学模式

基于人工智能对学生学习轨迹大数据挖掘可以准确分析出学生对知识点的掌握程度、学习习惯与规律，形成对学习者的画像，继而实现对学生学习内容的智能化个性化推荐与引导，符合不同学生的学习速度和学习习惯，有利于帮助学生优化学习动力与自信心，真正实现“以学生为中心”，促进教育公平和教育质量的提高，更好地体现人工智能的应用价值。

以《金属材料》为例，利用人工智能，系统可以时时记录学生学习过程的数据信息，如每个知识点的掌握状况、答题准确率、学习时间等，构建学生的“画像”。分析每一个学生的学习习惯和短板，如学生在合金组成和性能的关系、金属腐蚀规律等相关概念和原理中的理解偏误或者知识点的不掌握问题，再根据不同学生实际的优缺点，精准地推送学习资源和练习，如对于理解能力较差的学生推送微课讲解视频，对于学生掌握较好的推送拓展实验设计方案的练习题，让不同程度的学生处在适合自己的学习路径中，并得到相应锻炼，也就是真正的因材施教，个性化发展[2]。

结论：综上所述，数字化教学为高中化学实验课堂的开展增添了新的生机，进一步降低了实验教学的风险，增加了学习的趣味性，并且为学习者提供更多、更灵活、更高效的学习方式。可以预见的是，随着人工智能、物联网、区块链等新兴技术的不断发展，数字化教学会拥有更加广阔的前景，在不断探索和创新中将真正发挥科技支撑和加持教育的作用，让更多的学习者实现学习高质量化发展。

参考文献：

[1]陈小红.数字化工具在高中化学实验教学中的应用[J].中学课程辅导，2025，（12）：111-113.

[2]赵光义.高中化学教学数字化协同育人实践研究[J].中国多媒体与网络教学学报（下旬刊），2024，（01）：120-122.