县域高中数字化技术与高中化学实验融合的现状与解决策略

引言：

教育信息化浪潮深刻重塑着学科教学形态，数字化技术为高中化学实验教学注入了前所未有的创新活力。对于资源禀赋相对薄弱的县域高中而言，有效整合数字化技术，不仅是提升实验教学效能的迫切需要，更是培养学生科学探究能力与核心素养的关键契机。然而，审视当下县域实践，数字化技术与高中化学实验融合，仍面临资源配置不均、应用能力不足、适配性欠缺等多重结构性挑战，亟待系统化解决路径。

一、县域高中数字化技术与高中化学实验融合的现状

（一）技术基础设施建设不足

当前县域高中的实验室设备配置仍以传统实验器材为主，数字化设备普遍匮乏。虽然有的学校已配备基础数字化仪器如温度传感器、pH 计等，但设备数量严重不足，通常一个教学班仅能分配到 2-3 台设备，难以满足分组实验需求。设备维护问题突出，多数学校缺乏专业技术人员，导致设备故障后长期闲置。网络基础设施薄弱，多数学校采用民用级宽带，在集中使用虚拟实验平台时经常出现网络延迟，严重影响教学效果。

（二）教师数字素养有待提高

县域高中化学教师队伍存在明显的数字技能断层。资深教师虽具备扎实的学科功底，但对数字化教学工具掌握不足，一些教师甚至无法独立完成基础软件安装。青年教师虽具备设备操作能力，但缺乏将技术与教学内容有机融合的教学设计能力。现有培训体系存在明显缺陷，培训内容浅显、课时不足，难以形成持续性的能力提升。

（三）实验资源匮乏

县域中学现有采购预算仅能支持基础功能的教学软件，这类产品通常仅包含少量演示实验，难以覆盖课程标准要求的全部实验内容。网络平台虽提供大量免费教学资源，但存在两大突出问题：一是经济发达地区学校开发的资源难度梯度设置偏高，二是个人上传资源的质量缺乏专业把关。教师需要投入大量时间进行资源筛选和适应性改造。校本资源开发工作推进困难，主要受限于兼具教学能力和信息技术开发能力的复合型人才短缺，以及专项开发经费和设备不足。这种资源缺口导致课程标准中明确要求的数字化实验教学难以有效实施。

（四）学生使用体验不佳

有的实验软件人机交互界面设计复杂，操作控件布局不合理，学生需要耗费大量课堂时间熟悉基本操作流程。设备测量精度不稳定现象频发，同条件实验数据重现性差，影响实验教学的科学性。虚拟实验环境存在沉浸感不足的问题，学生普遍反映其难以替代传统实验的实操体验，特别是在仪器调试、现象观察等需要实际动手操作的环节表现尤为突出。这种体验缺陷导致部分学生对数字化实验方式产生抵触情绪，更倾向于选择传统的教师演示实验模式。

二、县域中学化学实验教学与信息技术融合的创新实践

（一）加强技术基础设施建设

学校应该优先购置一些基础的数字化设备，比如能自动记录数据的温度计、pH 计，还有能把实验现象放大的投影设备。这些不需要一步到位买最高级的，但至少要保证每个实验室有 3-5 套能正常使用的设备。网络问题也很关键，现在很多在线实验资源都需要稳定快速的网络支持，但县城的学校网络经常卡顿。可以考虑给实验室单独拉一条专线，或者升级现有的校园网络设备。维护保养容易被忽视，建议学校固定一个老师负责设备管理，定期检查维护，建立简单的使用登记制度。智能控制系统可以先从基础做起，比如安装温湿度监控、危险气体报警这些实用的功能，不必一开始就追求全自动化。

（二）提升教师数字素养

培训要讲究实用性，最好能分层次进行。可以先从最基础的开关机、连接设备教起，然后逐步过渡到软件操作和数据采集。培训时间不宜过长，每次1-2小时比较合适，安排在学期中间的空闲时段。培训内容要贴近老师们的实际教学需求，比如怎么用传感器测量反应速率，如何用软件模拟危险实验。除了集中培训，建议建立线上交流群，让老师们随时提问讨论。教研活动可以多安排数字化教学的观摩课，让有经验的老师现场示范。对于积极参与数字化教学的老师，学校可以给予适当的奖励，比如优先评优评先。同时鼓励老师们从简单的数字化实验开始尝试，慢慢积累经验，不必一开始就追求复杂的创新。

（三）丰富实验资源

县城高中在购买实验软件时，要特别注意实用性。现在市面上有不少化学实验软件，有的太贵，有的又太简单。建议学校优先选择那些能覆盖教材主要实验内容的软件，比如包含人教版 (2019) 必修和选修教材中 80% 以上实验的软件包。老师们可以根据实际教学需求，把一些重点实验做成短视频或者动画课件。这些资源不需要多精美，关键是要把实验要点讲清楚。比如电解饱和食盐水的实验，可以拍个短视频展示电极上气泡产生的过程，配上简单的文字说明。学校可以建立一个共享文件夹，把老师们制作的这些资源都放进去，方便大家互相借鉴。另外，现在网上有不少免费的实验资源，比如一些师范院校分享的实验视频，质量都还不错。建议安排几位老师专门负责收集整理这些资源，去掉那些不合适的，把好的资源分类保存。

（四）优化学生使用体验

学生在使用数字化实验工具时，最怕遇到复杂的操作界面。建议学校在选择软件时，先让几位学生试用一下，看看他们能不能在10 分钟内掌握基本操作。那些需要太多步骤才能完成一个简单实验的软件，最好不要买。实验设备的稳定性也很重要，特别是传感器这类精密仪器，要定期检查校准。比如 pH 传感器如果长时间不用，测量值就会不准，需要定期用标准液校准。老师们在设计数字化实验时，可以多安排一些互动环节。比如让学生分组比赛，看哪组测得的数据最准确；或者设计一些小任务，让学生在完成实验后回答几个相关问题。最重要的是要把数字化实验和动手实验结合起来。可以先让学生动手做一遍传统实验，再用数字化设备重复一次，对比两种方法的结果。

结论

县域高中数字化技术与高中化学实验的融合是一个系统工程，需要从技术基础设施建设、教师数字素养提升、实验资源丰富和学生使用体验优化等多个方面入手。通过这些策略的实施，可以有效改善当前的融合现状，提高化学实验教学的质量和效果，促进县域高中的教育现代化发展。

参考文献：

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