基于信息技术的高中化学教学研究

在教育数字化转型的浪潮中，学科教学与信息技术的融合已从“选择项”变为“必答题”。高中化学作为一门兼具理论抽象性与实验操作性的学科，其教学改革更需要技术赋能。传统课堂中，教师难以用板书呈现可逆反应的动态平衡，学生难以通过课本理解有机合成的复杂路径，而虚拟仿真、线上资源共享、远程协同等技术手段，正为这些教学难点提供新的解法。

一、借助虚拟仿真技术还原化学实验细节，深化学生对实验原理的具象认知

从认知心理学视角看，虚拟仿真技术契合双重编码理论，既通过实验现象的动态影像实现视觉表征，又借助操作反馈形成动作表征，两种编码系统的协同作用能强化记忆痕迹。对于化学实验中如电子转移、化学键断裂等微观过程，传统教学依赖静态图示和语言描述，易造成学生认知断层。而虚拟仿真构建的沉浸式环境，允许学生通过分步操作、参数调控等交互行为，将抽象的化学符号与具象的实验现象建立联结。这种学习过程既符合皮亚杰认知发展理论中的“同化 - 顺应”机制，让学生在原有知识体系基础上重构对实验原理的认知，又通过即时反馈降低认知冲突带来的焦虑，使学习者能聚焦于核心概念的理解，而非被实验操作的复杂性或危险性分散注意力【1】。

在人教版高中化学必修一“钠及其化合物”教学中，虚拟仿真软件可设置多维度交互模块。学生除基础操作外，还能通过“微观透视”功能观察钠原子与水分子碰撞时电子云的变化，实时标注出 H₂O 分子中氢氧键的断裂位点；调节“慢放模式”逐帧解析钠熔化成小球的热力学过程，结合能量变化曲线理解反应放热的本质。当学生尝试改变实验条件，如将蒸馏水替换为饱和食盐水时，软件会同步显示反应速率的变化及氯化钠晶体析出的微观模拟。系统还设置“错误操作预警”，当模拟钠块体积超过安全阈值时，会弹出爆炸风险提示并回溯反应机理，帮助学生理解实验规范的化学原理。通过这种多感官、可调控的虚拟体验，学生能系统把握“浮、熔、游、响、红”现象背后的电子转移、能量变化等深层逻辑。

二、构建线上共享资源库整合多元教学素材，拓宽学生的化学知识获取渠道

联通主义学习理论认为，知识存在于网络节点的连接中，学习的本质是建立并优化这些连接。线上共享资源库通过整合微课、动画、文献等多元素材，构建了多维度的知识网络。不同资源如同一个个节点，学生可根据自身认知节奏自由选择连接路径，比如基础薄弱的学生先通过微课夯实概念，学有余力的学生借助文献探索前沿应用，这种差异化路径符合维果茨基“最近发展区”理论，能让每个学生在适宜的挑战中进阶【2】。

针对人教版高中化学必修二“化学反应的速率与限度”，线上共享资源库可细化为“阶梯式资源矩阵”。基础层包含 3 分钟微视频拆解“浓度对反应速率的影响”等核心考点，搭配动态思维导图梳理知识点关联；进阶层嵌入工业合成氨的工厂实景录像，附带着名化工专家的访谈片段解析反应条件优化思路；拓展层链接《化学进展》中关于光催化反应速率调控的最新研究论文，并配有教师批注的重点解读。学生利用资源库的“学习路径推荐”功能，系统会根据课前测试结果推送适配资源：对“可逆反应平衡移动”理解困难的学生，优先获得动画演示 + 错题精讲的组合包；想深入探究的学生则收到“实验室模拟合成氨”虚拟实验链接。课后讨论区的热门问题还会被自动汇总成“疑难点微课”，形成资源库的动态生长机制。

三、开展基于视频会议的跨校协同教学活动，促进化学教学经验与资源的交流

社会建构主义理论认为，知识的建构源于社会互动中的协商与共识，视频会议支撑的跨校协同教学正是这一理论的实践延伸。不同学校的师生带着差异化的教学理念、认知视角和实践经验进入协同场景，形成多元思维的碰撞场域。教师层面，优质校的探究式教学方法与基础校的扎实讲解模式相互借鉴，通过“同课异构”研讨实现教学策略的优化；学生层面，城乡学子围绕化学问题展开辩论时，地域差异带来的生活经验差异（如工业污染认知、资源利用习惯）会转化为理解化学原理的多元路径。这种互动突破了传统课堂的封闭性，使教学资源从“校际壁垒”的禁锢中释放，形成动态流动的知识生态。从教育公平视角看，协同教学让薄弱校学生接触到优质师资与前沿资源，通过“能力支架”的共享缩小认知差距，最终在更大范围内实现化学教育质量的均衡提升。

在人教版高中化学选择性必修三“有机化合物”跨校协同教学中，三所学校构建“阶梯式互动”模式。A 校教师通过视频直播展示“逆合成分析法”的思维导图构建过程后，B 校教师结合当地生物质资源开发案例，补充“绿色合成路线”的设计思路；C 校学生则用分子结构模型动画演示合成路径，引发跨校讨论。分组环节设置“虚拟实验室”共享平台，各校学生在线协作设计“乙烯合成乙酸乙酯”的微型实验方案，A 校提供精密仪器操作视频，B 校分享低成本实验替代方案，系统自动汇总所有创意形成“合成路线数据库”。课后，三校教师联合录制“难点突破”微课，融合各校教学优势，让协同成果沉淀为可复用的教学资源，实现从单次互动到长效共享的升级。

四、结语

信息技术为高中化学教学注入的不仅是工具革新，更是认知方式与教学形态的重塑。虚拟仿真让微观世界的化学变化从抽象符号变为可操作的动态过程，线上资源库使个性化学习从理想变为现实，跨校协同则让优质教学经验突破校际围墙形成共享生态。这些实践不仅解决了传统教学中实验安全、资源不均等难题，更在潜移默化中培养了学生的科学探究能力与合作思维。

参考文献

[1] 刘海荣 . 高中化学教学和现代信息技术的融合措施分析 [J].高考 ,2024,(02):56-59.

[2]刘保荣. 基于信息技术优化高中化学实验教学的策略研究[J].教育界 ,2023,(36):20-22.