数字化背景下初中化学实验教学优化策略探讨

数字化背景下初中化学实验教学优化策略探讨

朱琅

内江市第六中学   641000

摘要：本文探讨了在数字化背景下初中化学实验教学的优化策略。首先分析了传统实验教学所面临的挑战，包括资源受限、学生参与度不高和评价方式单一等问题。随后提出了利用虚拟实验平台、项目化学习和智能化评价系统等策略进行教学优化的思路。这些策略有望弥补实验资源不足、提高学生学习积极性和实验能力，并为教师提供更全面的评估依据。最后强调了数字化教学的不断探索与实践的重要性，以期为学生提供更优质的教育资源和学习环境。

关键词：数字化背景下；初中化学；实验教学

引言：在数字化时代的浪潮下，教育领域也在不断变革。初中化学实验教学作为培养学生科学素养和实践能力的重要环节，也需要与时俱进，借助数字化手段进行优化。本文将探讨在数字化背景下初中化学实验教学的优化策略，旨在提高学生的学习效果和实验体验。

一、数字化背景下的教学挑战

（一）资源受限

资源受限是传统实验教学面临的重要问题。学校缺乏足够的实验设备和化学药品，这限制了学生进行实际操作的机会[1]。由于缺乏实践经验，学生往往难以将理论知识应用到实际中，导致他们对化学科学的理解和兴趣受到削弱。这种局面使得学生难以全面发展实验技能，也限制了他们对科学探索的积极性。

（二）学生参与度不高

学生参与度不高是传统实验教学的一个显著问题。在传统教学模式下，学生往往处于被动接受知识的状态，而教师则扮演主导角色。学生缺乏积极的参与和实践操作的机会，他们仅仅是被动地接受教师的指导，难以发挥自己的主动性和创造性。这种单向传授的教学模式无法激发学生的学习兴趣和动手能力，也限制了他们在实验中的体验和学习效果。因此，需要采取措施改变这种局面，促进学生的积极参与和主动学习，以提高实验教学的效果和学生的学习体验。

（三）评价方式单一

传统实验教学的评价方式存在单一化的问题，通常只以实验报告或成绩作为评价标准，这种评价方式无法全面评估学生的实验能力和科学素养。评价重点仅限于学生的结果，忽视了实验过程中的思考、探究能力以及科学方法的运用。这样的评价方式可能无法有效地反映学生在实验中的真实水平，也难以激发学生对实验的积极性和主动性。

二、数字化背景下的教学优化策略

（一）利用数字化技术建设虚拟实验平台

随着数字化技术的发展，建设虚拟实验平台成为优化初中化学实验教学的重要途径。通过虚拟实验平台，学生可以在任何时间、任何地点进行实验操作，无需受制于实验设备和化学药品的限制。这为学生提供了更加灵活和便捷的学习方式，弥补了实验资源不足的问题。同时，虚拟实验平台还可以模拟各种实验场景，提供更加直观、生动的实验体验，激发学生的学习兴趣和好奇心。以初中化学教材中的《酸碱中和反应》为例：借助虚拟实验平台，学生们可以在电脑或平板电脑上进行模拟实验，可以使用虚拟试管和溶液，调配不同浓度的酸和碱溶液进行中和反应。通过实验过程的模拟，学生可以观察到溶液颜色的变化、溶液 pH 值的变化等实验现象，从而更直观地理解酸碱中和反应的原理。此外，虚拟实验平台还可以提供实验操作的指导和提示，帮助学生更好地掌握实验技巧。通过虚拟实验，学生不受时间和空间的限制，可以反复进行实验操作，加深对实验原理的理解[2]。因此，虚拟实验平台为学生提供了更加灵活和便捷的学习方式，丰富了实验教学的内容，激发了学生的学习兴趣和探究欲望。

（二）采用项目化学习和合作学习的模式

项目化学习和合作学习模式能够有效提高学生的参与度和学习效果。通过项目化学习，学生可以参与实验设计、数据收集和结果分析的全过程，培养其解决问题和合作能力。此外，合作学习可以促进学生之间的交流与合作，激发团队合作精神，提高学生的学习积极性和主动性。以初中化学教材中的《探究金属的性质》为例，学生可以选择不同金属，如铁、铜和铝，探究它们的导电性、硬度和延展性等性质。每个小组负责设计实验方案、准备实验材料、进行实验操作和收集数据。通过合作学习，学生之间可以相互讨论和交流，分享实验经验和观察结果，共同解决实验中遇到的问题。在实验过程中，学生们可以记录实验数据，比如各种金属导电性的测量数值、硬度测试结果等。通过数据分析和结果讨论，学生们可以发现不同金属的特性差异，理解金属性质背后的科学原理。这种项目化学习和合作学习模式不仅提高了学生的参与度和学习效果，还培养了他们的解决问题和合作能力，激发了团队合作精神，促进了学生的学习积极性和主动性。

（三）结合人工智能技术开发智能化的实验评价系统

借助人工智能技术，开发智能化的实验评价系统可以实现对学生实验过程的全程监控和评价。这种系统可以自动记录学生的实验操作，分析其实验过程中的问题和错误，并及时给予反馈和指导。通过对学生实验操作的智能化评价，教师可以更加全面地了解学生的实验能力和科学素养水平，为其提供个性化的指导和帮助。举例来说：通过借助智能化的实验评价系统，教师可以实现对学生实验过程的全程监控和评价。在进行《氧气的实验室制取与性质》实验时，系统可以自动记录学生的操作步骤、使用的实验仪器和化学药品，以及实验操作的时间和次数。系统还可以分析学生实验过程中的问题和错误，比如操作失误、实验结果异常等，并及时给予反馈和指导。此外，系统还可以根据学生的实验表现，为教师提供全面的评估数据，包括学生的实验能力、操作技巧和科学素养水平等方面的评价

[3]。通过智能化的实验评价系统，教师可以更加客观和准确地了解学生的实验能力和学习水平，为其提供个性化的指导和帮助。这种系统不仅提高了评价的效率和准确性，也促进了教学的个性化和差异化。因此，智能化的实验评价系统为初中化学实验教学带来了新的可能性，有助于提升学生的学习体验和实验技能。

总结：数字化背景下初中化学实验教学的优化，是当前教育改革的重要课题。通过利用数字化技术，我们可以打破传统教学的局限，提高学生的学习效果和实验体验。然而，数字化教学并非一蹴而就，需要教育者不断探索和实践，以期为学生提供更加优质的教育资源和学习环境。

参考文献：

[1]彭侠.数字化实验设计在初中化学教学中的应用[J].天天爱科学(教学研究), 2023(2):76-78.

[2]陈柳竹.数字化实验应用于初中化学教学的案例整合和实践研究[J].爱情婚姻家庭:教育观察, 2021(8):1.

[3]马世奇.浅析初中化学数字化实验教学策略[J].读与写：上旬, 2021(5):1.