NOBOOK软件在初中化学实验教学中的应用 论文

NOBOOK软件在初中化学实验教学中的应用—以“氧气”为例

—摘要：化学是一门以实验为基础的学科，实验教学作为化学教学的重要组成部分，

是初中化学教学很好的拓展和延伸。本文结合教学实践对在新时代信息化和新一轮新冠疫情防控常态化背景下，以“氧气”一节为例，就如何应用NOBOOK软件应用化学实

验教学发展学生核心素养，充分发挥化学学科立德树人价值导向进行了探讨。关键词：初中化学，NOBOOK，虚拟实验，氧气

引言：新时代背景下的初中化学教学，学生核心素养的培养是落实立德树人根本任务。化学是以实验为基础的自然科学，实验教学是提升学生科学素养的重要途径，实

验教学运用得当，有利于培养学生的操作实验、设计实验的能力，有助于核心素养的发展。2021年新一轮新冠疫情来势汹汹，中小学线上学科教学成为常态化。在信息技术手

段与学科教学的融合不断加深的背景下，NOBOOK等虚拟仿真实验软件应运而生，作为实验教学的重要组成部分，越来越受到关注并逐步进入化学课堂。

一、NOBOOK软件简介NOBOOK虚拟实验室（简称NB实验）是北京乐步教育科技有限公司开发的一款

软件，支持

Windows

系统，支持电脑、平板、手机等多终端平台，也可在线使用。可以帮助实现实验的全部操作，通过虚拟仿真、3D效果、自由交互既可以虚拟操作实验，

又可以立体直观即时观察到实验现象，使抽象难理解的知识点能够立体多维呈现，真实还原了实验过程。NB虚拟仿真实验软件几乎涵盖初高中近200个经典实验，充分满足演

示实验、探究实验、验证实验等多种实验类型，便于记录分析实验数据、总结实验现象、概括实验规律。便于在有限的时间内普遍地变换随机数据，将知识显性化，激发学生学

习动机，高效培养学生动手能力。NB实验直观的实验现象能够有效激起学生学习兴趣，激发学生学习的内在动力。NB实验资源丰富，实验目的、原理、器材、步骤一目了然，

实验过程条理清晰。师生可随时随地打开软件进行实验探究，有利于教师解决教学中遇到的实验问题、有效提高备课效率，有利于培养学生操作能力和自主创新意识，有利于

降低实验成本杜绝安全问题。NB软件的出现解决了线上难以模拟化学实验室的功能和线下实验教学仪器、空间、时间的限制两大难题，拓展了学生科学探究空间，增强了实

验教学效果和学习效果。1

图

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NOBOOK化学虚拟实验主界面二、NOBOOK软件应用实例——氧气

1．实验背景

人教版九年级化学上册教材主要通过实验来探究氧气的化学性质，教材实验存在集气瓶储存氧气量有限，需准备多瓶氧气，学生实验时难以完成实验，铁丝燃烧操作有风

险、现象不明显，硫燃烧产生二氧化硫，不环保、不安全等诸多不足。线下线上教学时，可基于NB软件引导学生充分自主设计实验，实验现象明显，有充足时间观察、记录实

验现象，实验过程安全可靠、经济环保，大大提高了实验教学效率，增强了学习效果。．实验过程

1）建立实验装置模板。打开NB化学实验软件，依次选择打开人教版九年级上（第二单元课题2氧气实验模板，如图2所示。新建木炭、硫分别在空气和氧气里燃烧和

铁丝在氧气里燃烧模板，也可以鼓励学生自主添加酒精灯、氧气瓶、木炭、铁丝、火柴、硫等实验器材，按照实验设计自行组装，操作完成后再复位，培养学生实际操作的能力，

激发学生化学实验学习的兴趣。图

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探究氧气化学性质实验主界面

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（2）操作实验观察现象。打开木炭分别在空气和氧气里燃烧实验，如图3，学生课

前通过内置资源电子报告单，了解木炭能与氧气反应并放出热烈和在氧气中燃烧比在空气中剧烈等实验目的，观看内置视频演示，动手操作实验，做到有效预习。观察到木炭

在空气中红热但不燃烧，在氧气中燃烧、发出白光，溶液变得浑浊。图

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木炭分别在空气和氧气里燃烧实验界面

打开铁丝在氧气里燃烧实验，如图4，观察铁丝至于酒精灯上加热现象，点燃带木条的铁丝，观察木条快燃尽时伸入充满氧气的集气瓶中实验现象。学生明显观察到铁丝

变为红热状态但不燃烧，在氧气中剧烈燃烧、火星四射，瓶底有黑色固体生成。图

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铁丝在氧气里燃烧、硫在氧气里燃烧实验界面

打开硫分别在空气和氧气里燃烧实验，如图4，用药匙取少量硫，放入燃烧匙中，将燃烧匙置于酒精灯上加热，直至发生燃烧，观察实验现象，接着将燃烧匙伸入充满氧

气的集气瓶中，观察实验现象。学生易观察到硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧更加剧烈，发出蓝紫色火焰。

（3）交流论证得出结论。NB化学实验操作简单，学生可反复对木炭分别在空气和

氧气里燃烧、铁丝在氧气里燃烧、硫分别在空气和氧气里燃烧进行仿真体验，学生在实3

验的过程中体会到集气瓶中的氧气数量是有限的，真实还原了点燃酒精灯、熄灭酒精灯、药品取量、瓶盖倒放等传统实验中需要注意的细节，体会虚拟实验的真实性。虚拟实验

耗时短，学生有充足的时间观察、分析、总结、验证，有的同学得出可燃物在氧气中比在空气中燃烧要剧烈，有的同学总结出某些在空气中不能燃烧的物质，在氧气中能燃烧，

说明氧气的化学性质较活泼，有的同学认为物质在空气中燃烧，其实是与空气中的氧气发生反应，由于空气中氧气的含量较少，因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈，即物质

燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关等等。经过交流总结得出氧气的化学性质是：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以与金属、非金属、化合物等多种特物质发生氧化

反应，具有氧化性，其表现为缓慢氧化、烧、爆等。空气中可燃烧的物质，在氧气中燃烧得更剧烈，而某些在空气中不燃烧的物质，在氧气中也可以发生燃烧。

三、NOBOOK软件应用的几点建议1．注重与教学实际相结合

NOBOOK软件使课堂具有更强的交互性，提升了教师备课和课堂教学效率，有效解决了疫情防控期间实验教学问题，实验成本低效率高安全可靠，但也存在实验高度理

想化真实性不够等不足，虚拟实验的设计与使用应服务于教学，作为辅助教学的工具，应立足于整体教学目标对实验的要求，把握实验教学应遵循的基本要求。在传统实验学

生难以实现时，使用实验现象更明显直观、易于观察的NB虚拟实验，往往取得良好教学效果，切忌盲目追求使用新技术。

2．注重与教师备课相结合

NB实验可成为教师备课有力助手。化学实验玻璃制品多、药品多，备课往往耗时长、效率低，NB实验支持在线自由设计课件，随时随地备课、研课，便于准确把握实验时间、

与教学相契合，思考学生操作时可能存在的问题，提高自身教科研能力。使理想实验成为可能，并可发挥想象自主设计组装实验，完成实验探究的同时还有充足的时间完成探

究后的交流研讨，增大了课堂容量，促进课堂教学进一步改革，提高课堂教学质量。3．注重与传统实验相结合

NOBOOK软件从内容设计到课堂运用，应服务教学内容，有效发挥其辅助教学的作用。要充分利用内置资源，提升课前课中课后教学效果。充分做好与传统实验教学有

机结合，激发课堂教学的活力。在面对一些难度较大、精度要求较高传统实验时，NB实验效果好、效率高，如试验物质的导电性、金属的物理性质和某些化学性质等。仿真

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实验往往不仅可以检验传统实验结果又可以指导传统实验，实验效果往往等同于甚至高于传统实验效果。

新时代背景下，信息技术已是学科教学必不可少的一部分，已经是中小学教师应具备的基本能力，虚拟实验逐渐成为化学实验教学的一种非常必要的、重要的辅助手段。

刚开始用NB软件，界面清晰、操作简单，真正用好其实需要不断的实践，可以说是对教师的专业知识、综合素质的整体考验。NB软件设计和应用的过程在提高实验教学效

果、促进学生理解和巩固知识、发挥主观能动性、发展学生学科核心素养等方面有着积极而深远的意义。如何积极运用虚拟仿真实验，提高实验教学质量，有效服务于学科教

学，是每一位教育工作者需要思考的问题。参考文献

[1]任春华：《虚拟实验在初中化学教学中的运用》，《山西教育》2020年第11期，71-72。[2]张天伟：《虚拟实验在初