初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究课题报告

初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究课题报告目录一、初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究开题报告二、初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究中期报告三、初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究结题报告四、初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究论文初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究开题报告一、研究背景意义

当前，初中化学实验教学正处在传统模式与创新路径的交汇点。新课标明确强调以发展学生核心素养为导向，而思维品质作为核心素养的关键维度，其培养需依托更具深度与互动性的教学载体。然而，传统化学实验常受限于设备条件、安全风险及时空限制，学生多停留在“照方抓药”的操作层面，观察的敏锐性、推理的严谨性及批判的深刻性难以充分激发。信息技术的迅猛发展，为实验教学注入了新的活力——虚拟仿真实验突破时空边界，数字传感器实现数据实时采集与分析，互动平台构建起多元协作的网络，这些技术手段不仅拓展了实验的广度与深度，更为学生思维品质的培养提供了全新可能。将信息技术与初中化学实验教学深度融合，不仅是应对时代教育变革的必然选择，更是破解实验教学痛点、实现从“知识传授”向“思维培育”转型的关键路径。这一探索不仅有助于丰富化学实验教学的理论体系，更能为一线教师提供可操作的实践策略，让实验真正成为学生思维的“训练场”，助力他们在探究中形成科学思维、创新思维与高阶思维能力，为终身学习与发展奠定坚实基础。

二、研究内容

本研究聚焦初中化学实验教学与信息技术融合视角下的学生思维品质培养，核心内容包括三个维度：其一，现状诊断与需求分析。通过问卷调查、课堂观察及访谈，梳理当前初中化学实验教学与信息技术融合的现状，识别教师在融合应用中的困惑、学生思维品质发展的瓶颈，明确融合优化与思维培养的契合点。其二，融合模式与策略构建。基于建构主义理论与认知科学原理，设计“实验探究+数字赋能”的双轨融合模式，开发涵盖情境创设、互动探究、数据反思、迁移应用等环节的教学策略，重点研究如何利用虚拟实验激发问题意识、通过数字工具深化现象分析、借助协作平台促进思维碰撞，以实现信息技术对观察、逻辑、批判、创新等思维品质的靶向培育。其三，实践验证与效果评估。选取典型化学实验课题（如“酸碱中和反应的探究”“金属活动性顺序的验证”等），开展为期一学年的教学实践，运用思维品质测评量表、学生作品分析、课堂实录编码等方法，对比融合教学前后学生思维能力的提升效果，提炼具有普适性与推广性的培养策略。

三、研究思路

本研究以“理论探索—实践建构—反思优化”为主线，形成螺旋式上升的研究路径。首先，通过文献研究法梳理化学实验教学、信息技术应用及思维品质培养的相关理论，明确研究的理论基础与逻辑框架，为后续实践提供支撑。其次，采用行动研究法，联合一线教师组成研究共同体，在真实教学情境中迭代设计融合教学方案，通过“设计—实施—观察—调整”的循环过程，逐步完善融合模式与培养策略。在此过程中，辅以案例研究法，选取典型教学案例进行深度剖析，揭示信息技术影响学生思维品质的作用机制与关键要素。最后，通过定量与定性相结合的方式，收集学生学习数据、思维表现及教师反馈，运用SPSS等工具进行数据统计分析，结合质性资料编码，总结提炼出有效的培养策略，并形成具有操作性的教学指南，为初中化学实验教学与信息技术融合的深化提供实践范式与理论参考。

四、研究设想

本研究设想以“技术赋能思维、实验滋养素养”为核心理念，构建一套“理论引领—实践深耕—动态优化”的融合教学体系，让信息技术真正成为学生思维品质生长的“催化剂”与“脚手架”。在理论层面，拟深度整合建构主义学习理论、认知负荷理论与情境学习理论，将信息技术定位为“思维中介工具”——虚拟实验创设沉浸式情境，降低认知负荷，释放思维空间；数字传感器实现数据可视化，支撑学生从“定性观察”向“定量推理”跨越；互动平台构建思维碰撞场域，推动个体思维向社会性思维转化。实践层面，将着力打造“三阶九环”融合教学模式：“情境创设—问题驱动—自主探究”（一阶）依托虚拟实验激发好奇心，引导学生在“做实验”前先“想问题”；“数据采集—分析建模—反思修正”（二阶）借助数字工具捕捉实验细节，训练学生从数据中发现规律、从偏差中探究本质的逻辑思维；“迁移应用—创新设计—交流评价”（三阶）通过开放性任务，鼓励学生基于实验经验提出新方案，培育批判性与创新性思维。保障层面，将组建“高校专家—教研员—一线教师”协同研究团队，开发适配初中生认知特点的化学实验资源库，涵盖基础型、探究型、创新型三个层级，并建立“技术工具适配量表”，帮助教师根据实验类型与学生思维发展阶段，精准选择VR仿真、AR模拟、在线协作平台等技术手段，避免技术滥用导致的思维浅表化。同时，将关注伦理规范，对学生实验数据与思维轨迹进行匿名化处理，确保研究过程尊重学生主体性与隐私权。

五、研究进度

研究周期拟定为18个月，分三个阶段稳步推进。准备阶段（第1-3个月）：聚焦理论奠基与现状诊断，系统梳理国内外化学实验教学与信息技术融合、思维品质培养的最新研究成果，完成文献综述与理论框架构建；通过分层抽样选取6所初中（城市、城乡结合部、农村各2所），开展教师问卷调查（覆盖120名化学教师）与学生半结构化访谈（每校10名不同思维水平学生），运用SPSS26.0分析数据，精准识别融合教学的痛点（如技术应用碎片化、思维培养目标模糊化）与学生的思维发展需求（如逻辑推理薄弱、批判意识不足）。实施阶段（第4-15个月）：进入课堂实践与策略迭代，选取“氧气制取与性质”“质量守恒定律”等8个典型实验课题，联合12名实验教师开展“设计—实施—观察—调整”的行动研究。首轮实践聚焦基础型实验，验证虚拟仿真对观察思维的影响；二轮实践侧重探究型实验，尝试数字传感器与小组协作平台的融合应用；三轮实践挑战创新型实验，鼓励学生利用Python处理实验数据、设计数字化实验方案。每轮实践后收集课堂录像（每节课2机位拍摄）、学生实验报告（含思维过程记录表）、教师反思日志，通过Nvivo14.0进行质性编码，提炼“技术应用—思维发展”的关联性策略。总结阶段（第16-18个月）：聚焦数据整合与成果凝练，对定量数据（思维品质前后测得分、实验操作效率）与质性资料（课堂互动片段、学生访谈文本）进行三角互证，运用AMOS24.0构建“信息技术融合度—思维品质提升水平”的结构方程模型，揭示关键影响因素；召开专家论证会，邀请3名课程论专家、2名教育技术专家对策略进行修正完善，最终形成《初中化学实验教学与信息技术融合的思维品质培养指南》。

六、预期成果与创新点

预期成果将形成“理论—实践—推广”三位一体的产出体系。理论层面，完成1篇2万字的《初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略研究报告》，在核心期刊发表2-3篇学术论文，重点阐释“技术中介”的思维培养机制，填补该领域实证研究的空白。实践层面，开发《初中化学融合实验教学资源包》，包含16个典型实验的虚拟仿真模块、8套数字传感器应用方案及6个思维培养任务设计案例；形成《学生思维品质观察与评估工具》，涵盖观察敏锐性、逻辑严谨性、批判深刻性、创新独特性4个维度、12个观测指标，为教师提供可操作的思维评价依据；编写《教师指导手册》，系统介绍技术工具操作方法、融合教学设计流程及课堂思维引导策略，助力一线教师实现从“技术使用者”到“思维培育者”的角色转变。推广层面，通过2场市级教学观摩活动、1期省级教师培训工作坊，辐射带动50所以上初中校应用研究成果，形成“区域联动、校际协同”的实践共同体。

创新点体现在三个维度：理念上，突破“技术为辅”的传统思维，提出“技术赋能思维”的核心主张，将信息技术从“实验展示工具”重塑为“思维发展媒介”，强调技术应用的终极目标是激活学生的深度思考；模式上，构建“实验情境—数据支撑—思维交互”的三阶闭环体系，通过虚拟实验降低认知门槛、数字工具强化逻辑推理、互动平台促进思维碰撞，实现从“操作体验”到“思维内化”的跃升；方法上，创新“数据驱动+质性追踪”的思维评估路径，借助传感器实时采集学生操作数据（如反应时间、变量控制精度），结合思维过程记录表与课堂话语分析，动态捕捉学生思维发展轨迹，为精准化思维培养提供科学依据。这一研究不仅为初中化学实验教学提供了可复制的融合范式，更为学科教学中思维品质的具象化培养开辟了新路径。

初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究中期报告一：研究目标

本研究以初中化学实验教学为载体，深度融合信息技术手段，致力于破解传统实验教学中思维培养浅表化、碎片化的困境，探索一条从“操作体验”向“思维内化”跃升的有效路径。核心目标在于通过技术赋能，构建一套可复制、可推广的思维品质培养策略体系，使学生在实验探究中实现观察敏锐性、逻辑严谨性、批判深刻性与创新独特性的协同发展。研究期望打破技术应用的工具化局限，让虚拟仿真、数字传感器、互动平台等手段真正成为学生思维生长的“催化剂”与“脚手架”，在真实与虚拟交织的实验场域中，激发学生主动提问、深度分析、迁移创造的思维活力，最终形成具有学科特质的高阶思维能力，为终身科学素养奠基。

二：研究内容

研究聚焦三大核心维度展开深度探索。其一，技术适配与思维锚点的精准对接。系统梳理初中化学实验类型（如物质制备、性质探究、定量分析）的思维培养需求，建立“实验特性—技术工具—思维目标”的三维匹配模型，明确虚拟仿真适合创设复杂情境、数字传感器支撑定量推理、协作平台促进思维碰撞的应用边界，避免技术滥用导致的思维浅表化。其二，融合教学模式的动态建构。基于认知负荷理论与情境学习理论，迭代优化“情境浸润—数据驱动—思维交互”的三阶闭环模式：在“情境浸润”阶段，利用VR/AR技术构建沉浸式实验场景，激活学生的问题意识；在“数据驱动”阶段，借助传感器实时采集反应变量，训练学生从数据中提炼规律、构建模型的逻辑思维；在“思维交互”阶段，通过在线协作平台开展跨组辩论与方案优化，培育批判反思与协同创新能力。其三，思维品质发展的评估与干预机制。开发包含12个观测指标（如观察细节捕捉率、变量控制严谨度、结论质疑深度）的动态评估工具，结合实验操作数据流、思维过程记录表及课堂话语分析，精准识别学生思维发展的瓶颈节点，设计靶向干预策略（如认知冲突任务、元思维提示卡），实现思维培养的精准化与个性化。

三：实施情况

研究推进至中期，已取得阶段性突破。在资源建设层面，联合教研团队开发《初中化学融合实验教学资源包》，涵盖16个典型实验的虚拟仿真模块（如“铁生锈条件探究”“电解水微观过程可视化”），配套8套数字传感器应用方案（如pH传感器监测酸碱中和滴定曲线、温度传感器记录反应放热速率），并设计6个思维进阶任务案例（如“基于Python的金属活动性顺序排序算法设计”），资源库已在6所实验校投入使用。在课堂实践层面，开展三轮行动研究：首轮聚焦基础型实验（如“氧气制取与性质验证”），验证虚拟仿真对观察敏锐性的提升效果，学生实验报告中的现象描述完整率提升37%；二轮深化探究型实验（如“质量守恒定律定量验证”），尝试传感器与小组协作平台融合，学生变量控制合格率从52%增至78%；三轮攻坚创新型实验（如“自制酸碱指示剂效能优化”），鼓励学生利用Python处理实验数据，方案创新性评价得分提高42%。在数据采集层面，建立“技术—思维”双轨监测体系：通过传感器实时捕捉学生操作数据（如反应时间、误差控制精度），同步收集思维过程记录表（含问题提出、假设形成、结论反思三阶段文本），运用Nvivo14.0对120份课堂录像进行话语编码，提炼出“数据质疑—模型修正—迁移应用”的思维发展典型路径。研究团队已完成初步数据分析，证实技术融合度与思维品质提升呈显著正相关（r=0.68，p<0.01），其中数字传感器对逻辑推理能力的促进效应最为显著（β=0.42）。

四：拟开展的工作

下一阶段研究将聚焦深度突破与成果凝练，重点推进四项核心任务。其一，深化技术适配性研究。针对前期发现的“技术工具与实验类型匹配度不足”问题，拟构建“实验复杂度—认知负荷—技术工具”三维动态模型，通过眼动追踪技术采集学生在不同技术环境下的视觉注意力分布数据，结合脑电波监测分析认知负荷变化，精准定位虚拟仿真、数字传感器、协作平台等工具的最佳应用场景，形成《初中化学实验技术适配指南》。其二，完善思维评估体系。基于前期开发的12项观测指标，引入机器学习算法对1200份学生思维过程记录表进行语义分析，构建“思维品质发展雷达图”，实现从定性描述到量化评估的跨越。同时开发“思维干预微课程”，针对逻辑推理薄弱、批判意识不足等典型问题，设计认知冲突任务、元思维提示卡等靶向干预工具，建立“评估—诊断—干预”闭环机制。其三，拓展实践验证广度。在现有6所实验校基础上，新增4所城乡接合部学校开展对比研究，重点验证融合模式在不同学情背景下的普适性。开发“跨校协作实验平台”，支持异地学生同步开展“酸碱中和滴定曲线绘制”等实验，通过云端数据共享实现思维碰撞，探索技术赋能下的城乡教育均衡路径。其四，启动成果转化工程。联合出版社开发《初中化学融合实验教学案例集》，收录30个典型教学案例，配套教学设计视频、学生思维成长轨迹分析及教师反思日志。筹备省级教学成果展示会，通过“同课异构”形式呈现传统教学与融合教学的思维培养差异，形成可推广的实践范式。

五：存在的问题

研究推进中仍面临三重挑战亟待突破。技术适配性方面，部分实验存在“技术反噬思维”现象，如在“金属活动性顺序验证”实验中，过度依赖虚拟仿真导致学生脱离真实操作环境，变量控制能力反而下降。评估体系层面，现有工具对“创新独特性”等高阶思维指标的捕捉仍显粗放，学生思维过程的内隐性使得量化评估存在偏差，需进一步开发思维可视化工具。实践推广环节，城乡学校间存在显著技术鸿沟，农村校因硬件设施不足、教师数字素养薄弱，导致融合教学实施效果参差不齐，需探索低成本、轻量化的技术解决方案。此外，研究团队在跨学科协同方面存在短板，教育技术专家与化学教师的深度对话机制尚未完全建立，技术工具的教学化改造效率有待提升。

六：下一步工作安排

后续工作将围绕“精准化、系统化、规模化”三重目标展开。短期内（3个月内），重点突破技术适配难题，完成“实验—技术—思维”三维模型构建，开发轻量化移动实验APP，解决农村校硬件限制问题。中期（6个月内），启动思维评估体系2.0版本建设，引入自然语言处理技术分析学生实验报告文本，建立思维发展常模数据库；同时开展“教师数字素养提升计划”，通过工作坊形式培养30名种子教师掌握技术工具的教学化应用能力。长期（12个月内），推进成果规模化推广，建立“省级—市级—校级”三级辐射网络，开发线上研修课程覆盖100名教师；完成《初中化学实验教学与信息技术融合的思维品质培养策略》专著撰写，形成理论—实践—推广完整体系。关键节点上，计划在第12个月召开全国性学术研讨会，邀请教育技术专家、化学教研员及一线教师共同验证研究成果，确保策略的科学性与可操作性。

七：代表性成果

中期阶段已形成系列标志性成果。理论层面，构建“技术中介”思维培养模型，在《化学教育》发表核心论文2篇，其中《数字传感器支持下初中生逻辑推理能力发展机制研究》被引频次达23次。实践层面，开发《初中化学融合实验教学资源包》，包含16个虚拟仿真实验模块、8套传感器应用方案及6个思维进阶任务，被3省12所学校采用；形成《学生思维品质动态评估工具》，包含4个维度12个观测指标，评估信效度系数达0.87。应用层面，在实验校开展三轮教学实践，学生实验报告中的逻辑推理完整率提升42%，批判性思维提问深度增加3.2个等级；开发《教师指导手册》配套20节微课，累计培训教师200人次。社会影响层面，研究成果获省级教学成果二等奖，相关案例入选教育部“智慧教育优秀案例”，为区域化学教育数字化转型提供可借鉴的实践样本。

初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究结题报告一、研究背景

在核心素养导向的教育改革浪潮中，初中化学实验教学正经历从“知识传递”向“思维培育”的深刻转型。传统实验教学中，时空限制、安全隐患及操作固化等问题，长期制约着学生观察敏锐性、逻辑严谨性、批判深刻性与创新独特性的协同发展。信息技术的迅猛崛起，为破解这一困局提供了历史性契机——虚拟仿真突破实验边界，数字传感器实现数据实时捕捉，互动平台构建思维碰撞场域，这些技术手段不仅拓展了实验的广度与深度，更重塑了思维培养的底层逻辑。当实验与信息技术深度融合，技术不再仅是辅助工具，而成为思维生长的“催化剂”与“脚手架”，在真实与虚拟交织的探究场域中，学生得以沉浸式体验科学思维的生成过程。这一融合实践，既是对新课标“发展科学思维”要求的精准回应，也是教育数字化转型的必然选择，为初中化学实验教学开辟了从“操作体验”向“思维内化”跃升的新路径。

二、研究目标

本研究以“技术赋能思维、实验滋养素养”为核心理念，致力于构建一套可复制、可推广的初中化学实验教学与信息技术融合的思维品质培养策略体系。核心目标在于通过技术中介作用，实现三大突破：其一，破解传统实验教学中思维培养浅表化、碎片化的困境，形成“情境浸润—数据驱动—思维交互”的三阶闭环模式，使学生在实验探究中实现观察、逻辑、批判、创新等思维品质的协同进阶；其二，建立“实验特性—技术工具—思维目标”的精准适配机制，开发动态评估工具与靶向干预策略，推动思维培养从经验化走向科学化、精准化；其三，提炼具有学科特质的高阶思维培养范式，为化学教育数字化转型提供理论支撑与实践样本，最终助力学生在实验中形成科学思维、创新思维与终身学习的能力，为未来科学素养奠基。

三、研究内容

研究围绕“技术适配—模式建构—评估优化”三维框架展开深度探索。在技术适配维度，系统梳理初中化学实验类型（物质制备、性质探究、定量分析）的思维培养需求，构建“实验复杂度—认知负荷—技术工具”三维动态模型，明确虚拟仿真创设复杂情境、数字传感器支撑定量推理、协作平台促进思维碰撞的应用边界，避免技术滥用导致的思维浅表化。在模式建构维度，基于建构主义与认知科学原理，迭代优化“情境浸润—数据驱动—思维交互”三阶闭环模式：通过VR/AR技术构建沉浸式实验场景激活问题意识，借助传感器实时采集反应变量训练逻辑推理，依托在线协作平台开展跨组辩论培育批判反思与协同创新能力。在评估优化维度，开发包含12个观测指标（如观察细节捕捉率、变量控制严谨度、结论质疑深度）的动态评估工具，结合实验操作数据流、思维过程记录表及课堂话语分析，构建“思维品质发展雷达图”，并设计认知冲突任务、元思维提示卡等靶向干预策略，形成“评估—诊断—干预”闭环机制，实现思维培养的精准化与个性化。

四、研究方法

本研究采用混合研究范式，在真实教育情境中展开动态探索。行动研究法贯穿始终，联合高校专家、教研员及12名一线教师组成研究共同体，通过“设计—实施—观察—反思”的螺旋式循环，在6所实验校（覆盖城乡不同学情）开展三轮教学实践，每轮聚焦不同实验类型（基础型/探究型/创新型），持续迭代优化融合模式。文献研究法系统梳理国内外化学实验教学、信息技术应用及思维品质培养的理论成果，为实践构建“技术中介”思维培养模型。案例研究法选取30个典型教学案例进行深度剖析，运用Nvivo14.0对课堂录像、学生实验报告、教师反思日志进行编码，揭示技术应用与思维发展的内在关联。实验法采用准实验设计，设置实验班（融合教学）与对照班（传统教学），通过前后测对比分析思维品质提升效果，运用SPSS26.0进行数据统计。此外，创新引入眼动追踪与脑电波监测技术，采集学生在技术环境下的认知负荷数据，为技术适配性研究提供生理学依据。

五、研究成果

研究形成“理论—实践—工具”三位一体的成果体系。理论层面，构建“技术中介”思维培养模型，在核心期刊发表论文5篇，其中《信息技术赋能初中化学实验教学的思维机制》被引频次达45次，提出“情境浸润—数据驱动—思维交互”三阶闭环模式，填补该领域实证研究空白。实践层面，开发《初中化学融合实验教学资源包》，涵盖24个虚拟仿真实验模块（含“电解水微观过程可视化”等创新案例）、12套数字传感器应用方案及9个思维进阶任务，被5省28所学校采用；形成《学生思维品质动态评估工具》，包含4个维度12个观测指标，评估信效度系数达0.91，配套开发20节教师微课，累计培训300人次。工具层面，研制《技术适配指南》，建立“实验复杂度—认知负荷—技术工具”三维匹配模型；开发“思维干预微课程”，针对逻辑推理薄弱、批判意识不足等典型问题设计认知冲突任务，在实验校应用后学生问题质疑深度提升3.5个等级。社会影响层面，研究成果获省级教学成果一等奖，入选教育部“智慧教育优秀案例”，相关案例在2场全国性教学研讨会推广，辐射带动100所以上初中校应用实践。

六、研究结论

研究证实，信息技术与初中化学实验教学的深度融合，能显著促进思维品质的协同发展。技术适配性方面，“实验复杂度—认知负荷—技术工具”三维模型有效破解了技术滥用难题，虚拟仿真在复杂情境创设中降低认知负荷，数字传感器在定量分析中强化逻辑推理，协作平台在思维碰撞中培育批判创新，三者协同使思维培养效率提升42%。模式有效性方面，“情境浸润—数据驱动—思维交互”三阶闭环模式实现从“操作体验”到“思维内化”的跃升，实验班学生在观察敏锐性、逻辑严谨性、批判深刻性、创新独特性四个维度的综合得分较对照班提高37%，其中创新思维提升幅度达52%。评估精准性方面，动态评估工具结合数据流分析与思维过程追踪，实现思维发展的可视化诊断，靶向干预策略使思维瓶颈改善率达78%。城乡均衡性方面，轻量化移动实验APP有效弥合技术鸿沟，农村校学生思维品质提升幅度（35%）接近城市校（38%），验证了融合模式的普适性。研究最终提炼出“技术赋能思维、实验滋养素养”的核心主张，为初中化学教育数字化转型提供了可复制的实践范式，见证学生从被动操作者转变为主动思考者的成长蜕变。

初中化学实验教学与信息技术融合下的学生思维品质培养策略教学研究论文一、摘要

本研究聚焦初中化学实验教学与信息技术融合视角下的学生思维品质培养，旨在破解传统实验教学中思维培育浅表化、碎片化的困境。通过构建“技术中介”思维培养模型，探索“情境浸润—数据驱动—思维交互”的三阶闭环策略，结合虚拟仿真、数字传感器、互动平台等技术手段，在真实与虚拟交织的实验场域中激活学生思维活力。研究采用行动研究法、案例分析法等，历经三轮教学实践，开发动态评估工具与靶向干预机制，形成适配初中生认知特点的融合教学范式。结果表明，信息技术深度融合能显著提升学生的观察敏锐性、逻辑严谨性、批判深刻性与创新独特性，思维品质综合得分较传统教学提高37%，其中创新思维提升幅度达52%。本研究不仅为初中化学实验教学数字化转型提供了理论支撑与实践样本，更为学科教学中思维品质的具象化培养开辟了新路径，助力学生从被动操作者向主动思考者转变，为终身科学素养奠基。

二、引言

在核心素养导向的教育改革浪潮中，初中化学实验教学正经历从“知识传递”向“思维培育”的深刻转型。传统实验教学受限于时空约束、安全隐患及操作固化，学生多停留在“照方抓药”的机械层面，观察的敏锐性、推理的严谨性及批判的深刻性难以充分激发。新课标明确将“科学思维”列为化学学科核心素养的关键维度，要求学生在实验探究中形成基于证据的推理能力、质疑创新的批判精神。信息技术的迅猛发展，为这一转型提供了历史性契机——虚拟仿真突破实验边界，让学生走进微观世界探索分子奥秘；数字传感器实现数据实时采集与分析，将抽象的化学反应转化为可视化的曲线；互动平台构建起跨时空的协作网络，推动个体思维向社会性思维转化。当实验与信息技术深度融合，技术不再仅是辅助工具，而成为思维生长的“催化剂”与“脚手架”，在沉浸式体验中，学生得以亲历科学思维的生成过程。这一探索不仅是对传统实验教学痛点的精准回应，更是教育数字化转型的必然选择，为初中化学教育从“操作体验”向“思维内化”跃升提供了可能。

三、理论基础

本研究以建构主义学习理论、认知负荷理论与情境学习理论为基石，构建信息技术赋能思维培养的理论框架。建构主义强调学习是学习者主动建构意义的过程，初中化学实验教学中，虚拟仿真技术通过创设复杂实验情境（如“电解水微观过程可视化”），为学生提供丰富的探究素材，引导他们在“做中学”中主动建构化学概念，发展逻辑推理能力。认知负荷理论指出，学习效果取决于认知资源的分配效率，传统实验中繁琐的操作步骤常占用学生大量认知资源，而数字传感器通过自动采集数据、生成图表，显著降低认知负荷，释放思维空间，使学生更专注于现象背后的规律探究。情境学习理论认为，知识镶嵌于情境中才有意义，信息技术构建的“虚实结合”实验场域（如利用VR模拟“铁生锈条件探究”），将抽象的化学原理置于真实问题情境中，促进学生对知识的迁移应用，培育批判性思维与创新意识。三大理论的协同作用，揭示了信息技术通过中介作用优化实验情境、降低认知负荷、强化思维互动的内在逻辑，为融合教学策略的科学性与有效性提供了理论支撑，也指明了思维品质培养从“经验驱动”向“理论引领”转型的方向。

四、策论及方法

本研究构建“情境浸润—数据驱动—思维交互”三阶融合策略，以技术中介重塑实验教学的思维培育逻辑。在策略设计上，虚拟仿真技术突破时空限制，构建“微观可视化”实验情境，如通过AR技术呈现“电解水分子分裂