信息技術(shù)在化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究

張英鑫，楊萬麗，田景芝

(齊齊哈爾大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

不論在任何時候，教育的最終目的都是培養(yǎng)人才以更好的服務(wù)于社會。因此，中學(xué)教學(xué)是教育基礎(chǔ)階段濃墨重彩的一筆。它必須順應(yīng)時代發(fā)展，滲透新時期精神，承擔(dān)起新時代所賦予我們的責(zé)任。教師們更需要對學(xué)生的身心發(fā)展奠定扎實的知識和思想理論基礎(chǔ)。在現(xiàn)代社會，隨著教學(xué)方式的不斷創(chuàng)新發(fā)展，以傳統(tǒng)的教育方法與理論為基礎(chǔ)，并且結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)運用到課堂教學(xué)中，是一個面向于新時代教育的新起點，信息技術(shù)與教育課堂的結(jié)合也同時成為了目前教學(xué)科研的重點方向。

1 現(xiàn)代信息技術(shù)在化學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用的必要性

化學(xué)是一門以理論為基礎(chǔ)，貫穿于實驗操作的自然學(xué)科，由于它具有這種特點，所以傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在一定的局限性。老師單純的講課不能給學(xué)生帶來全方面的直觀的感受，從而影響學(xué)生對知識的理解和鞏固現(xiàn)代信息技術(shù)相當(dāng)于人體眼、耳等器官的延伸，對于當(dāng)時、當(dāng)?shù)責(zé)o法看見和聽清的事物，可間接向?qū)W生提供，尤其是對于偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)生們，影響更為強烈。而現(xiàn)代信息技術(shù)具有很多的優(yōu)點，能很好的彌補傳統(tǒng)教育課堂上的不足之處，比如它具有信息量龐大，更加形象化，更加生動具體等特點，可以讓學(xué)生對知識點的理解更加深刻和牢固。除此以外，它還可以以很多種方式把知識呈現(xiàn)出來，比如可以利用制作視頻、幻燈片或者動畫放大等技術(shù)，把那些晦澀難懂，抽象不易理解的知識用生動形象的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前[1]。不僅能幫助學(xué)生正確認(rèn)識微觀世界的結(jié)構(gòu)以及變化的實質(zhì)，還能夠把化學(xué)中涉及到的生產(chǎn)過程詳盡的展示給學(xué)生們，更方便的是，還可以根據(jù)實際情況進行選擇需要播放的內(nèi)容。它不受時間空間的約束，同時還能拓展黑板的展示功能，加強了現(xiàn)實事物與理論知識之間的聯(lián)系，使學(xué)生更容易理解，便于融會貫通。

2 現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的設(shè)計案例

2.1 酸堿中和滴定教學(xué)設(shè)計

酸堿中和滴定是高中化學(xué)的定量實驗中較為重要的，同時對于高中生來說，酸堿中和滴定也是其對分析化學(xué)部分的第一次接觸。它不僅可以對學(xué)生拓展 pH 的應(yīng)用以及相關(guān)綜合類知識有幫助，還可以提高學(xué)生的實際動手能力，形成良好的實驗習(xí)慣，鍛煉綜合化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)[2]。

第一步，教師可以在課前播放“多年來洗發(fā)水與護發(fā)素的使用順序您用對了嗎”微視頻，引入pH 的應(yīng)用這一新課，同時在大屏幕上將生活中一些常見物質(zhì)的pH 進行展示。學(xué)生通過觀看對其有進一步了解，并進行思考。第二步，由老師提出幾個環(huán)環(huán)相扣的問題：如果一瓶 NaOH 溶液在實驗室放置時間過久，那么它的濃度應(yīng)該怎樣測定呢？通過提問引入酸堿中和滴定的概念及原理。給定 0.1 mol/L 的鹽酸，怎樣確定酸堿恰好完全反應(yīng)？此部分所有問題提出均采用 PPT 展示方式。通過提出問題、進行討論的方式進行課程教學(xué)，這樣有利于對學(xué)生的學(xué)習(xí)循序漸進，層層遞進。便于加強學(xué)生對知識的深入理解[3]。然后將酸堿中和滴定的儀器和裝置在大屏幕上展示，將 Flash 動畫利用計算機多媒體功能進行播放，并將實驗儀器在大屏幕上進行展示，介紹其操作方式。這樣學(xué)生就可以進一步了解儀器的正確使用，可以更好地完成下一步實驗。同時還要認(rèn)真記錄數(shù)據(jù)并進行計算，然后運用計算機系統(tǒng)對圖形進行繪制，了解拐點及突躍的過程，了解應(yīng)該如何選擇不同種類的指示劑，和指示劑的加入對整體實驗產(chǎn)生的影響[4]。課程最后，由教師播放有關(guān)于酸堿滴定實驗的 Flash 動畫，通過Flash動畫，對實驗的細(xì)節(jié)學(xué)生有了進一步了解，同時現(xiàn)代化技術(shù)引入滴定實驗，使學(xué)生對實驗步驟得到深化的同時，得出 pH 的變化曲線隨堿液的變化。不僅培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣與掌握操作步驟，還提高了數(shù)據(jù)處理能力。

本節(jié)教學(xué)設(shè)計的預(yù)期課堂效果是學(xué)生對待課堂上所學(xué)習(xí)的知識更加完善，虛擬實驗室的引入，使學(xué)生的課堂實驗探究不局限于課上，在課下也能進行，同時，對于中學(xué)生來說，新技術(shù)的引入可以充分激發(fā)求知欲，從而對化學(xué)課堂產(chǎn)生濃厚興趣。

2.2 影響鹽類水解的因素教學(xué)設(shè)計

首先教師應(yīng)從生活中常見事物入手，并通過提問方式引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。廚房中的小蘇打可以用來洗滌油污，你知道是為什么嗎？通常熱的小蘇打溶液比冷的小蘇打的溶液的去油污效果更好，為什么？然后通過PPT 展示圖片，情景引入。讓學(xué)生思考問題并回答小蘇打為NaHCO3，形成溶液水解顯堿性，可用來清潔油污；溫度高的NaHCO3溶液水解程度更大。然后教師在IrYdium Chemistry Lab 虛擬實驗室操作平臺上，分別取物質(zhì)的量濃度均為 1 mol/L 的碳酸鈉溶液和醋酸鈉溶液，向其中分別加入等量且適量的酚酞，隨后靜置，對實驗現(xiàn)象進行觀察，注意其顏色有無顯著變化。然后讓學(xué)生通過觀察到的現(xiàn)象進行總結(jié)并敘述，實驗現(xiàn)象為溶液均變紅色，但顏色深淺有差別，Na2CO3溶液紅色更深。教師同時向?qū)W生提出問題，上述現(xiàn)象說明什么問題，由此得出影響鹽類水解的主要因素是什么？引導(dǎo)學(xué)生思考并回答問題：相同物質(zhì)的量濃度的不同種類的鹽，由于水解的程度不同，所以鹽類水解的主要因素就是鹽類自身的不同性質(zhì)。

本次教學(xué)設(shè)計通過借助 IrYdium Chemistry Lab 虛擬實驗室平臺演示實驗，讓學(xué)生真切感受到實驗過程。并且通過進行逐一提問等方式加深學(xué)生獨立思考問題的能力。

2.3 探究一氧化碳的還原性教學(xué)設(shè)計

由于一氧化碳的還原性是危險度大、難以操作，甚至引發(fā)安全事故的實驗，是不宜直接在課堂上完成的，因此，可以通過引用信息技術(shù)加入課堂教學(xué)中來完成。教師可以在課前組織課外活動小組，使用信息技術(shù)設(shè)備錄制實驗操作，然后在課上播放“小組實驗”來還原實驗的真實情景，既可以有效排除課堂實驗失誤帶來的安全隱患，又可認(rèn)識到規(guī)范性實驗操作的重要性。再者，教師們還可以建立化學(xué)實驗儀器素材庫或制作CAI課件，在課堂上，可以根據(jù)每節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的需求即時進行組合、模擬實驗操作；下課后，學(xué)生還可以在個人電腦、平板等設(shè)備上用仿真軟件進行模擬操作，這樣不僅可以觀看、模擬規(guī)范的實驗操作，提高了教學(xué)效率，還可以初步體驗到錯誤操作所造成的后果，為真實的實驗操作積累經(jīng)驗，快速形成探究能力和創(chuàng)新精神。

在課后，信息技術(shù)為我們提供了新的教學(xué)途徑，它能夠?qū)⒄n堂延伸到課后，將視野從教材拓展到網(wǎng)絡(luò)。因此，我們可以利用信息技術(shù)貯量大交互性強、靈活準(zhǔn)確的優(yōu)點組建題庫、并實行難易分層、知識分塊的靈活編排，學(xué)生可以在計算機上進行目標(biāo)性訓(xùn)練和檢測，還可以隨時查看答案和講解，方便對知識的理解，還可以在課后通過QQ或者微信等交流平臺和老師和其他同學(xué)進行討論學(xué)習(xí)，教師能夠?qū)W(xué)生解決問題的過程、結(jié)果做出即時判斷、即時矯正，提高了學(xué)習(xí)效率。如此循序漸進、逐步突破重難點，使每一個人都能體驗到學(xué)習(xí)進步的喜悅[5]。

3 現(xiàn)代信息技術(shù)對化學(xué)教學(xué)的影響意義

3.1 提高課堂教學(xué)效率

現(xiàn)代信息技術(shù)具有諸多優(yōu)點，比如計算機就具有信息量大、時效性強和省時省力等優(yōu)點，利用好信息技術(shù)，可以更加完善課堂內(nèi)容，傳播更加豐富的知識，提高信息傳播的速度，大大提高了課堂上課效率。教師的負(fù)擔(dān)明顯減輕，學(xué)生眼界有所增長，對提高化學(xué)課程的復(fù)習(xí)效率也會有幫助。

3.2 突破教學(xué)重難點

學(xué)生理解知識是一個由具體到抽象、由感性到理性、由簡單到復(fù)雜的一個漫長的過程。與之類似，化學(xué)反應(yīng)中的微觀粒子的運動和變化學(xué)生也會很難看見，例如：分子、原子、離子，也就很難對化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)進行分析、理解[6]。而信息技術(shù)的融合就能夠很好的補足了這個問題，它可以把課本上死板的知識化為動態(tài)的、易于理解的形式。對老師們加強直觀教學(xué)具有深遠(yuǎn)的影響意義，更有利于解決課本上的重點和難點，提高學(xué)生的興趣。

3.3 強化實驗演示效果

化學(xué)是一門以理論為基礎(chǔ)，貫穿于實驗操作的自然學(xué)科，由于它具有這種特點，所以傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在一定的局限性，比如在時間和空間上，實驗條件和實驗設(shè)備等均具有一定的局限性，這樣就使得很多實驗的開展無法順利進行[7]。但是借助于信息技術(shù)可以很好的解決這個問題，利用視頻、音頻、動畫等形式進行模擬實驗，既能保障實驗的安全，也彌補了常規(guī)實驗的不足之處，培養(yǎng)學(xué)生的綜合化學(xué)素養(yǎng)。

4 結(jié)論

現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用與課堂的結(jié)合無疑是對常規(guī)課堂的延申和補充，有利于化學(xué)教學(xué)的長期發(fā)展。但是在運用現(xiàn)代信息技術(shù)的同時，還要符合教學(xué)規(guī)律，信息技術(shù)知識教學(xué)的一種補充，不能完全的代替常規(guī)的課堂教學(xué)模式，更加不可能替代學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)與實際實驗的探究過程和對于動手操作能力的培養(yǎng)[8]。只有把握好信息技術(shù)和傳統(tǒng)課堂之間的平衡關(guān)系，互相補充完善，才能更大程度上優(yōu)化課堂教學(xué)，使上課質(zhì)量、教師水平得到提高，強化對學(xué)生能力的培養(yǎng)。