科學(xué)利用信息技術(shù) 突破化學(xué)教學(xué)困境

張寅東

[摘? ?要]信息化高速發(fā)展的今天，以信息技術(shù)手段為特色的新型教育模式走入人們的生活，如何利用信息技術(shù)優(yōu)化日常的學(xué)習(xí)生活成為每個(gè)人需要認(rèn)真思考的關(guān)鍵問題。 文章所指的信息技術(shù)是一種集網(wǎng)絡(luò)知識(shí)、媒體技術(shù)、學(xué)科教學(xué)為一體的教學(xué)手段和方法，通過挖掘化學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵，立足化學(xué)實(shí)驗(yàn)的視角，從目前的化學(xué)教學(xué)困境切入，嘗試采用化學(xué)教學(xué)過程與信息技術(shù)相結(jié)合的方式突破目前的化學(xué)教學(xué)瓶頸，探索提升化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的新型教學(xué)模式。

[關(guān)鍵詞]信息技術(shù);化學(xué)教學(xué);實(shí)踐創(chuàng)新

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2021）24-0041-02

與其他教學(xué)媒體相比，信息技術(shù)的交互性是促進(jìn)師生之間溝通交流的重要基礎(chǔ)。教師通過與學(xué)生交流進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，讓因材施教變得更加具體。此外，多媒體技術(shù)能將靜止或抽象的知識(shí)變得更加生動(dòng)、直觀，并且教師在教學(xué)過程中，還能將知識(shí)中所蘊(yùn)含的問題和結(jié)論進(jìn)行總結(jié)、對(duì)比、歸納，使學(xué)生查詢知識(shí)更加快速。與此同時(shí)，教師利用信息技術(shù)還能夠?qū)⒔虒W(xué)的過程變得更加豐富有趣，如同游戲一般，使實(shí)驗(yàn)的過程更加具體，如此一來，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也會(huì)更好。

一、信息技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的價(jià)值分析

1.通過虛擬實(shí)驗(yàn)，做好預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)

化學(xué)教學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的方法，也是學(xué)生提升科學(xué)素質(zhì)、提高化學(xué)能力的基本途徑。因此，師生都需要做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)工作。多媒體的使用，能夠讓師生通過模擬實(shí)驗(yàn)空間，使實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)順利進(jìn)行，取得良好效果。

2.利用虛擬實(shí)驗(yàn)，降低預(yù)期危險(xiǎn)

在傳統(tǒng)的化學(xué)課上，宏觀的、微觀的或者是變化速度極快、極慢的實(shí)驗(yàn)是難以展示的，利用多媒體能有效解決這一問題。比如，硫酸的工業(yè)生產(chǎn)流程、合成氨、有機(jī)分子空間結(jié)構(gòu)、金屬電化腐蝕等是較難向?qū)W生直接展示的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此，學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)沒有具體感受，導(dǎo)致沒有深刻印象，缺乏感知認(rèn)識(shí)。如果教師利用信息技術(shù)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，便可以打破時(shí)空限制，全面地反映化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景，使實(shí)驗(yàn)變化的過程更加生動(dòng)形象，從而達(dá)到提高學(xué)習(xí)自主性的目的，還能幫助學(xué)生深化對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，提高化學(xué)學(xué)習(xí)能力。

二、信息技術(shù)在突破化學(xué)教學(xué)重難點(diǎn)中的價(jià)值

1.形象生動(dòng)，圖文并茂

化學(xué)教學(xué)困難的根本原因是有的學(xué)生有學(xué)習(xí)障礙。因此，學(xué)生為了克服這個(gè)障礙，需要從人體的五個(gè)感覺器官出發(fā)。從記憶百分率來說，聽覺、視覺之和總共高達(dá)45%。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，如果能利用好視覺和聽覺的作用，將極大地提高記憶的效率。并且，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)認(rèn)證，學(xué)習(xí)效果與感官參與的數(shù)量呈正相關(guān)。因此在化學(xué)教學(xué)的過程中，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生手腦并用。更重要的是，教師通過多媒體教學(xué)，采用現(xiàn)代教學(xué)手段，還可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)電腦技術(shù)，這對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展是十分有益的。如此一來，學(xué)生通過對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的充分使用，在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，由抽象思維和邏輯思維帶來的障礙能夠被突破，解決學(xué)習(xí)困難也會(huì)更加順利。

除此之外，利用信息技術(shù)的教學(xué)形式能夠給學(xué)生帶來耳目一新的感覺，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也能夠得到提高。比如，在開展化學(xué)平衡原理這一重難點(diǎn)知識(shí)的教學(xué)過程中，教師就充分利用信息技術(shù)進(jìn)行了輔助教學(xué)。平衡理論體系包含化學(xué)平衡、溶解平衡、電離平衡等多方面內(nèi)容。通過這一章節(jié)的學(xué)習(xí)，可以加深學(xué)生對(duì)溶解平衡的理解，為學(xué)習(xí)水解平衡、電離平衡奠定基礎(chǔ)。但是這一章節(jié)的內(nèi)容比較抽象，學(xué)習(xí)難度較大，有的學(xué)生較難理解和接受。尤其是動(dòng)態(tài)平衡這一概念，對(duì)于普通學(xué)生來說難度已不小，對(duì)基礎(chǔ)差的學(xué)生來說，更是難上加難。信息技術(shù)的使用可以為這一章節(jié)的教學(xué)提供幫助，對(duì)溶解平衡、化學(xué)平衡等學(xué)生曾經(jīng)學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析和總結(jié)，使學(xué)生通過平衡移動(dòng)圖像來深刻理解“動(dòng)、等、定、變”的化學(xué)四大特性。教師以動(dòng)畫來展示化學(xué)變化的過程，深入淺出地彰顯化學(xué)道理，使化學(xué)知識(shí)更加生動(dòng)直觀。

2.易于啟發(fā)，輕松愉快

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防建設(shè)中，硫酸都起到了重要的作用。化學(xué)教師向?qū)W生介紹接觸法制硫酸和所采用的設(shè)備時(shí)，要結(jié)合實(shí)際的化工生產(chǎn)過程進(jìn)行講解，如果只是采用傳統(tǒng)展示標(biāo)本、模型的教學(xué)方法，有的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)覺得比較枯燥。反之，如果使用信息技術(shù)來開展教學(xué)，教師以逼真形象的畫面和優(yōu)美動(dòng)聽的音樂對(duì)學(xué)生進(jìn)行展示，那么學(xué)生更具有學(xué)習(xí)的積極性。利用計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件開展化學(xué)教學(xué)時(shí)，教學(xué)過程具有動(dòng)感性，層次分明、畫面清晰、步驟嚴(yán)謹(jǐn)，更容易引起學(xué)生的注意，使學(xué)生在知識(shí)內(nèi)容的提示、討論、總結(jié)等過程中利用圖像，進(jìn)行更加形象直觀的學(xué)習(xí)。例如，沸騰爐沸騰起來生成的二氧化硫在熱交換器的作用下變成三氧化硫，然后進(jìn)入吸收室，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)煙硫酸。此外，教師還可以利用計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件為學(xué)生提供課后練習(xí)和思考題，起到畫龍點(diǎn)睛的作用，幫助學(xué)生在輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍中深入了解工業(yè)制硫酸的全過程。

3.多維展示，激發(fā)興趣

黑板板書難以構(gòu)建起空間結(jié)構(gòu)，使有的學(xué)生較難理解有機(jī)化學(xué)中烷烴的同分異構(gòu)體這一內(nèi)容。但是，如果采用CAI來多角度展示烷的結(jié)構(gòu)，便可以有效地開展教學(xué)。比例模型、球棍模型、變換角度旋轉(zhuǎn)、對(duì)比與復(fù)原……教師可通過比較鑒別和主體畫面，牢牢吸引學(xué)生的注意，再在化學(xué)規(guī)律的總結(jié)和指引之下，使學(xué)生的求知欲望達(dá)到頂峰。

三、信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的路徑

1.強(qiáng)化形象思維，加深認(rèn)識(shí)理解

中學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中一些復(fù)雜抽象的概念，在形象思維的作用下，實(shí)現(xiàn)了從具體到抽象，再?gòu)某橄蟮骄唧w循環(huán)反復(fù)的認(rèn)知和學(xué)習(xí)。理性思維在形象思維的影響下，能夠進(jìn)行具體表達(dá)，使學(xué)生的理解更加全面和深入。

2.規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提高觀察能力

教師熟練、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作和鎮(zhèn)定自若的實(shí)驗(yàn)態(tài)度是進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必備條件。教師在實(shí)驗(yàn)操作過程中利用Flash來設(shè)計(jì)練習(xí)題，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)并熟練掌握正確的操作技術(shù)，使操作更加靈活。這樣學(xué)生在具體的操作過程中能夠自覺規(guī)范行為，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)時(shí)的心理狀態(tài)。教師必須高度重視形象思維的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，比如，在中和滴定實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，不僅要進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)操作，還要及時(shí)幫助學(xué)生規(guī)范操作要領(lǐng)，觀察學(xué)生的操作過程，找出失誤處進(jìn)行分析，使學(xué)生了解自身在實(shí)驗(yàn)操作過程中容易出錯(cuò)的地方。與此同時(shí)，教師還需要組織學(xué)生利用多媒體進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，通過電腦圖文并茂地演示和分析實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在操作和觀察中徹底領(lǐng)悟進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)容易產(chǎn)生誤差的原因，找到減少誤差的方法。

3.運(yùn)用信息技術(shù)，提升審美水平

化學(xué)是一門極具美感的學(xué)科，集抽象性與直觀性為一身、奇異性與和諧性為一體，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性與多樣性的高度統(tǒng)一。但是想要體現(xiàn)化學(xué)的美感，不僅需要用標(biāo)本、模型、非語(yǔ)言行為來展示，還需要利用實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)、電視等教學(xué)媒體通過特定的創(chuàng)作方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)?；瘜W(xué)學(xué)科包含情感、創(chuàng)造、形象等諸多要素，它與形象思維密切相關(guān)。在化學(xué)教學(xué)的過程中，教師通過展示化學(xué)學(xué)科的美感，可以增加學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的向往，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的新奇感、向往感等感受。因此，教師需要充分利用信息技術(shù)，通過展現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的美的形象，塑造出充滿激情與活力的化學(xué)教學(xué)課堂，將化學(xué)知識(shí)與師生的審美水平進(jìn)行融合，發(fā)生共振，使人產(chǎn)生共鳴，從而讓學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中形成正確的審美觀，最終在美的情境中獲取知識(shí)技能、塑造人格、培養(yǎng)高尚的審美情操。

4.提高自學(xué)能力，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)

個(gè)別化、業(yè)余化的化學(xué)自學(xué)將隨著電腦和人工智能技術(shù)的發(fā)展而變得普遍，程序化學(xué)課將構(gòu)建出重要的自學(xué)形式。課程將教學(xué)內(nèi)容分成多個(gè)框架，并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知編成學(xué)習(xí)程序。學(xué)生通過計(jì)算機(jī)來完成學(xué)習(xí)和自測(cè)，如果最終結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，那么將自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)單元的學(xué)習(xí)，直到完成最終的學(xué)習(xí)任務(wù)為止。

步子小、難度小，是教材內(nèi)容在程序化學(xué)課展示過程中的主要優(yōu)點(diǎn)。學(xué)生在程序化學(xué)課的學(xué)習(xí)過程中，因?yàn)槟軌蚣皶r(shí)獲得反饋，可以將自身薄弱點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化，從而降低學(xué)習(xí)錯(cuò)誤率。除此之外，學(xué)生還可以自定步調(diào)?；A(chǔ)扎實(shí)、成績(jī)較好的學(xué)生可以利用多媒體在短期內(nèi)完成學(xué)習(xí)任務(wù);基礎(chǔ)較差的學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，放慢學(xué)習(xí)的步伐，延長(zhǎng)學(xué)習(xí)的期限。如此一來，教師才能克服在以往化學(xué)教學(xué)過程中“齊步走”“只顧中間，不顧兩頭”的缺點(diǎn)，使學(xué)生的自學(xué)能力以及自身的教學(xué)效率在此過程中得到不斷的提高。

綜上所述，教師將教學(xué)要素和教學(xué)資源進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，是化學(xué)學(xué)科和信息技術(shù)整合的有效手段，利用系統(tǒng)方法協(xié)調(diào)化學(xué)教學(xué)系統(tǒng)中學(xué)生、教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)媒體之間的關(guān)系，在心理學(xué)、教育學(xué)等理論知識(shí)的科學(xué)指導(dǎo)下，使化學(xué)教學(xué)體系更加完善，在維持教學(xué)的過程中發(fā)揮聚集效應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。教師要充分利用現(xiàn)有資源，發(fā)揮資源的最大優(yōu)勢(shì)，使化學(xué)學(xué)科教學(xué)和信息技術(shù)的融合、推進(jìn)更加順利，使當(dāng)前我國(guó)中學(xué)化學(xué)教學(xué)工作的質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 孫維國(guó).信息技術(shù)與化學(xué)課堂教學(xué)的整合初探[J].成才之路， 2007（8）：18-19.

（責(zé)任編輯? ?黃諾依）