信息技術(shù)支持下的教學(xué)探究

鹿鈺鋒 石瑞 徐偉

摘要：隨著信息技術(shù)快速發(fā)展，信息化社會(huì)飛速進(jìn)步，推動(dòng)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課堂深度融合勢(shì)在必行，有助于促進(jìn)當(dāng)代教育信息化和教育現(xiàn)代化。將科學(xué)信息技術(shù)適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到高中化學(xué)課堂的教學(xué)中去，無(wú)疑會(huì)對(duì)改進(jìn)高中化學(xué)課堂的學(xué)習(xí)氛圍及效率有極大的幫助?；诖?，教師應(yīng)對(duì)現(xiàn)階段信息技術(shù)進(jìn)行整理，并挑選合適的信息技術(shù)手段合理應(yīng)用于高中化學(xué)課堂教學(xué)中。本文對(duì)信息技術(shù)支持下的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，揭示信息技術(shù)支持給高中化學(xué)課堂教學(xué)帶來(lái)的積極影響，以及信息技術(shù)支持下的化學(xué)課堂教學(xué)的前景。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)? 高中化學(xué)? 課堂教學(xué)

由于中學(xué)化學(xué)相關(guān)知識(shí)瑣碎，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理很難聯(lián)系，教師的教學(xué)難度較高。這要求化學(xué)教師加快對(duì)于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的探索的腳步。當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展快速，教師的教學(xué)方式也在不斷改善，科學(xué)信息技術(shù)逐漸地被運(yùn)用到高中化學(xué)課堂教學(xué)中去。本文從信息技術(shù)支持下的課堂教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，采用內(nèi)容分析的方法，從學(xué)情分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)法指導(dǎo)、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)這四個(gè)維度探討課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，分析對(duì)比不同教學(xué)環(huán)境和教學(xué)環(huán)節(jié)更適合應(yīng)用哪種信息技術(shù)，總結(jié)出提升中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)有效性的主要信息技術(shù)，期望能為構(gòu)建現(xiàn)代化化學(xué)課堂提供一些思路。

一、信息技術(shù)支持下的化學(xué)課堂教學(xué)

信息技術(shù)包含的范圍非常廣泛，其應(yīng)用逐漸滲透到不同行業(yè)的方方面面，是促進(jìn)當(dāng)今世界快速發(fā)展必不可缺的力量。

本文所研究的主要是指狹義上的信息技術(shù)，主要涉及教師們?cè)诨瘜W(xué)課堂上依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，緊密結(jié)合每節(jié)課的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容、課型，以學(xué)生作為課堂“主人”的基礎(chǔ)上所采用的適用于化學(xué)課堂的，使課堂擁有更多的可能性，使教學(xué)效果更好、學(xué)生專(zhuān)注度更高的高效輔助課堂的信息技術(shù)手段，主要包括視頻圖片、遠(yuǎn)程授課、微課、作業(yè)批改APP、學(xué)科網(wǎng)站、超級(jí)畫(huà)板等，此外也包含化學(xué)學(xué)科單獨(dú)應(yīng)用的相關(guān)信息技術(shù)工具，比如電子傳感器、虛擬實(shí)驗(yàn)軟件等。

二、信息技術(shù)應(yīng)用教學(xué)類(lèi)型

（一）智慧課堂教學(xué)

智慧課堂為一種動(dòng)態(tài)與開(kāi)放的系統(tǒng)。由現(xiàn)代化信息平臺(tái)構(gòu)建的學(xué)習(xí)環(huán)境，為智慧課堂的發(fā)展提供技術(shù)幫助，智慧課堂有學(xué)生合作、探究學(xué)習(xí)、分組討論并交流等學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生互相幫助，共同進(jìn)步。

智慧課堂的特征是在大數(shù)據(jù)的支持下，學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)，老師能夠高效教學(xué)，師生間動(dòng)態(tài)開(kāi)放、合作探究、教學(xué)相長(zhǎng)。

（二）數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是融合了化學(xué)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代信息技術(shù)的一種新的教學(xué)模式。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是利用傳感器顯示反應(yīng)中不易觀察到的變化，用數(shù)據(jù)采集器記錄，最終傳輸?shù)诫娮酉到y(tǒng)并處理計(jì)算的教學(xué)手段。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式更適用于現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因?yàn)閷W(xué)生可以微觀觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還能獲得精密的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而提升學(xué)生的觀察和分析能力。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以集中學(xué)生的注意力，也使學(xué)生的思考邏輯更縝密?；瘜W(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用補(bǔ)充了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，改善了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室是用相關(guān)計(jì)算機(jī)成像技術(shù)和動(dòng)畫(huà)技術(shù)，使教師在軟件中可以實(shí)驗(yàn)操作的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室有遠(yuǎn)程性、靈活性和安全性等不同于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)。

教師或?qū)W生可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室搭建實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，里面的藥品和儀器可以自由選擇，量的多少也可以自由控制，在操作實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。同時(shí)，教師可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，演示完后直接保存到“我的實(shí)驗(yàn)”中，方便下次教學(xué);還可以將課件資料等上傳，使學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)觀看。

（三）不同維度實(shí)際應(yīng)用教學(xué)案例分析

下面從學(xué)情分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)法及教法指導(dǎo)、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)這四個(gè)維度探討課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，分析在不一樣的教學(xué)環(huán)境及教學(xué)環(huán)節(jié)中，哪種信息技術(shù)更加適合，以求達(dá)到使課堂教學(xué)質(zhì)量不斷提高，以及學(xué)生學(xué)習(xí)效率不斷提升的目的。

1.學(xué)情分析

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師在上課前很難全面了解學(xué)生的知識(shí)水平和預(yù)習(xí)水平，而信息技術(shù)可以幫助教師高效地了解學(xué)生具體學(xué)情。

比如在“硫及其化合物”這一小節(jié)，老師可以應(yīng)用智慧課堂的相關(guān)信息技術(shù)課前布置預(yù)習(xí)作業(yè)。

布置預(yù)習(xí)作業(yè)：從多種途徑了解你所知道的硫元素。

觀察硫單質(zhì)的圖片，總結(jié)其有哪些物理性質(zhì)，并尋找周邊有哪些物質(zhì)或環(huán)境含有硫元素，然后用圖片、文字、語(yǔ)音等形式將答案上傳到釘釘平臺(tái)。

新型課堂優(yōu)勢(shì)：在智慧課堂的模式下，無(wú)論是課前預(yù)習(xí)輔導(dǎo)，還是課后實(shí)時(shí)水平檢測(cè)都會(huì)容易很多。在上課前教師可以通過(guò)相關(guān)平臺(tái)，比如釘釘向?qū)W生推送預(yù)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)所推送的內(nèi)容，在平臺(tái)上提交預(yù)習(xí)作業(yè)，并且記錄在預(yù)習(xí)過(guò)程中遇到的困難和疑惑。教師能夠通過(guò)平臺(tái)第一時(shí)間了解學(xué)情并在課前進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，使得課堂教學(xué)達(dá)到最高效率。課后實(shí)時(shí)檢測(cè)也可以應(yīng)用這一技術(shù)，讓教師能夠掌握學(xué)生最近最真實(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)度。

智慧課堂中學(xué)生能夠從知識(shí)的被動(dòng)接受者成為主動(dòng)構(gòu)建者，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)。教師下達(dá)新的任務(wù)，學(xué)生在學(xué)習(xí)這一環(huán)節(jié)知識(shí)之前首先自己主動(dòng)了解，在真正開(kāi)始學(xué)習(xí)時(shí)沒(méi)有陌生感，能夠非?？斓剡M(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)

教師往常在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)使用的工具一般都是教案和PPT?，F(xiàn)在有許多信息技術(shù)可以支持教師進(jìn)行更加簡(jiǎn)易的教學(xué)設(shè)計(jì)，不光形式多樣，使用也更為簡(jiǎn)潔，比如希沃白板、Flash動(dòng)畫(huà)制作。這些都是智慧課堂的一部分，可以使之后的教學(xué)工作更易開(kāi)展。

比如在教學(xué)“鐵及其化合物”這一小節(jié)時(shí)可以使用微課技術(shù)。

出示鐵與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖并播放微課實(shí)驗(yàn)視頻。

認(rèn)真觀看實(shí)驗(yàn)視頻，積極思考后寫(xiě)出方程式，教師引導(dǎo)或糾正。

3Fe+4H2O

Fe2O3+4H2O

新型課堂優(yōu)勢(shì)：由于鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)具備一定危險(xiǎn)性，不宜讓學(xué)生操作，教師在進(jìn)行相關(guān)教學(xué)的時(shí)候就可以采用微課這一方式，將化學(xué)現(xiàn)象以微課實(shí)驗(yàn)視頻的形式呈現(xiàn)。這樣不但可以讓學(xué)生觀察不方便實(shí)際操作的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的化學(xué)現(xiàn)象，從而使學(xué)生的觀察和思維能力不斷提升，還可以讓學(xué)生更容易理解教師口頭所講解的化學(xué)知識(shí)。

關(guān)于數(shù)字教育資源的獲取也是比較容易的，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上有很多質(zhì)量精良的化學(xué)實(shí)驗(yàn)微課視頻，可以很好地呈現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)象和知識(shí)，最終讓學(xué)生深入探究以及思考。高中化學(xué)教師一定要秉持生本理念，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)將學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)技能納入考慮范圍，使用合適的信息技術(shù)，構(gòu)建智慧化學(xué)課堂，從而提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

3.學(xué)法及教法指導(dǎo)

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)課堂必不可少的一部分。但是一部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，學(xué)生難以觀察;還有一部分實(shí)驗(yàn)不宜在高中課堂進(jìn)行。這些問(wèn)題之前可能不易解決，但是在信息技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代下，教師已經(jīng)可以從容地開(kāi)展這些實(shí)驗(yàn)課程。

如在“酸堿中和滴定”實(shí)驗(yàn)中測(cè)定未知濃度氫氧化鈉的pH變化，教師可以用pH傳感器和光電門(mén)傳感器測(cè)定滴定終點(diǎn)和待測(cè)液的體積。

布置任務(wù)：用0.1 mol/L HCI的溶液測(cè)定未知濃度的NaOH溶液，觀察實(shí)驗(yàn)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算NaOH溶液物質(zhì)的量濃度。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用傳感器記錄數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)，最終得出結(jié)論。

新型課堂優(yōu)勢(shì)：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)用酸堿指示劑來(lái)主觀地確定終點(diǎn)，用目測(cè)的方法確定消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積，有學(xué)生操作易錯(cuò)、計(jì)算數(shù)據(jù)很多、誤差不小等缺點(diǎn)。運(yùn)用pH傳感器和光電門(mén)傳感器測(cè)定滴定終點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)液的體積，可以簡(jiǎn)化學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)操作，提高測(cè)量和計(jì)算的準(zhǔn)確性，方便分析數(shù)據(jù)，學(xué)生可以無(wú)干擾地探求其規(guī)律。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用儀器代替目測(cè)，會(huì)避免感覺(jué)差異引起的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象感知的偏差，體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的實(shí)證化、動(dòng)態(tài)化、定量化，反映了科學(xué)發(fā)展從宏觀到微觀、靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、定性到定量的趨勢(shì)。因此，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)在發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)方面具有獨(dú)特的作用。

4.學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)

教師對(duì)于學(xué)生的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)一般分為檢測(cè)和評(píng)價(jià)兩部分。教師可以繼續(xù)使用上述智慧課堂模式進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)時(shí)批改，實(shí)時(shí)溝通。而信息技術(shù)支持下的評(píng)價(jià)方式也越來(lái)越多元化，評(píng)價(jià)量化、數(shù)據(jù)可視化以及學(xué)生自我評(píng)價(jià)都很方便。

比如利用數(shù)據(jù)分析學(xué)生階段學(xué)習(xí)情況，超星平臺(tái)可以有效地記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)行為軌跡。課前，學(xué)生在平臺(tái)上觀看視頻內(nèi)容，平臺(tái)會(huì)記錄學(xué)生觀看時(shí)間長(zhǎng)短、訪問(wèn)網(wǎng)頁(yè)數(shù)量。課后學(xué)生需要將相關(guān)學(xué)習(xí)成果提交到平臺(tái)。教師設(shè)置分值比例，例如：預(yù)習(xí)占15%，作業(yè)占20%，考試占50%，回答問(wèn)題占5%。依靠數(shù)據(jù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量變得可視化，學(xué)生也能及時(shí)了解別人的學(xué)習(xí)進(jìn)度，互相競(jìng)爭(zhēng)、互相幫助，共同進(jìn)步。

（四）作用總結(jié)及前景展望

1.作用總結(jié)

信息化與數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，可以使教師在教學(xué)中突破，在設(shè)計(jì)過(guò)程尋求新的合適的技術(shù)手段和方法。智慧課堂的不斷發(fā)展和推廣使建構(gòu)主義教學(xué)理論在數(shù)字化支持下得到完美呈現(xiàn)，讓化學(xué)課堂內(nèi)外的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能有很大的突破和提升。由現(xiàn)代化信息平臺(tái)構(gòu)建的學(xué)習(xí)環(huán)境，為智慧課堂的發(fā)展提供技術(shù)支持，智慧課堂采取組內(nèi)合作、自主探究、分組討論并交流等學(xué)習(xí)方式，幫助興趣愛(ài)好相同的學(xué)生組成學(xué)習(xí)共同體。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)可將科學(xué)實(shí)驗(yàn)從定性的觀察變?yōu)槎康姆治?，借助可視化設(shè)備，使研究實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象更加清晰，學(xué)生可以全新的視角審視實(shí)驗(yàn)，從而提升科學(xué)探究的深度和精度。哪怕面對(duì)失敗與挫折，學(xué)生也能發(fā)展學(xué)習(xí)能力。學(xué)生的綜合素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫匠浞皱憻捄吞嵘?，同時(shí)有利于其正確價(jià)值觀的形成。

2.前景展望

隨著科技的不斷發(fā)展，信息技術(shù)裝備逐步轉(zhuǎn)向大眾化，并進(jìn)入普通中小學(xué)，更加便于推廣和利用。我國(guó)的教育信息化正高速發(fā)展，一線化學(xué)教師應(yīng)從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為主動(dòng)探索，堅(jiān)持以創(chuàng)新教學(xué)為驅(qū)動(dòng)，不斷改進(jìn)自己的課堂教學(xué)模式。

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責(zé)任編輯：黃大燦