信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)融合的應(yīng)用實(shí)踐
——以“弱電解質(zhì)的電離”教學(xué)為例

福建省寧德市高級(jí)中學(xué) 賴(lài)雅花

一、信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)融合的內(nèi)涵分析

“信息技術(shù)”是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱(chēng)。融合，從物理意義上來(lái)說(shuō)，是像將固體加熱熔化那樣融成一體。從心理意義上來(lái)說(shuō)，不同個(gè)體或群體在經(jīng)過(guò)一定的碰撞或接觸之后，不同的認(rèn)知、情感或態(tài)度傾向融為一體。信息技術(shù)與教學(xué)的融合，按照程度可分為三個(gè)層次，即簡(jiǎn)單結(jié)合、中度整合和深度融合?！昂?jiǎn)單結(jié)合”是在傳統(tǒng)教學(xué)中簡(jiǎn)單添加或利用信息技術(shù)元素，如利用信息技術(shù)查閱資料進(jìn)行備課，上課時(shí)投影儀器圖片、播放化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻，利用電子平臺(tái)為學(xué)生布置作業(yè)等。“中度整合”是將信息技術(shù)嵌入教學(xué)中，將信息技術(shù)處理材料用于教學(xué)，如根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制作課件或者微課，課中利用flash實(shí)現(xiàn)微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)可視化，或者利用一些軟件搜集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行學(xué)生知識(shí)掌握情況的分析?！吧疃热诤稀笔菍⑿畔⒓夹g(shù)融入高中化學(xué)教學(xué)，基于教學(xué)的生成本質(zhì)，讓信息技術(shù)的功能、思維與教學(xué)中的教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容等要素相互滲透，形成高層次的融合，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在教學(xué)中的恰切呈現(xiàn)。如通過(guò)在智能化學(xué)習(xí)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)師生、生生、人機(jī)互動(dòng)和團(tuán)隊(duì)合作的課堂等。

二、信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)融合的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

信息技術(shù)的不斷革新和發(fā)展為學(xué)科融合教學(xué)提供了積極支持。巧妙融合運(yùn)用信息技術(shù)對(duì)整合信息化、數(shù)字化教育教學(xué)資源，創(chuàng)新設(shè)計(jì)多元化的課堂方式，實(shí)施激趣教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)情管理，推進(jìn)精準(zhǔn)有效的學(xué)科教學(xué)等具有鮮明的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

（一）提供豐富的教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的教學(xué)資源較單一，主要是教材、教師用書(shū)、練習(xí)冊(cè)。而在教育信息化背景下，學(xué)生可以利用信息技術(shù)尋找相關(guān)學(xué)習(xí)資源，開(kāi)闊視野，這也有利于學(xué)生養(yǎng)成勇于探索的科學(xué)精神。教師也可以從網(wǎng)絡(luò)上搜索各種情境素材輔助教學(xué)，塑造立體課堂，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)原理等科學(xué)角度關(guān)注科學(xué)技術(shù)和人類(lèi)社會(huì)文明，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）創(chuàng)設(shè)多元的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)

信息技術(shù)作為一種新型的教學(xué)輔助手段，打破了傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)在時(shí)間、空間上的局限。圖片、視頻、VR技術(shù)、手持技術(shù)等將抽象的概念、原理具體化，使學(xué)生能夠輕松理解、吸收知識(shí)。希沃白板、希沃授課助手等交互智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)了課件演示、視頻、音樂(lè)的隨意切換，教師不僅可以設(shè)置游戲活躍課堂，甚至還可以將學(xué)生練習(xí)實(shí)時(shí)上傳，有效促進(jìn)生生互動(dòng)、生師互動(dòng)，激發(fā)課堂上學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂中的主體地位，從而更有效地提升學(xué)習(xí)效果。

（三）加強(qiáng)學(xué)情管理，推進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)

課前，教師可利用QQ、微信、曉黑板等軟件或App給學(xué)生推送相關(guān)學(xué)習(xí)素材，并布置學(xué)習(xí)任務(wù)，也可通過(guò)線(xiàn)上交流等多種渠道了解學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)知障礙。在課堂中，教師對(duì)學(xué)生認(rèn)知的重難點(diǎn)設(shè)置進(jìn)階問(wèn)題，可以利用雨課堂等系統(tǒng)統(tǒng)一配套的反饋器，立刻看到學(xué)生的答題情況，并根據(jù)反饋結(jié)果及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，從而增強(qiáng)教學(xué)有效性。班級(jí)優(yōu)化大師則成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的多元評(píng)價(jià)，給學(xué)生全方位的評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)，給學(xué)生信心。同時(shí)，該App可以通過(guò)打分記錄學(xué)生在校情況，家長(zhǎng)也可看到同步數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)家校聯(lián)系。此外，智學(xué)網(wǎng)、課程幫常用于日?？荚嚪治觯槍?duì)錯(cuò)題進(jìn)行科學(xué)的診斷，能夠有效輔助教師評(píng)價(jià)，促進(jìn)教師教學(xué)反思，進(jìn)而因材施教，逐步實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)。

三、信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)融合的課例實(shí)踐

筆者以“弱電解質(zhì)的電離”為例，踐行《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中的要求，重視化學(xué)教材信息資源平臺(tái)的建設(shè)，提倡化學(xué)教材示范性地指導(dǎo)運(yùn)用化學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的應(yīng)用。

（一）內(nèi)容分析

本節(jié)課是魯科版選修4“化學(xué)反應(yīng)原理”模塊第三章內(nèi)容，該部分內(nèi)容較抽象，是對(duì)第二章“化學(xué)平衡”的深化和應(yīng)用。學(xué)生在高一階段已學(xué)習(xí)了“弱電解質(zhì)”“電離”等概念，對(duì)物質(zhì)微粒性有初步認(rèn)識(shí)，知道弱電解質(zhì)部分電離，在溶液體系中存在弱電解質(zhì)分子和電離的離子，但對(duì)電離的動(dòng)態(tài)平衡認(rèn)識(shí)模糊。本節(jié)課對(duì)于發(fā)展學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)有積極作用。

ABO血型在臨床接觸較廣，屬于常見(jiàn)遺傳學(xué)標(biāo)志，有研究指出，ABO血型基因位點(diǎn)和冠心病疾病的形成存在密切關(guān)聯(lián)，且各血型間糖基轉(zhuǎn)移酶活性差異為該疾病發(fā)生的重要機(jī)制[3]。而進(jìn)一步研究不同血型與心血管疾病的關(guān)聯(lián)性與作用機(jī)制，對(duì)日后防治心血管疾病以及評(píng)估預(yù)后方面具有重要意義。

（二）設(shè)計(jì)思路

1.基于素材，初建概念

（1）布置課前任務(wù)，上傳“曉黑板”App。首先，搜集“電離學(xué)說(shuō)”的發(fā)展歷史，并做成思維導(dǎo)圖；其次，根據(jù)“比較0.1mol·L-1鹽酸和醋酸的導(dǎo)電性”實(shí)驗(yàn)視頻，要求學(xué)生填寫(xiě)表1，并畫(huà)圖表示溶液成分，解釋鹽酸溶液的燈比醋酸亮的原因。

表1 比較0.1mol·L-1鹽酸和醋酸

（2）教師上傳優(yōu)質(zhì)微課，供學(xué)生學(xué)習(xí)“電離平衡常數(shù)”和“電離度”等相關(guān)概念。這樣，利用課本素材，借助App應(yīng)用支持，通過(guò)搜集相關(guān)學(xué)習(xí)資源，觀看實(shí)驗(yàn)視頻，完成好實(shí)驗(yàn)表格，從而使學(xué)生初步掌握了鹽酸和醋酸的相關(guān)概念。

2.基于實(shí)驗(yàn)，分析問(wèn)題

（1）反饋課前任務(wù)。首先，教師展示優(yōu)秀的“電離學(xué)說(shuō)”的發(fā)展史思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生進(jìn)入微觀世界的探析；其次，邀請(qǐng)學(xué)生解析導(dǎo)電性差異的表格和圖片，幫助學(xué)生鞏固弱電解質(zhì)溶液中微粒的種類(lèi)及數(shù)目等知識(shí)。

（2）建構(gòu)“弱電解質(zhì)的電離平衡”模型，利用數(shù)字化pH計(jì)測(cè)定CH3COOH溶解過(guò)程中的pH變化情況，完成表2。

表2 CH3COOH溶解過(guò)程中各微粒濃度變化情況表

播放視頻：CH3COOH在水中電離過(guò)程微觀動(dòng)畫(huà)。

思考與交流：用v（電離）和v（結(jié)合）分別表示醋酸電離過(guò)程中的正向速率和逆向速率，請(qǐng)結(jié)合視頻并類(lèi)比化學(xué)平衡的建立過(guò)程，畫(huà)出醋酸電離過(guò)程中的速率與時(shí)間關(guān)系圖。

①借助數(shù)據(jù)探討濃度對(duì)電離平衡的影響。根據(jù)表3數(shù)據(jù)及勒夏特列原理，完成表4。

表3 醋酸電離達(dá)到平衡時(shí)各種微粒的濃度（25℃）

表4 濃度對(duì)電離平衡的影響表

②借助手持技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)探討溫度對(duì)電離平衡的影響，完成表5。

表5 溫度對(duì)電離平衡的影響表

3.基于分析，解決問(wèn)題

（1）利用hiteach系統(tǒng)對(duì)學(xué)生本節(jié)課學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測(cè)定，了解學(xué)生的思維誤區(qū)。

（三）效果評(píng)析

1.教學(xué)情境多元化

學(xué)生在課前積極查閱“電離學(xué)說(shuō)”的發(fā)展歷史，利用化學(xué)史料，發(fā)揮想象力，將“電離學(xué)說(shuō)”發(fā)展史制作成思維導(dǎo)圖，促進(jìn)學(xué)生有效建立起知識(shí)體系，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生建立了“電離學(xué)說(shuō)”發(fā)展過(guò)程中科學(xué)觀念的重要轉(zhuǎn)變，并以史為線(xiàn)，激發(fā)學(xué)生探索學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，建立科學(xué)態(tài)度。學(xué)生從化學(xué)的過(guò)去看到現(xiàn)在，并展望化學(xué)科學(xué)發(fā)展的未來(lái)。課堂例題則采用實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的甲基紅、生活中的螞蟻叮咬，使學(xué)生從生活世界走向化學(xué)世界，帶著所學(xué)知識(shí)回歸現(xiàn)實(shí)的生活中，在探索解決實(shí)際問(wèn)題的同時(shí)有效培育起社會(huì)責(zé)任感。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究化

在本節(jié)課教學(xué)中，教師注重應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究來(lái)指引學(xué)生逐步得出科學(xué)結(jié)論。例如，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，借助圖表、圖片、視頻等多樣化的教學(xué)資源，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀結(jié)合的探究，透過(guò)宏觀化學(xué)現(xiàn)象探析微觀本質(zhì)。同時(shí)，還借助pH計(jì)、手持技術(shù)等實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)測(cè)定物理量變化，通過(guò)證據(jù)推理得出科學(xué)結(jié)論，促進(jìn)學(xué)生建立形成結(jié)論與證據(jù)之間的邏輯關(guān)系。在整個(gè)弱電解質(zhì)電離平衡的學(xué)習(xí)中，學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)了化學(xué)的動(dòng)態(tài)變化和平衡思想，強(qiáng)化了化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3.教學(xué)手段信息化

教師在本節(jié)課教學(xué)中巧妙將信息技術(shù)教學(xué)手段貫穿于課堂教學(xué)始終，如在課前適時(shí)利用“曉黑板”進(jìn)行學(xué)情分析，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)思維誤區(qū)；在課中又積極利用了希沃白板，為學(xué)生提供生動(dòng)直觀的課堂環(huán)境，促進(jìn)了高效的課堂互動(dòng)交流；hiteach等信息技術(shù)手段則為教師提供了數(shù)據(jù)反饋，便于教師實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的課堂探究學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)程，真正實(shí)現(xiàn)因材施教。這些信息化教學(xué)手段為優(yōu)化高中化學(xué)教學(xué)創(chuàng)造了新穎、便捷的教學(xué)環(huán)境，提供了有效的輔助教學(xué)工具，為培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)綜合能力和核心素養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，一線(xiàn)教師也應(yīng)深刻意識(shí)到，比技術(shù)更重要的是教師對(duì)待信息技術(shù)的開(kāi)放理念。在信息化2.0的推動(dòng)過(guò)程中，學(xué)校應(yīng)鼓勵(lì)將信息技術(shù)常態(tài)化，使教師接受并嘗試對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用。而教師對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用也應(yīng)逐步由簡(jiǎn)單結(jié)合提升到中度整合，最后實(shí)現(xiàn)深度融合。在未來(lái)的信息化進(jìn)程中，信息技術(shù)手段將更加豐富，教師可在實(shí)際教學(xué)中根據(jù)學(xué)科、課型、學(xué)段等要素選擇合適的技術(shù)手段輔助教學(xué)，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在高中化學(xué)教學(xué)中的精準(zhǔn)高效融合。