深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建高效化學(xué)課堂的教學(xué)實(shí)踐與思考

海南省農(nóng)墾中學(xué)(570226) 仲佳明

2018年頒布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》指出：“教育信息化是適應(yīng)教育發(fā)展的必然選擇，是教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生力量”。現(xiàn)代信息科技領(lǐng)域的迅速發(fā)展，為教育信息化提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，引領(lǐng)教育現(xiàn)代化的方向?，F(xiàn)代信息技術(shù)可以對傳統(tǒng)以講授為主的課堂教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化、補(bǔ)充，是一種具有科學(xué)性、高效性、便利性等特點(diǎn)的教育教學(xué)輔助手段和工具。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》中也積極倡導(dǎo)發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，探索現(xiàn)代技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的深度融合。

在此背景下，筆者一直嘗試在化學(xué)課堂實(shí)踐中融合現(xiàn)代信息技術(shù)，以期提高課堂教學(xué)的思維深度和效率，構(gòu)建集科學(xué)性、趣味性、發(fā)展性于一體的魅力課堂。現(xiàn)筆者結(jié)合日常教學(xué)、公開課展示等情況下的一些教學(xué)實(shí)踐，淺談深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建高效化學(xué)課堂的策略，并結(jié)合自身思考提出些許建議，僅供一線教師參考，歡迎同仁們批評指正。

1 現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的策略與實(shí)踐

筆者總結(jié)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的策略有以下特點(diǎn)。

1.1 以音頻技術(shù)創(chuàng)新情境嵌入方式，激發(fā)學(xué)生求知欲望與學(xué)習(xí)動(dòng)力

積極的情緒是學(xué)生進(jìn)行高效學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)、新奇而富有價(jià)值的學(xué)習(xí)情境來導(dǎo)入課堂或進(jìn)行教學(xué)環(huán)節(jié)的過渡，可以有效激發(fā)學(xué)生求知欲望，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)情緒，迅速將學(xué)生帶入到學(xué)習(xí)的氛圍中，還有利于引發(fā)學(xué)生積極思考。以現(xiàn)代信息手段為依托的音頻技術(shù)，創(chuàng)新了情境嵌入方式，為學(xué)生帶來更加立體化、可感知的情境體驗(yàn)。筆者在講解“影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素”時(shí)，考慮到本節(jié)課理論性較強(qiáng)，難以創(chuàng)設(shè)具體且貫穿學(xué)習(xí)過程的情境，于是利用PS軟件自制了系列化學(xué)史動(dòng)畫(見圖1)。簡短的動(dòng)畫展示，既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，順利引出教學(xué)內(nèi)容，又增強(qiáng)了學(xué)生的情感體驗(yàn)，使其感悟科學(xué)家的探索精神與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。在講解“氯氣”時(shí)，先播放微視頻“新冠肺炎疫情殺手之84消毒液”，學(xué)生學(xué)習(xí)情緒瞬間高漲，迫切想要知道84消毒液的成分是什么，為何能夠殺死病毒。

圖1 “影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素”動(dòng)畫設(shè)計(jì)

1.2 以數(shù)字化技術(shù)資源為輔助手段，突破教學(xué)難點(diǎn)與素養(yǎng)發(fā)展瓶頸

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科獲取證據(jù)材料的有效手段，通過實(shí)驗(yàn)獲取信息，進(jìn)而對信息進(jìn)行分析、加工、整合來掌握知識、發(fā)展素養(yǎng)，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重難點(diǎn)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常常涉及到肉眼不易觀察到的微觀層面上的現(xiàn)象，由于其現(xiàn)象的內(nèi)隱性，不能為學(xué)生提供足夠的證據(jù)材料，因而難以啟動(dòng)學(xué)生的思考程序，學(xué)習(xí)呈現(xiàn)表層化、機(jī)械化的現(xiàn)象，不利于發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為化學(xué)教學(xué)提供了以傳感器為代表的豐富的數(shù)字化技術(shù)資源，為突破教學(xué)難點(diǎn)與素養(yǎng)發(fā)展瓶頸提供了技術(shù)支撐。“影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素”課題中壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響，教材采用傳統(tǒng)的針管實(shí)驗(yàn)，通過顏色變化來推測平衡移動(dòng)的方向，由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，過程較為抽象，是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)所在。筆者利用色度計(jì)傳感器來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)前后的實(shí)驗(yàn)裝置(見圖2)，利用色度計(jì)傳感器，獲取瞬間壓縮注射器前后體系顏色變化帶來的透光率變化曲線(見圖3)，不僅使移動(dòng)過程顯性化，加深學(xué)生對平衡移動(dòng)連續(xù)性、動(dòng)態(tài)性的認(rèn)識，還可以有效突破“只減弱不抵消”的思維難點(diǎn)。

圖2 探究壓強(qiáng)對平衡影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

圖3 色度計(jì)獲取的體系透光率變化曲線

數(shù)字化虛擬實(shí)驗(yàn)室資源的合理使用，也是突破教學(xué)難點(diǎn)與素養(yǎng)發(fā)展瓶頸的助推劑。在進(jìn)行“晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的教學(xué)中，筆者利用“NOBOOK實(shí)驗(yàn)室”實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)，讓學(xué)生從立體三維視角觀察氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)模型(見圖4)，通過小組合作動(dòng)手操作，感受氯化鈉晶體的特點(diǎn)，形成對晶體結(jié)構(gòu)的正確認(rèn)識。虛擬實(shí)驗(yàn)室作為一種“微觀本質(zhì)宏觀化”的表征技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)抽象內(nèi)容具體化、晦澀內(nèi)容清晰化的有效工具。

圖4 “NOBOOK實(shí)驗(yàn)室”實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)中氯化鈉晶體模型

1.3 以信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為依托，優(yōu)化學(xué)情診斷與教學(xué)評價(jià)體系

以學(xué)生為主體的教育理念，要求教師在設(shè)計(jì)教學(xué)前，要充分了解學(xué)生已有知識基礎(chǔ)、認(rèn)知習(xí)慣以及所能達(dá)到的水平等情況，這也是教師因材施教，提高教學(xué)效度的有效方式。通過多種方式進(jìn)行持續(xù)性的教學(xué)評價(jià)，對學(xué)生的發(fā)展具有促進(jìn)作用，同時(shí)對后續(xù)教學(xué)的開展也具有導(dǎo)向性作用。傳統(tǒng)的學(xué)情診斷及教學(xué)評價(jià)模式由于時(shí)間、空間等方面因素的限制，多是根據(jù)教師的零散經(jīng)驗(yàn)、口頭鼓勵(lì)及書面考試等形式進(jìn)行，存在個(gè)例性及滯后性。以信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為依托，可以快速、高效地反饋學(xué)生情況，使學(xué)情診斷與教學(xué)評價(jià)體系更加多元化。筆者在講解“金屬鈉”之前，事先利用問卷星對全班學(xué)生進(jìn)行問題調(diào)查，隨后進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(見圖5)，一方面可以了解學(xué)生對金屬的認(rèn)知情況，合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，另一方面以此作為后續(xù)教學(xué)的再現(xiàn)素材，可以提高學(xué)生全面認(rèn)識問題的意識。在“金屬鈉”課堂教學(xué)中，利用平板電腦的問卷星程序建立習(xí)題庫，各教學(xué)環(huán)節(jié)的練習(xí)在線上進(jìn)行，客戶端顯示統(tǒng)計(jì)結(jié)果，反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師根據(jù)反饋結(jié)果及時(shí)調(diào)整課堂教與學(xué)行為，提高課堂針對性，完善過程性評價(jià)體系。在總結(jié)性評價(jià)方面，筆者所在學(xué)校使用“智能云”數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)反饋學(xué)生答題情況、成績起伏等信息，教師及學(xué)生可以依據(jù)信息對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評估。借助現(xiàn)代信息技術(shù)輔助學(xué)情診斷與教學(xué)評價(jià)，可以保證信息獲取的科學(xué)性、及時(shí)性、系統(tǒng)性、多元性，有利于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。此外，在教學(xué)中融入信息技術(shù)手段對學(xué)生進(jìn)行診斷和評價(jià)，也從一定程度上培養(yǎng)學(xué)生利用科學(xué)技術(shù)手段獲取有益信息的意識，提高其科學(xué)素養(yǎng)。

圖5 問卷星系統(tǒng)“金屬鈉”課前診斷數(shù)據(jù)

1.4 以多種媒體資源開拓教學(xué)空間，滿足學(xué)生個(gè)體發(fā)展差異性需求

因材施教一直是教育者追求的教育理念，但傳統(tǒng)班級授課制模式下的教學(xué)，由于時(shí)間、空間的有限性，加之學(xué)生認(rèn)知水平的差異，教師的教學(xué)定然不能滿足不同類型學(xué)生的差異性需求。微課、在線課堂等現(xiàn)代信息技術(shù)支撐下的多媒體教學(xué)資源，具有知識內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)場所等要素選取靈活、指向性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)班級授課教育的不足，拓展教學(xué)空間?！拔镔|(zhì)的量”一節(jié)中涉及宏微間的抽象聯(lián)系，對于初學(xué)者來說是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，于是筆者嘗試?yán)梅D(zhuǎn)課堂的方式來開展教學(xué)。按照教學(xué)內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)，將其拆解錄制成多個(gè)遞進(jìn)式微課作為學(xué)習(xí)資料，學(xué)生利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，并查缺補(bǔ)漏，相比于往屆學(xué)生，采用微課學(xué)習(xí)而后課堂釋疑的方式獲取知識的班級成員，整體學(xué)習(xí)效果較好。再如新冠肺炎疫情期間，各地均開展線上教學(xué)，筆者利用手機(jī)視頻軟件專門就綜合性的典型例題錄制微型小視頻，傳到班級微信群中供學(xué)生參考。教師在教學(xué)中充分利用多種媒體資源，給學(xué)生提供更多量體“選衣”的機(jī)會，開展面向全體學(xué)生的教學(xué)，是現(xiàn)代化教師的必備素養(yǎng)。

2 信息技術(shù)背景下的教學(xué)思考與建議

2.1 關(guān)注信息技術(shù)與教育教學(xué)內(nèi)容的適切度

如今，在時(shí)代的感召及教育部門的倡導(dǎo)下，課堂教學(xué)中融入現(xiàn)代信息技術(shù)，似乎成為各大公開課、展示課的“標(biāo)配”。以信息技術(shù)作為教學(xué)輔助工具確實(shí)使我們的課堂更具科學(xué)性與趣味性，但一味追求課堂形式的“高大上”，將使我們的教學(xué)趨向“異化”。因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，要充分剖析教學(xué)內(nèi)容，從知識體系的特點(diǎn)出發(fā)，關(guān)注信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容的適切度，巧用信息技術(shù)這把“利器”攻克教學(xué)的難點(diǎn)、疑點(diǎn)，發(fā)揮其積極正面作用，堅(jiān)決避免為了“用”而“用”的應(yīng)景式教學(xué)現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.2 考慮信息技術(shù)與學(xué)生已有水平的關(guān)聯(lián)度

人們常說，適合的才是最好的。受教育者是學(xué)習(xí)的主體，所有教學(xué)手段的實(shí)行都要充分考慮受教育者的情況。很多現(xiàn)代信息技術(shù)固然有很好的使用價(jià)值，但也要充分考慮到高中生自身的情況，如將大學(xué)中采用的現(xiàn)代化設(shè)備植入中學(xué)課堂中也未必是合理的選擇。教學(xué)中要事先了解評估學(xué)生的知識儲備、能力層級、學(xué)習(xí)習(xí)慣及認(rèn)知水平等情況，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容選取合適的現(xiàn)代信息技術(shù)手段來輔助教學(xué)，關(guān)注信息技術(shù)與學(xué)生已有水平的關(guān)聯(lián)程度，防止所選技術(shù)手段超出學(xué)生認(rèn)識范圍，額外增加學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，干擾學(xué)生思維能力的發(fā)展。

2.3 利用相應(yīng)技術(shù)成果促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)學(xué)科教育的重要開展形式，也是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的有效承載形式。當(dāng)下，傳感器等現(xiàn)代信息技術(shù)作為輔助手段已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)革新進(jìn)步的助推器，在實(shí)驗(yàn)可視化、證據(jù)獲取科學(xué)化等方面效果良好。因此教師在教學(xué)實(shí)踐中，要避免過于關(guān)注數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程性、忽視結(jié)果生成與分析的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)證據(jù)材料為素材，以合適的導(dǎo)向性問題來激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，利用相應(yīng)的技術(shù)成果來促進(jìn)學(xué)生對必備知識的理解、關(guān)鍵能力的提升與化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

2.4 提升自身對最新信息技術(shù)的認(rèn)識理解度

教育現(xiàn)代化首要應(yīng)是教師隊(duì)伍的現(xiàn)代化，信息技術(shù)應(yīng)用能力是信息化社會對教師專業(yè)能力的必備要求，也是發(fā)展學(xué)生信息能力與素養(yǎng)的必要前提。因此，站在教育教學(xué)最前沿的一線教師們，應(yīng)該堅(jiān)定教育使命感與責(zé)任感，突破安于現(xiàn)狀，不思求變的思想藩籬，在主動(dòng)接觸新鮮事物中不斷進(jìn)步，通過閱讀專業(yè)書籍、參與研修培訓(xùn)、同伴協(xié)同互助等方式提升自身對最新信息技術(shù)的認(rèn)識理解程度，在教學(xué)實(shí)踐中不斷嘗試融合現(xiàn)代信息技術(shù)，提升教學(xué)水平，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢。

3 小結(jié)

新時(shí)代的學(xué)生，是沐浴著信息化陽光成長起來的，無時(shí)無刻不在“享用”現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的碩果，教師和學(xué)生早已成為信息的傳播者，利用現(xiàn)代化技術(shù)對紛繁復(fù)雜的信息進(jìn)行搜集、整理、加工，獲取有效信息是現(xiàn)代生活必備的一項(xiàng)能力?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，極大地推動(dòng)了教育教學(xué)方式的變革，傳統(tǒng)教育早已搭乘上信息化這駕馬車，其與教學(xué)的結(jié)合絕不僅限于利用網(wǎng)絡(luò)搜集資料、獲取信息等淺層應(yīng)用，如何合理駕馭使其行穩(wěn)致遠(yuǎn)，以信息化促進(jìn)教育轉(zhuǎn)型升級，打造高質(zhì)量的現(xiàn)代教育體系，是教育者應(yīng)該思考并在實(shí)踐中不斷探索的課題。受到地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，現(xiàn)代信息技術(shù)與課堂的融合方式及深度也不盡相同，實(shí)現(xiàn)教育與現(xiàn)代信息技術(shù)的全面融合需要各方形成合力。作為一線教師，我們無力改變硬件設(shè)備的局限，卻可以提升自身使用現(xiàn)代信息技術(shù)的意識和能力，盡可能借助其力量來構(gòu)建高效、精彩的化學(xué)課堂。