信息技術(shù)促進(jìn)化學(xué)教學(xué)模式改革創(chuàng)新研究

李德志 姜虹

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)科技的高速發(fā)展，國家對教育提出了更高的要求，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展為課堂教學(xué)模式的改革創(chuàng)新提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，廣大高中化學(xué)教師也在教學(xué)過程中不斷探索，信息技術(shù)的使用也越來越多樣化。通過信息技術(shù)，教師可以獲得更多的教學(xué)資源，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行整合利用，教學(xué)方法也更加靈活多樣，教學(xué)更加豐富多彩，不僅可以開闊學(xué)生的視野，還可以幫助學(xué)生進(jìn)行深入的認(rèn)知和思考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；教育模式改革；信息技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)

信息科技的飛速發(fā)展，引起了對教育地位、作用的重新認(rèn)識，教師的教育觀念也迎來了更新和變革，高中化學(xué)的教育教學(xué)也必須相應(yīng)改變，才能應(yīng)對這樣的挑戰(zhàn)。新的信息科技不斷融合在教學(xué)中，為化學(xué)教學(xué)開辟了新的途徑。通過使用信息技術(shù)，教師可以將自己要教的知識更生動直觀地傳遞給學(xué)生，有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，縮短師生之間的距離，提高教學(xué)效率。

一、高中化學(xué)教學(xué)中信息技術(shù)運(yùn)用的必要性

傳統(tǒng)教學(xué)方式的教學(xué)滯后與信息社會知識爆炸式增長產(chǎn)生矛盾。傳統(tǒng)教學(xué)媒體除了黑板、粉筆、教材外，還有掛圖、模型等幫助，但這些內(nèi)容有時落后于科學(xué)發(fā)展，無法及時反饋前沿知識，阻礙學(xué)生新進(jìn)展、新知識的理解，阻礙知識的更新和擴(kuò)大。在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)、培養(yǎng)信息時代所需的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的前提下，有著極大的限制。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，明確提出了高中化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是化學(xué)教學(xué)的難點——如何從宏觀現(xiàn)象中探索微觀世界，如何在變化中理解平衡的奧秘，如何從實驗現(xiàn)象中挖掘背后的本質(zhì)，如何從枯燥的學(xué)科學(xué)習(xí)中樹立科學(xué)的世界觀和責(zé)任感。

融合信息技術(shù)可以將學(xué)生帶入奇妙的化學(xué)世界，增強(qiáng)學(xué)生的感官體驗，有助于學(xué)生理解化學(xué)問題。在實際教學(xué)中，化學(xué)教師需要發(fā)揮信息技術(shù)本身的優(yōu)勢，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，加強(qiáng)師生之間的相互交流，促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為信息技術(shù)下化學(xué)教學(xué)模式改革提供了理論基礎(chǔ)，它主張以學(xué)生為中心，學(xué)生是信息加工的主體，是知識意義的能動建構(gòu)者：知識不是由教師注入的，而是學(xué)習(xí)者在一定情況下通過合作、討論、交流、相互幫助，并且認(rèn)為是借必要的信息資源能動性地構(gòu)建的。所以，“情況創(chuàng)設(shè)”“合作討論”和“信息提供”是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的基本要素。建構(gòu)主義教學(xué)理論強(qiáng)調(diào)教師要成為學(xué)生自主建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者、課堂教學(xué)的主導(dǎo)者和組織者，而不是課堂的“主宰者”或知識灌輸者，學(xué)生主要用自主發(fā)現(xiàn)的方式學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為真正體現(xiàn)多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用優(yōu)勢的以學(xué)生為中心的教學(xué)模式提供了理論基礎(chǔ)。

二、探索信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)整合的教學(xué)模式

（一）課堂運(yùn)用視頻幫助學(xué)生學(xué)習(xí)

微觀探測是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。教師可以向?qū)W生展示具體的物質(zhì)，但很難展示其微觀結(jié)構(gòu)。教師可以進(jìn)行演示實驗，或者學(xué)生自己進(jìn)行實驗，但是很難展示化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制。因此，從宏觀認(rèn)識到微觀分析，實在是化學(xué)學(xué)習(xí)的難點。信息技術(shù)的發(fā)展可以很好地解決這個問題。運(yùn)用技術(shù)手段，生動形象地展現(xiàn)了物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)的微觀過程，在學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識的過程中為宏觀與微觀之間的鴻溝架起了橋梁。

Chem3D、ChemDraw、KingDraw、鴻鵠3D化學(xué)等多種軟件，有助于教師讓學(xué)生看到物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。學(xué)生可以比較直觀地觀察微觀粒子的三維空間結(jié)構(gòu)，如球體模型、比例模型、原子和分子電子云等，大大幫助了學(xué)生解決微觀世界不可見測量引起的學(xué)習(xí)障礙。教師不擅長使用這些軟件也沒關(guān)系。在強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)上，你可以在微信公眾號、抖音、快手等短視頻網(wǎng)站上找到大量視頻資源直接用于課堂教學(xué)。

此外，適當(dāng)插入與課程密切相關(guān)的視頻材料，有助于開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任。利用信息技術(shù)，通過創(chuàng)設(shè)情境，將與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖像、動畫、聲音、文字等作為材料引入課堂，通過多感官的參與，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而使學(xué)生的被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)。心理學(xué)家兼教育家布魯納所說的“學(xué)習(xí)的最高刺激是對所學(xué)材料的興趣”這句話也得到了很好的解釋。

（二）傳統(tǒng)課堂中輔助運(yùn)用希沃交互智能白板，希沃助手等實現(xiàn)計算機(jī)和手機(jī)的交互，豐富課堂，提高課堂效率，使評價即時、全面

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，師生互動也是必要的，需要展示學(xué)生掌握的知識。傳統(tǒng)的方法主要是通過學(xué)生的口頭表達(dá)和板書演示，能參加的學(xué)生數(shù)量很少，也往往需要時間。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、數(shù)字化等的發(fā)展，無數(shù)的電子產(chǎn)品被開發(fā)出來，課程與多媒體信息技術(shù)充分融合。在信息時代背景下，希沃互動智能平板電腦、希沃白板、希沃手機(jī)助理等硬件和軟件為課堂師生互動、生生互動、人機(jī)互動提供了技術(shù)支持[1]。

在課堂上最大可能實現(xiàn)電腦與手機(jī)的交互，將手機(jī)拍攝的圖片通過Wi-Fi傳輸?shù)诫娔X上，在大屏幕上展示，讓更多的學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果，相互交流，更加直觀高效。

（三）手持技術(shù)數(shù)字化實驗促進(jìn)學(xué)生在化學(xué)實驗過程中的深入學(xué)習(xí)

手持式技術(shù)的發(fā)展，對許多高中化學(xué)課程中的定量乃至定性實驗具有良好的輔助提高作用，手持式技術(shù)數(shù)字化實驗具有準(zhǔn)確、實時、可視化、定量化、自動化等技術(shù)特點。例如：利用壓力傳感器，將高中化學(xué)中影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的相關(guān)實驗由簡單觀察氣球變化，提升為準(zhǔn)確、實時、快速、自動收集氣體引起的氣壓變化曲線。

通過氣體傳感器，在金屬氧化的過程中能更直觀地感知氧的存在及其濃度變化，而不是用觀察容器內(nèi)的液面變化這樣的間接的方法。溶液中的離子反應(yīng)是高中化學(xué)的一個重點、難點，對于很多學(xué)生來說，從宏觀認(rèn)識到微觀探測是一條難以跨越的鴻溝，電導(dǎo)率傳感器、pH傳感器，幫助學(xué)生“觀察”離子的存在，深入了解離子反應(yīng)的原理，它可以幫助實現(xiàn)從宏觀到微觀的連接。

此外，通過這些手持技術(shù)的數(shù)字化實驗，如色度傳感器、濁度傳感器……，學(xué)生不僅可以在化學(xué)實驗活動中觀察實驗現(xiàn)象，還可以從微觀角度感知化學(xué)物質(zhì)，更深入理解化學(xué)反應(yīng)原理，構(gòu)建抽象概念，分析實驗數(shù)據(jù)不僅可以更直觀地形成結(jié)論，還可以幫助學(xué)生預(yù)測反應(yīng)趨勢。通過手持技術(shù)數(shù)字化實驗，使學(xué)生在從“觀察現(xiàn)象”到“表征本質(zhì)”的深入學(xué)習(xí)過程中發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[2]。

（四）疫病時代造就的在線課程

自2020年初特殊時期，各地師生開始適應(yīng)網(wǎng)上教學(xué)模式，從最初的茫然態(tài)度，到后來已經(jīng)習(xí)慣了，信息技術(shù)是其中最不可缺少的技術(shù)支撐。但網(wǎng)絡(luò)課程不同于線下，課程難度遠(yuǎn)高于線下。由于在線教學(xué)缺乏互動，課堂氣氛不足，教師無法直接面對學(xué)生，缺乏監(jiān)管，學(xué)生無法集中精力，并且在線教學(xué)中缺少師生之間、生生之間交流互動，學(xué)習(xí)氛圍不足。作業(yè)隨波逐流，還可以使用搜索軟件完成作業(yè)，這樣的課后反饋失去了意義。然而，我們必須承認(rèn)，網(wǎng)課作為信息技術(shù)背景下的新的教育形式，讓師生們在疫情下能夠擺脫時空和地域的局限，使用電腦、手機(jī)或者平板等硬件設(shè)施，通過釘釘會議、騰訊會議等視頻軟件就可以展開教育教學(xué)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膸熒?。這就要求作為教師，運(yùn)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)盡可能地獲取優(yōu)質(zhì)豐富的教育資源，豐富課堂，提高課堂魅力，提高課堂效率。

即使特殊時期結(jié)束，網(wǎng)課也有著不可替代的優(yōu)勢。網(wǎng)課豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，而且很多平臺除了直播，還能進(jìn)行課程回放，學(xué)生可以在學(xué)校上課之余觀看視頻回放加以補(bǔ)充，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)知識的途徑更廣泛。

（五）優(yōu)質(zhì)的微課資源是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的有力保障

隨著手機(jī)的普及，短視頻網(wǎng)站掀起熱潮，微課應(yīng)運(yùn)而生，越來越豐富。這種方式簡短，不用占用學(xué)生太多的時間，也可以作為課堂以及課外的補(bǔ)充。老師們各顯其能，或幽默風(fēng)趣，或深入淺出……多姿多彩的微課在豐富學(xué)生課余生活之余，也對他們的學(xué)業(yè)起到了良好的促進(jìn)作用，而且學(xué)生還可以針對自己的短板或者興趣進(jìn)行選擇。

優(yōu)質(zhì)的微課資源是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的有力保障。在課堂交流和評價環(huán)節(jié)中，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮了重要作用，很好地實現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，同時也有助于師生利用零碎的時間不斷學(xué)習(xí)。它把學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生身上，調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)流程的顛覆，引發(fā)了教師角色、授課模式、管理模式等一系列變革。信息技術(shù)下翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式示例如下，教學(xué)過程包括：環(huán)節(jié)1利用微課、互聯(lián)網(wǎng)自主預(yù)習(xí)—環(huán)節(jié)2課交流討論—環(huán)節(jié)3利用微課解析重難點—環(huán)節(jié)4總結(jié)提升—環(huán)節(jié)5利用問卷星進(jìn)行評價。各環(huán)節(jié)的設(shè)計意圖為：培養(yǎng)學(xué)生融合信息、自主學(xué)習(xí)的能力，激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)—培養(yǎng)表達(dá)、交往、合作能力，使學(xué)生有獲得學(xué)習(xí)的幸福感—發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)—形成化學(xué)概念和化學(xué)思想—推進(jìn)“教、學(xué)、評”一體化教學(xué)。

除了課程補(bǔ)充外，問卷星等平臺還可以作為在線作業(yè)和在線測試的良好載體。線上與線下相結(jié)合的教學(xué)模式變革，可以真正改變教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式，實現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的教學(xué)評的一致性。

（六）使用問卷星進(jìn)行在線測試，提高教與學(xué)的效率

問卷星考試功能可以涵蓋多種常見題型：單選題、多選題、判斷題、填空題等，而且支持考試文件的上傳，包括問卷的制作、屬性設(shè)置、問卷項目的發(fā)布。利用問卷星平臺進(jìn)行在線測試，可以幫助教師收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的信息，快速揭示學(xué)生的答題結(jié)果和錯誤統(tǒng)計，及時、有效地對本課堂進(jìn)行教學(xué)評價，幫助教師及時改進(jìn)教學(xué)，能夠更有針對性地進(jìn)行教學(xué)活動，既減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，又促進(jìn)課前課后知識的增強(qiáng)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，體現(xiàn)信息技術(shù)與課程體系的融合。

使用問卷星的在線測試可以在上課前、上課中、上課后進(jìn)行。在上新課之前，可以調(diào)查學(xué)情，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和學(xué)習(xí)需求。此外，根據(jù)學(xué)情設(shè)定更合理、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，可以更有效地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)中，隨堂小測可以幫助學(xué)生驗證本課的學(xué)習(xí)情況，及時得到結(jié)果分析，是一種形成性評價方法，教師可以在課堂中進(jìn)行弱勢部分的強(qiáng)化，提高課堂的時效性。也可用于課后作業(yè)、單元或?qū)ｎ}檢測等，提高評審效率，進(jìn)行精準(zhǔn)強(qiáng)化訓(xùn)練。

通過問卷星平臺創(chuàng)設(shè)問題情境，可以激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的問題意識和探究動機(jī)，引發(fā)學(xué)生的積極思考。在線問題解答使不同層次的學(xué)生在教學(xué)過程中發(fā)揮各自的才能和智慧，從而使所有學(xué)生都能有所得、享受成功的喜悅。

三、高中化學(xué)教學(xué)中信息技術(shù)運(yùn)用的意義

構(gòu)建多元教學(xué)模式，最大限度地拓展學(xué)生的思維和視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，大力優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展[3]。課堂已不再局限于教室，知識也不再禁錮于課本，可謂處處是課堂，時時有學(xué)問。隨著網(wǎng)絡(luò)越來越普及、越來越先進(jìn)，信息技術(shù)越來越為化學(xué)教學(xué)改革創(chuàng)新提供了更多的可能性，具有廣闊的發(fā)展前景。信息技術(shù)時代進(jìn)一步激活了對人的自主、和諧、可持續(xù)發(fā)展的推動，形成了被廣大個人和群體認(rèn)同的新價值觀。

（一）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性精神。只有創(chuàng)設(shè)良好的情境，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的興趣，在信息技術(shù)時代更容易在教學(xué)活動中創(chuàng)設(shè)良好的情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。在探究新知識的過程中，學(xué)生可以做出新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明、新創(chuàng)作。因此，創(chuàng)設(shè)良好的情況，可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望，更可以利用“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境，給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性精神活動，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

（二）培養(yǎng)學(xué)生開放的精神世界。信息技術(shù)時代每個人都可以通過各種信息手段、信息工具隨時隨地進(jìn)行溝通，不同的價值觀、不同的風(fēng)俗習(xí)慣、不同的生活方式直接展現(xiàn)在人們面前，不同國家、不同民族的人們通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式認(rèn)識、交流、學(xué)習(xí)、交往、進(jìn)行借鑒，達(dá)成共識、溝通和理解，大大增強(qiáng)了人的開放思想和開放意識，奠定了時代發(fā)展所需的開放精神。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的自主意識、平等意識?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代使階層概念逐漸失去價值，人人都有可能成為中心，人與人之間變得平等，不再受等級制度的控制，體現(xiàn)了人生平等的哲學(xué)意義。學(xué)校教育也越來越重視培養(yǎng)和塑造學(xué)生的這些價值觀，同時使人的自主發(fā)展意識不斷增強(qiáng)，個性意識不斷覺醒，使社會獲得了五光十色、個性夸張的多元化發(fā)展源泉。

（四）提高師生信息素養(yǎng)水平。當(dāng)今世界是信息爆炸的時代，信息和知識的時效性也越來越短，教育的目標(biāo)絕不是簡單地教知識，而是學(xué)會在新形勢下學(xué)習(xí)新知識的能力，以及發(fā)現(xiàn)信息、整理信息、分析信息、處理信息的信息素養(yǎng)水平彼此之間的差異正在逐漸形成。

結(jié)束語

總之，從教師層面看，信息技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的教學(xué)思維，現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，使多媒體、投影儀、互動白板、微課、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等各種現(xiàn)代化方式應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域，這些方式包括傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的模式相比，趣味性強(qiáng)、內(nèi)容更豐富、形象，能顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高課堂教學(xué)效果。同時信息技術(shù)的應(yīng)用，給課堂帶來了大量的優(yōu)質(zhì)資源，如動畫、視頻、圖像等信息資源，可以豐富化學(xué)課的內(nèi)容。

從學(xué)生層面看，在信息技術(shù)環(huán)境下，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動也更加豐富多樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，可以自主利用信息技術(shù)尋找相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，滿足自身的發(fā)展需求。同時學(xué)生也可以利用信息技術(shù)獲得更豐富多樣的資料，大大開闊了學(xué)生的視野，促進(jìn)了學(xué)生的良好發(fā)展。

當(dāng)然，作為教師，要清醒地認(rèn)識到，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)都是技術(shù)，不能代替教師的教育理念和專業(yè)修養(yǎng)，也不能代替教師授課。作為教師，要始終追求自身素質(zhì)的全面提高，掌握更多的先進(jìn)技術(shù)為自己的教育服務(wù)，是教師的最終目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[3]吳星，呂琳，劉金麗.發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的化學(xué)課堂教學(xué)變革[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2020（9）：1-4.

本文系河北省教育科學(xué)研究“十四五”規(guī)劃專項課題“信息技術(shù)促進(jìn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)模式改革創(chuàng)新研究”（課題編號：2107015）研究成果。