基于信息技術(shù)的高中化學(xué)探究式教學(xué)研究

徐賀宇

摘? 要? 基于信息技術(shù)的探究式教學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)中可以有效突破認(rèn)知難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。分析基于信息技術(shù)的探究式教學(xué)目標(biāo)和實(shí)施現(xiàn)狀，運(yùn)用創(chuàng)新課例闡釋高中化學(xué)課程中如何設(shè)計(jì)、實(shí)施融合信息技術(shù)的探究式教學(xué)，為其應(yīng)用于高中化學(xué)教學(xué)實(shí)際提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞? 信息技術(shù)；高中化學(xué)；探究式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.8? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）01-0123-05

0? 引言

應(yīng)試模式下“粉筆+黑板”的傳統(tǒng)教學(xué)方式知識(shí)容量大，但忽略了學(xué)生的個(gè)體差異和創(chuàng)造能力，導(dǎo)致知識(shí)與能力脫節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息技術(shù)下的教學(xué)改革成為教學(xué)工作者關(guān)注的新焦點(diǎn)[1]。

同時(shí)，化學(xué)學(xué)科注重實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，探究式教學(xué)模式一直是教育工作者探討的熱門話題，但由于化學(xué)微觀組成難以通過肉眼觀察，學(xué)生經(jīng)過探究后對微觀本質(zhì)的理解與輸出仍存在困難，而信息技術(shù)卻能準(zhǔn)確感知這些微觀變化并將這些信號(hào)表征為準(zhǔn)確的數(shù)字和圖線。開展信息技術(shù)環(huán)境下的探究式教學(xué)，深化教育教學(xué)改革，提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，滿足時(shí)代發(fā)展需求，必能取得1+1＞2的效果。

1? 信息技術(shù)與課程整合的內(nèi)涵與研究現(xiàn)狀

整合即不同領(lǐng)域的不同要素相互滲透、互相作用形成一個(gè)新的整體，進(jìn)而發(fā)揮最大的效益。2000年美國率先提出“培養(yǎng)信息素養(yǎng)，將數(shù)字化內(nèi)容與各學(xué)科課程相整合”[2]。

我國1998年首次提出課程整合概念，1999年正式進(jìn)入研究階段。從2004年開始，通過IICT途徑提高各學(xué)科教學(xué)質(zhì)量與效率成為主要研究方向，由于傳統(tǒng)教育觀念和條件限制，教學(xué)技術(shù)與課程整合缺少明確的實(shí)施方案，重硬件、輕教學(xué)實(shí)踐的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

關(guān)于信息技術(shù)與課程整合的概念界定，通常包括南國農(nóng)教授的“工具說”、李克東教授的“方式說”、何克抗教授的“環(huán)境說”[3]，這三種觀點(diǎn)都強(qiáng)調(diào)了利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)教師主導(dǎo)學(xué)生主體的教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，落實(shí)對學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

2015年以來，手持技術(shù)在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用得到了諸多關(guān)注[4]，而后虛擬實(shí)驗(yàn)室也成為一線教師關(guān)注的焦點(diǎn)。這些新手段具有便攜、靈敏、實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)輸出直觀等優(yōu)點(diǎn)，且化學(xué)學(xué)科的電流、電壓、氣壓、電導(dǎo)率、濃度等不易追蹤的數(shù)據(jù)都可以通過手持技術(shù)捕捉到，為一線教學(xué)創(chuàng)造了新情境，為學(xué)生創(chuàng)造了新體驗(yàn)。

在教學(xué)模式方面，信息技術(shù)與化學(xué)課程整合構(gòu)建的諸多教學(xué)模式中，被化學(xué)教學(xué)研究者廣泛關(guān)注、創(chuàng)新程度較高且研究時(shí)間最長的就是探究式教學(xué)。本文也從基于信息技術(shù)的高中化學(xué)探究式教學(xué)為切入點(diǎn)，分析梳理具體的創(chuàng)新教學(xué)實(shí)例，探尋基于信息技術(shù)的化學(xué)探究式教學(xué)的設(shè)計(jì)思路與實(shí)施方案。

2? 基于信息技術(shù)的高中化學(xué)探究式教學(xué)目標(biāo)和意義

2.1? 基于信息技術(shù)的高中化學(xué)探究式教學(xué)目標(biāo)

2.1.1? 創(chuàng)新應(yīng)用教育教學(xué)理論，凸顯學(xué)科特色

高中化學(xué)學(xué)習(xí)是通過化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象充分挖掘方程式、反應(yīng)本質(zhì)的過程，需要培養(yǎng)和提高分析能力、觀察力和模型思想。探究式教學(xué)使學(xué)生從已有知識(shí)出發(fā)，通過一系列的科學(xué)探究過程實(shí)現(xiàn)新知識(shí)的建構(gòu)，對高中化學(xué)的學(xué)習(xí)有極大的促進(jìn)作用，信息技術(shù)手段的加入能更好地發(fā)揮探究式教學(xué)優(yōu)勢，以新穎的知識(shí)呈現(xiàn)方式調(diào)動(dòng)學(xué)生探究意識(shí)。

另外，憑借信息技術(shù)手段在教育教學(xué)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、師生互動(dòng)、評價(jià)方式等教學(xué)要素的創(chuàng)新，最大程度優(yōu)化教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，涉及微觀概念、微觀結(jié)構(gòu)、流程復(fù)雜、危險(xiǎn)或條件苛刻的實(shí)驗(yàn)可以借助信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)，充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科特色。

2.1.2? 優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)充教學(xué)資源

當(dāng)前，探究式教學(xué)已得到了廣泛認(rèn)可，但在具體應(yīng)用中還存在一些誤區(qū)與局限性?！盀榱颂骄慷骄俊钡默F(xiàn)象比較嚴(yán)重，課程設(shè)計(jì)過于刻板，具體環(huán)節(jié)依舊是傳統(tǒng)教學(xué)手段，浪費(fèi)學(xué)生精力，人為造成認(rèn)知難度。信息技術(shù)與課程整合從改進(jìn)工具、創(chuàng)新教學(xué)方式、打造新的教學(xué)環(huán)境（模式）逐漸遞進(jìn)。特別是近10年，慕課、微課的在線課堂形式，打破了片面強(qiáng)調(diào)技術(shù)的單向整合觀，引發(fā)了課程形態(tài)、教學(xué)模式的深度變革?；瘜W(xué)教學(xué)要素中加入了“教學(xué)媒介”這一重要組分，可以有效地調(diào)節(jié)教學(xué)要素之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，它與教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容是相輔相成、互相影響的。

高中化學(xué)知識(shí)繁多，相似的概念很容易成為學(xué)生的易混易錯(cuò)點(diǎn)。近10年來，隨著微課技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，以高中化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)的創(chuàng)意微課的數(shù)量、質(zhì)量大幅提高，豐富了高中化學(xué)教學(xué)形式、擴(kuò)充了高中化學(xué)教學(xué)資源。

2.1.3? 培養(yǎng)具有信息素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才

21世紀(jì)是信息的時(shí)代、是創(chuàng)新的時(shí)代。信息技術(shù)與化學(xué)探究式教學(xué)的結(jié)合為學(xué)生自主探索、資源共享、合作學(xué)習(xí)提供了理想的平臺(tái)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，推動(dòng)學(xué)生主體的科學(xué)教學(xué)理念的落實(shí)。學(xué)生收集、分析、運(yùn)用有效信息的能力得到充分鍛煉，創(chuàng)新實(shí)踐能力、信息提取能力被有效激發(fā)，有助于學(xué)生終身學(xué)習(xí)，為培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的創(chuàng)新人才提供保障。

2.2? 基于信息技術(shù)的探究式教學(xué)在高中化學(xué)教學(xué)中的意義

對學(xué)生而言，基于信息技術(shù)的化學(xué)探究式教學(xué)有助于提高信息素養(yǎng)，鍛煉學(xué)生收集、分析、運(yùn)用有效信息的能力；促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展，不同程度的學(xué)生都可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力、興趣來選擇性的深入探究相關(guān)知識(shí)，接收新知識(shí)的速度、進(jìn)度也不再有統(tǒng)一的限制，真正實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)學(xué)生主體作用；還能培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作溝通能力，小組成員分工合作，有效溝通、集思廣益，實(shí)現(xiàn)對知識(shí)的理解與建構(gòu)。

對于教師來說，基于信息技術(shù)的化學(xué)探究式教學(xué)有助于促進(jìn)教師角色轉(zhuǎn)變，采用信息技術(shù)與探究式教學(xué)相結(jié)合的新型教育方式，老師更多的只是引導(dǎo)作用，更大程度發(fā)揮學(xué)生自身的主觀能動(dòng)性；還有助于促進(jìn)教師終身學(xué)習(xí)，激發(fā)教學(xué)新動(dòng)力。信息技術(shù)與探究式教學(xué)的結(jié)合，需要教師接收新知識(shí)，提前獲取大量有關(guān)教學(xué)內(nèi)容的情景與信息，更新教學(xué)觀念、創(chuàng)新教學(xué)策略，提高專業(yè)水平。

3? 基于信息技術(shù)的高中化學(xué)探究式教學(xué)實(shí)踐

3.1? 課例概述

教學(xué)課例如表1所示。

3.2? 課例評析

如圖1所示，本節(jié)課的設(shè)計(jì)思路和實(shí)施流程大致包含“導(dǎo)言”“小組任務(wù)確定”“小組活動(dòng)過程與建議”“資源引導(dǎo)”“展示與匯報(bào)”“模型構(gòu)建”“測試與評價(jià)”七個(gè)環(huán)節(jié)。本節(jié)課通過連鎖的核心問題，使學(xué)生明確探究任務(wù)的同時(shí)，滲透進(jìn)化學(xué)思想方法，整堂課探究線、問題線、活動(dòng)線、思想方法線清晰流暢。

以一張濾紙引發(fā)的微博熱搜為切入點(diǎn)，通過濾紙灰成分探究的驅(qū)動(dòng)性任務(wù)，采取信息技術(shù)與探究式學(xué)習(xí)結(jié)合的新方式，加強(qiáng)對學(xué)生分析、解決物質(zhì)轉(zhuǎn)化問題的模型思維的鍛煉，落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。從教學(xué)意義上說，通過本節(jié)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)學(xué)生能夠自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對多個(gè)可能方案進(jìn)行優(yōu)選，使用信息技術(shù)手段優(yōu)化了學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可以從自己的基礎(chǔ)出發(fā)設(shè)計(jì)研究方案，充分體現(xiàn)學(xué)生“個(gè)性”與“主觀能動(dòng)性”，落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。另外，對于金屬及其化合物之間轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)，無論是對化學(xué)知識(shí)本體的學(xué)習(xí)，還是人類的生產(chǎn)生活都具有重要的意義。

3.3? 學(xué)生反饋

課后學(xué)生填寫了學(xué)習(xí)評價(jià)表，獲得的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

通過表中數(shù)據(jù)可知，整體來看，學(xué)生對這節(jié)信息技術(shù)與探究式教學(xué)相結(jié)合的化學(xué)課評價(jià)極高、自我收獲值總體較高。從課前準(zhǔn)備和課堂表現(xiàn)來看，所有學(xué)生都提前準(zhǔn)備好了材料和工具以小組合作方式完成探究任務(wù)，說明學(xué)生的求知欲望得到充分激發(fā)。從知識(shí)方法的掌握情況來看，90%以上的學(xué)生認(rèn)為自己獲得了極大的提高，進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的知識(shí)提升（99.5%）要優(yōu)于方法上的提高（91.8%），說明學(xué)生之前對這種信息技術(shù)與探究式教學(xué)相結(jié)合教學(xué)方法的接觸頻率較低，即平時(shí)教師可能不經(jīng)常使用探究式教學(xué)方法，導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)探究的一般方法和一般步驟比較陌生。從學(xué)生的思維發(fā)展角度來看，98.7%的學(xué)生認(rèn)為自己開動(dòng)了腦筋，實(shí)現(xiàn)了自己力所能及范圍內(nèi)的創(chuàng)新。

綜上所述，本節(jié)化學(xué)課是充分激發(fā)學(xué)生潛能、發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的成功課例。

4? 實(shí)施經(jīng)驗(yàn)與注意事項(xiàng)

4.1? 利用信息手段創(chuàng)設(shè)真實(shí)的探究情境

信息技術(shù)與探究式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式需要利用信息技術(shù)手段使問題簡明化、形象化。教師必須深入挖掘教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生提出有探究價(jià)值的科學(xué)問題，這就要求“導(dǎo)言”部分必須具有真實(shí)性、引導(dǎo)性和啟發(fā)性[5]。

另外創(chuàng)設(shè)的情景要盡可能貫穿整節(jié)課的探究活動(dòng)，即圍繞情景線設(shè)計(jì)問題線、知識(shí)線、活動(dòng)線，使整節(jié)課脈絡(luò)清晰、重點(diǎn)突出。學(xué)生在結(jié)束一系列的探究活動(dòng)之后能從情境中有所感悟，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際，甚至能提出新的有探究價(jià)值的問題，為學(xué)生課下的再學(xué)習(xí)、再探究、再提高打下基礎(chǔ)。

4.2? 教師是探究活動(dòng)的參與者和引導(dǎo)者

在探究式教學(xué)中教師不能成為學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的旁觀者，在成立小組、方法指導(dǎo)、整理匯報(bào)等環(huán)節(jié)需要及時(shí)引導(dǎo)與點(diǎn)撥。由于學(xué)生檢索能力和知識(shí)結(jié)構(gòu)存在局限性，教師要為學(xué)生提供必要的信息資料，做好對各小組的探究學(xué)習(xí)指導(dǎo)工作，避免學(xué)生精力的不必要浪費(fèi)，提高課堂效率。

教師還要對各小組的探究方案設(shè)計(jì)進(jìn)行點(diǎn)評和點(diǎn)撥；在交流匯報(bào)環(huán)節(jié)，教師要點(diǎn)評學(xué)生的探究過程和結(jié)果，幫助學(xué)生找到做得比較好的環(huán)節(jié)和需要修正的環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生客觀全面地分析、驗(yàn)證探究結(jié)論，促進(jìn)學(xué)生逐步樹立科學(xué)探究意識(shí)、提高探究能力。

4.3? 充分激發(fā)學(xué)生的探究潛力和欲望

不同基礎(chǔ)的學(xué)生探究能力、信息提取能力是有差異的。因此在組建探究性學(xué)習(xí)小組的過程中，教師應(yīng)適當(dāng)均衡、協(xié)調(diào)小組成員之間的學(xué)習(xí)能力差距。小組成員的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力差異不宜過大，且成員間的優(yōu)勢、性格盡可能做到互補(bǔ)，這樣能最大程度保障所有學(xué)生找到自己在合作探究中的價(jià)值和發(fā)力點(diǎn)，最大程度保證全員參與，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與探究活動(dòng)的積極性。

4.4? 不可將真實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)完全替換成虛擬實(shí)驗(yàn)

虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)憑借信息技術(shù)呈現(xiàn)，危險(xiǎn)性小、操作簡單、現(xiàn)象明顯、可復(fù)制性強(qiáng)，但是缺乏學(xué)生對真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器、藥品的感性認(rèn)知。課標(biāo)中的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)安全性高、成功率高、現(xiàn)象明顯，有助于理解記憶物質(zhì)的性質(zhì)。在真實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對質(zhì)量、溫度、聲音、顏色變化的真實(shí)感知以及動(dòng)手能力的提高是虛擬實(shí)驗(yàn)無法替代的。必須通過真實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)學(xué)生意志力、科學(xué)精神、敏銳觀察力、全方位思考能力的培養(yǎng)和鍛煉。

5? 參考文獻(xiàn)

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