信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)深度融合策略探索

柴瑞娟　張知愉　陳潔

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）指出，要關(guān)注信息化環(huán)境下的教學(xué)改革，關(guān)注學(xué)生個性化、多樣化的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求，著力發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。現(xiàn)代信息技術(shù)背景下，豐富的教育教學(xué)資源和便捷的交互技術(shù)為傳統(tǒng)課堂教學(xué)以及學(xué)生的線上自主學(xué)習(xí)提供了強大支撐。教育教學(xué)與信息技術(shù)的深度融合已然成為新課程、新教材背景下高中化學(xué)教學(xué)的重要需求。

一、現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

《上海市教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案（2021—2023）》為上海整體性推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、全方位賦能教育綜合改革擘畫了新的藍(lán)圖。隨著信息技術(shù)與教育教學(xué)的不斷融合，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)為依托的助學(xué)系統(tǒng)應(yīng)運而生，其對教育教學(xué)的多維度支撐逐漸顯現(xiàn)，主要體現(xiàn)在以下方面。

1.整合時空。線上豐富的教學(xué)資源的發(fā)布與反饋，突破了傳統(tǒng)教學(xué)在內(nèi)容、時間與空間方面的限制，在發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的同時，為知識鋪墊、學(xué)情檢測及視野拓寬提供了途徑。

2.多樣互動?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展使得教學(xué)工具更加多樣化。例如，教師可利用實時同屏工具直播課堂演示實驗，將實驗現(xiàn)象更直觀地呈現(xiàn)在每個學(xué)生的平板端，使原本小型化的裝置、不太明顯的實驗現(xiàn)象能夠成倍放大。這種方式提升了實驗呈現(xiàn)效果，讓學(xué)生加深了對知識的理解和記憶，豐富了師生的交流形式。再如，教師可利用隨機點名、搶答、小組比拼、投票等互動方式活躍課堂氣氛，提高學(xué)生注意力與積極性。

3.數(shù)據(jù)支持。及時的作業(yè)信息搜集、結(jié)果統(tǒng)計，可以讓教師更快地得到學(xué)生對知識的掌握情況，便于教師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方法，有效縮短信息反饋與糾正錯誤的時間；基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，教師進(jìn)行點對點指導(dǎo)，不僅能真正實現(xiàn)個性化教學(xué)，還能提高課后作業(yè)布置的針對性，減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)^[1]。

現(xiàn)代信息技術(shù)帶來的諸多便利也對教師提出了更高的要求。教師需要重新優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，建立以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)模式，使核心素養(yǎng)目標(biāo)落到實處。

二、線上線下融合式教學(xué)模式

線上線下融合式教學(xué)是一種融合在線學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，正在成為課堂教學(xué)新常態(tài)^[2]。線上線下融合式教學(xué)流程如圖1所示，在現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐下實現(xiàn)了“線上預(yù)習(xí)、拓寬視野，線下突破疑難問題、復(fù)習(xí)鞏固”的內(nèi)容重組、流程再造。需要說明的是，此處的線上學(xué)習(xí)是指提供線上資源，指導(dǎo)學(xué)生自主安排時間完成學(xué)習(xí)任務(wù)，而非采用直播授課或播放錄播的形式讓學(xué)生學(xué)習(xí)。

本研究以上?？茖W(xué)技術(shù)出版社版普通高中化學(xué)教科書必修第一冊“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)為例，依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》、學(xué)生已有知識儲備及認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，選取“生活中的消殺試劑”這一真實情境，鏈接“氧化還原反應(yīng)”學(xué)科核心知識，設(shè)計開展線上線下融合式教學(xué)，積極探索現(xiàn)代信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)的深度融合策略。

三、“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)設(shè)計與實施

（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）基于典型物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化，回顧氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念，完善氧化還原反應(yīng)認(rèn)知模型；

（2）從氧化還原反應(yīng)視角，分析并解釋化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)，提升證據(jù)意識；

（3）增強合理使用化學(xué)品的意識，能夠科學(xué)使用消毒劑，體會化學(xué)與生活的密切聯(lián)系。

2.評價目標(biāo)

（1）通過對氧化還原反應(yīng)的判斷和分析，診斷學(xué)生對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識水平，發(fā)展學(xué)生對氧化還原反應(yīng)認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化水平；

（2）通過H₂O₂（雙氧水）性質(zhì)探究、池水變綠揭秘活動，診斷并發(fā)展學(xué)生的實驗設(shè)計能力及實驗操作水平；

（3）通過對生活中常見消殺試劑的認(rèn)識，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)社會價值的認(rèn)識水平。

（二）教學(xué)流程

筆者從真實情境中挖掘核心學(xué)科問題，基于線上線下融合式教學(xué)模式形成如圖2所示的教學(xué)流程。

課前：（1）教師在線上發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，要求小組合作經(jīng)過信息檢索、信息整合，收集并梳理消殺試劑相關(guān)資料。這讓學(xué)生在發(fā)展資料收集能力的同時，可以體會化學(xué)在生產(chǎn)生活中的重要價值；（2）學(xué)生完成課前在線練習(xí)。教師及時收集作答數(shù)據(jù)，了解學(xué)生對氧化還原基本概念的掌握情況。

課中：（1）教師借助搶答、對比講評、在線練習(xí)及實時反饋工具，引導(dǎo)學(xué)生基于84消毒液制備原理回顧氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念，完善氧化還原反應(yīng)認(rèn)知模型；（2）教師以H₂O₂消毒液中H₂O₂這一物質(zhì)為切入點，引導(dǎo)學(xué)生論證該物質(zhì)為氧化劑或還原劑的原因，設(shè)計實驗方案驗證其氧化性或還原性，借助互動工具實現(xiàn)實驗報告的在線提交，在師生、生生互評中滲透研究無機物性質(zhì)的思路方法；（3）學(xué)生借助數(shù)字化實驗儀器測定84消毒液與H₂O₂消毒液混用后氧氣含量變化情況，自主分析解釋里約奧運會池水變綠這一實際問題的化學(xué)原理，教師實時同屏分享學(xué)生課堂實驗細(xì)節(jié)與成果，引導(dǎo)學(xué)生在分享與交流中形成問題解決的思路與模型。

課后：教師線上分享拓展性資源及個性化微課，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)、拓寬視野。

（三）實施策略

1.巧用工具，豐富教學(xué)形式

教師在資料分享、互動交流、實驗探究、課堂練習(xí)等環(huán)節(jié)中，充分利用便捷的互動工具如搶答、對比講評、屏幕廣播、實時練習(xí)與反饋等，豐富呈現(xiàn)與交流形式、增強師生互動與生生互動的同時，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、維持注意力。

2.優(yōu)選資源，激發(fā)學(xué)習(xí)動力

教師從真實情境素材中挖掘?qū)W科問題，構(gòu)建生產(chǎn)生活與學(xué)科核心概念的內(nèi)在聯(lián)系，在信息技術(shù)的支撐下提供豐富的教學(xué)資源（見表1），開展線上或線下教學(xué)活動。例如，優(yōu)選與化學(xué)消殺試劑相關(guān)的系列圖片、視頻、文獻(xiàn)資料，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力的同時，遷移學(xué)科知識、滲透學(xué)科思維與方法^[3]。

3.數(shù)據(jù)助力，及時反饋評價

智能評測在幫助教師了解學(xué)生表現(xiàn)的同時，也為教與學(xué)的調(diào)整提供依據(jù)。課前收集與分析氧化還原基本概念在線練習(xí)的數(shù)據(jù)，可以使教師更精準(zhǔn)地判斷學(xué)情，而非依靠經(jīng)驗進(jìn)行感性地評估與決策；整理與分析學(xué)生課中的互動情況、課后作業(yè)作答情況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，可以讓教師進(jìn)一步確定不同學(xué)生的知識盲點，進(jìn)而點對點推送微課，實現(xiàn)精準(zhǔn)的個性化教學(xué)。

基于學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況的統(tǒng)計結(jié)果，教師開展并強化對線上活動中資料收集、文獻(xiàn)閱讀、視頻觀看等的評價與反饋，如對資料收集情況的評價量表（見表2）。

4.雙線融合，再造教學(xué)流程

基于“線上預(yù)習(xí)、拓寬視野，線下突破疑難問題、復(fù)習(xí)鞏固”的設(shè)計思路，筆者構(gòu)建了“線上+線下”雙線融合的學(xué)習(xí)環(huán)境。課前教師在線上發(fā)布任務(wù)清單、學(xué)習(xí)資源、微課等，通過智能評測了解學(xué)情，實現(xiàn)教學(xué)有的放矢；推送閱讀材料引導(dǎo)學(xué)生了解真實情境下的化學(xué)問題，激發(fā)學(xué)生興趣。線下教學(xué)階段，教師引導(dǎo)學(xué)生完成合作探究、解決疑難問題，實現(xiàn)知識生長和思維提升。課后教師點對點推送微課等學(xué)習(xí)資源，鞏固所學(xué)、拓寬視野。與傳統(tǒng)課堂相比，課前的在線自主學(xué)習(xí)為線下的教學(xué)活動開展打下基礎(chǔ)，課后的延伸學(xué)習(xí)進(jìn)一步提高了教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度，部分學(xué)習(xí)內(nèi)容前置或后移，再造教學(xué)流程，建立以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)模式。

四、總結(jié)與反思

學(xué)生表示，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，線上線下融合式學(xué)習(xí)可以讓自己更自主地安排線上學(xué)習(xí)的時間與空間，同時，豐富的教學(xué)資源以及一系列的互動小工具更能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)課前、課中及課后的互動情況及相關(guān)反饋，大部分學(xué)生能夠按時完成線上任務(wù)、積極投入線下合作探討中，學(xué)習(xí)氣氛較為熱烈。但由于學(xué)生參與線上學(xué)習(xí)的主動性不同，線上提交的學(xué)習(xí)成果質(zhì)量存在較大差異。教師對調(diào)查報告、學(xué)習(xí)成果展示等的表現(xiàn)性評價也仍需進(jìn)一步加強。同時，相較于學(xué)習(xí)內(nèi)容，有部分學(xué)生對互動工具、互動形式表現(xiàn)出更大的興趣。綜合以上教學(xué)經(jīng)驗，筆者認(rèn)為信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)的深度融合應(yīng)注意：

（一）“人機交互”是輔助，切忌喧賓奪主

倘若傳統(tǒng)的教學(xué)方式即可達(dá)到要求，則無需捆綁濫用信息化平臺。哪些教學(xué)內(nèi)容適合借助“人機交互”平臺更好地呈現(xiàn)取決于教學(xué)中的學(xué)習(xí)活動形式。例如，數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析為即時評價與反饋環(huán)節(jié)提供支撐；多樣化的互動形式為課堂實驗、師生互動環(huán)節(jié)提供便利。如何盡可能避免學(xué)生的注意力被技術(shù)的應(yīng)用本身所吸引？這就要求教師依據(jù)不同的教學(xué)場景，適時適度地使用互動工具，磨合技術(shù)工具在教學(xué)中的有效運用。一切以提高教學(xué)實效為準(zhǔn)則，而非為了應(yīng)用而應(yīng)用。

（二）篩選優(yōu)質(zhì)資源，切忌重形輕實

素材資源是學(xué)習(xí)內(nèi)容的集合和延伸，充當(dāng)了重要的教學(xué)角色。學(xué)生在與多元和多源的各類資源（如文字、圖片、音頻、視頻、實驗素材等）的交互中，可以持續(xù)而有興致地學(xué)習(xí)。在數(shù)字資源無比豐富的時代，資源的優(yōu)選顯得格外重要。資源內(nèi)容、形式和數(shù)量的選取應(yīng)立足于學(xué)習(xí)問題的解決，以激發(fā)學(xué)生興趣、突出教學(xué)重點、突破教學(xué)難點、引發(fā)學(xué)生思考為切入點，重內(nèi)容而輕形式，最大限度地服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，以發(fā)揮其提升教學(xué)品質(zhì)的最大價值。

（三）關(guān)注活動評價，切忌機械單一

信息技術(shù)拓展了學(xué)習(xí)時空，豐富了學(xué)習(xí)方式，如何在多樣化的學(xué)習(xí)活動中充分落實“人人交互”？多樣化的師生、生生評價是關(guān)鍵。這需要將診斷性評價、形成性評價和總結(jié)性評價、學(xué)生自評和互評有機結(jié)合，并滲透在整個學(xué)習(xí)過程中。例如，觀察、記錄和分析學(xué)生在線上或線下各項活動過程中的表現(xiàn)，設(shè)置更具體化、多元化的評價指標(biāo)，多方位評價學(xué)生的參與意識、合作精神、實驗操作技能、語言表達(dá)能力、探究和分析問題的能力等，以評促學(xué)、以評促教^[4]。

（四）全面優(yōu)化教學(xué)流程，切忌顧此失彼

基于現(xiàn)代信息技術(shù)的教學(xué)設(shè)計優(yōu)化，不僅需要線下課堂活動中的教學(xué)方法改革，更需要教師對“課前、課中、課后”完整教學(xué)流程的全面優(yōu)化。優(yōu)化課前預(yù)習(xí)、課堂互動、作業(yè)布置與批改、課后輔導(dǎo)、學(xué)習(xí)評價各個環(huán)節(jié)，重組教學(xué)內(nèi)容，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，形成行之有效的教學(xué)流程，方能切實提升雙線融合教學(xué)的質(zhì)量。

信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，利用技術(shù)突破教學(xué)中的瓶頸，形成“1+1>2”的學(xué)習(xí)效應(yīng)。線上線下融合式教學(xué)正在成為課堂教學(xué)新常態(tài)，巧用互動工具、優(yōu)選教學(xué)資源、豐富評價方式、全面優(yōu)化教學(xué)流程是切實發(fā)揮信息技術(shù)對教學(xué)的輔助作用的必要基礎(chǔ)。讓我們一起為信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合助力，我們的教學(xué)之路會走得更寬、更遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[2] 景銳劍.“混合式學(xué)習(xí)”理念在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（4）：26-27.

[3] 葉躍娟，陸燕海，張禮聰.以情境豐富體驗 用問題啟發(fā)探究——指向核心素養(yǎng)培養(yǎng)的“鐵及其化合物的應(yīng)用”教學(xué)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2020（9）：21-24.

[4] 上海市教育委員會教學(xué)研究室.中學(xué)化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計指南[M].北京：人民教育出版社，2018.

（作者系華東師范大學(xué)第一附屬中學(xué)教師）

責(zé)任編輯：祝元志