教育信息化2.0背景下初中化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與探索

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教育領(lǐng)域正在發(fā)生深刻的變革。2018年，教育部印發(fā)了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，這標(biāo)志著以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能為代表的信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。這一變革不僅改變了教師的教學(xué)方式，還改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，尤其是在注重實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐的初中化學(xué)教學(xué)中，信息技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力。在教育信息化2.0背景下，傳統(tǒng)的教學(xué)資源和授課方式已不能完全滿足新時(shí)代學(xué)生的需求，如何在初中化學(xué)教學(xué)中利用信息技術(shù)豐富教學(xué)資源、優(yōu)化教學(xué)方法，已成為擺在廣大初中化學(xué)教師面前的一個(gè)重要課題。文章探討了教育信息化2.0背景下初中化學(xué)教學(xué)的有效策略，以供參考。

一、緊貼課程要求，豐富教學(xué)資源

（一）動(dòng)畫模型，認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)

在教育信息化2.0背景下，教育資源的多樣性和互動(dòng)性得到了顯著增強(qiáng)。在初中化學(xué)教學(xué)中，教師借助動(dòng)畫模型，能夠直觀、生動(dòng)地展示物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生突破對(duì)分子、原子等抽象概念的理解難點(diǎn)。此外，動(dòng)畫模型的動(dòng)態(tài)演示功能可以模擬微觀粒子的運(yùn)動(dòng)與相互作用，加深學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

以人教版初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第三單元課題1“分子和原子”為例。這個(gè)課題的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生理解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。在教學(xué)中，首先，教師可以通過動(dòng)畫模型展示氧氣分子的組成情況，演示氧氣分子（O2）由兩個(gè)氧原子（O）通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的過程。在動(dòng)畫模型中，氧原子以紅色球體表示，可以清晰地展示兩個(gè)氧原子間的共價(jià)鍵形成過程。教師還可以播放分子運(yùn)動(dòng)的模擬視頻，直觀地展現(xiàn)分子在氣體狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)情況。其次，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合氧氣分子模型思考分子和原子的區(qū)別，并通過詳細(xì)闡述使學(xué)生了解分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子，而原子則是構(gòu)成分子的基本單位。最后，為了加深學(xué)生對(duì)相關(guān)概念的理解，教師可以繼續(xù)展示水分子（H2O）的動(dòng)畫模型，演示兩個(gè)氫原子（H）和一個(gè)氧原子（O）通過化學(xué)鍵結(jié)合的過程，并向?qū)W生講解共價(jià)鍵和分子極性的概念。通過生動(dòng)的動(dòng)畫演示和教師的講解，學(xué)生能更加直觀地理解分子與原子是如何構(gòu)成物質(zhì)的，以及分子之間的相互作用。這種動(dòng)畫演示不僅使學(xué)生進(jìn)一步理解了分子運(yùn)動(dòng)和溫度的關(guān)系，還讓他們親身體驗(yàn)了科學(xué)探究的過程。

（二）模擬實(shí)驗(yàn)，探究燃燒條件

通過模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在線上平臺(tái)進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而突破線下實(shí)驗(yàn)的局限性。燃燒作為化學(xué)反應(yīng)中的常見現(xiàn)象，其條件和過程涉及多個(gè)因素，如溫度、氧氣濃度和可燃物質(zhì)的狀態(tài)等，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室做相關(guān)實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性。通過模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中多次調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，直觀探究燃燒的基本條件及影響因素，這可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的安全性，加深學(xué)生對(duì)燃燒反應(yīng)的理解，為初中化學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新提供新的方向和思路。

以人教版初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第七單元課題1“燃料的燃燒”為例，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過模擬實(shí)驗(yàn)探究燃燒所需的條件。在課堂教學(xué)中，首先，教師可以利用多媒體設(shè)備播放一段展示不同物質(zhì)（如碳、鎂）的燃燒過程的動(dòng)畫。通過動(dòng)畫，學(xué)生可以清晰地觀察碳元素（C）在氧氣（O2）環(huán)境中發(fā)生燃燒生成二氧化碳（CO2）的過程，以及鎂（Mg）在空氣中燃燒生成氧化鎂（MgO）的過程。其次，教師可以指導(dǎo)學(xué)生做好利用信息技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備，并設(shè)置三個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)條件：一是增加氧氣濃度，二是降低溫度，三是更換燃料種類（如木炭、汽油）。最后，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。在模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，學(xué)生可以逐步調(diào)整氧氣濃度，并觀察在不同氧氣條件下燃燒反應(yīng)速度的變化情況。通過這一實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)氧氣濃度增加時(shí)，燃燒更加劇烈；當(dāng)氧氣不足時(shí)，燃燒則無法順利進(jìn)行。同時(shí)，通過演示鎂條在純氧和空氣中的燃燒對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠直觀感受到純氧環(huán)境中的燃燒現(xiàn)象更為劇烈，火焰也更加明亮。

二、指向認(rèn)知心理，拓展教學(xué)路徑

化學(xué)與人類生活密切相關(guān)。在教育信息化2.0背景下，教師在初中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，并巧妙地將化學(xué)知識(shí)融入日常生活。教師通過引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析生活中的化學(xué)現(xiàn)象，能夠提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和探究精神，從而有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

以人教版初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第四單元課題2“水的組成”為例。教師在教授相關(guān)知識(shí)時(shí)可以結(jié)合生活中水資源的使用場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生探究化學(xué)知識(shí)在水凈化中的應(yīng)用。首先，教師可以利用多媒體設(shè)備展示生活中常見的水污染現(xiàn)象，如工業(yè)廢水、生活污水等。再將這些生活現(xiàn)象與化學(xué)知識(shí)結(jié)合，講解水的分子結(jié)構(gòu)（H2O）及水中可能含有的污染物質(zhì)，如重金屬離子、氯離子等。其次，教師可以組織模擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生通過虛擬平臺(tái)模擬凈水過程，如通過蒸餾、過濾、沉淀等手段去除水中的污染物。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅可以加深對(duì)水的物質(zhì)組成及其物理和化學(xué)性質(zhì)的理解，還可以了解化學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用價(jià)值。最后，教師可以布置課后探究任務(wù)，要求學(xué)生以小組為單位，調(diào)查家中或社區(qū)的水質(zhì)情況，如檢測(cè)自來水中的pH值、硬度等，并討論水質(zhì)是否符合飲用標(biāo)準(zhǔn)。通過這樣的活動(dòng)，學(xué)生不僅能將課堂上學(xué)到的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，還能逐步養(yǎng)成科學(xué)的觀察與分析習(xí)慣，提高對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的敏感度。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生討論在生活中如何合理利用和保護(hù)水資源，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)其社會(huì)責(zé)任感。

三、聚焦品質(zhì)學(xué)習(xí)，創(chuàng)新教學(xué)模式

（一）翻轉(zhuǎn)式教學(xué)，引導(dǎo)自主探究

在教育信息化2.0背景下，翻轉(zhuǎn)課堂是一種新型教學(xué)模式，它鼓勵(lì)學(xué)生在課前自主探究，在課堂上通過討論、實(shí)踐和合作來加深對(duì)知識(shí)的理解并提高知識(shí)應(yīng)用能力。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式徹底改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)流程，它通過課前自主學(xué)習(xí)和課堂討論實(shí)踐，使學(xué)生從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究知識(shí)。在教育信息化2.0背景下，教師在初中化學(xué)教學(xué)中采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，還能使學(xué)生逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，提高解決實(shí)際問題的能力。

以人教版初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第五單元課題1“質(zhì)量守恒定律”為例。在教學(xué)中，教師可以通過翻轉(zhuǎn)課堂引導(dǎo)學(xué)生自主探究。在上課前，教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)自主學(xué)習(xí)任務(wù)，要求他們利用網(wǎng)絡(luò)查閱與質(zhì)量守恒定律相關(guān)的資料，并提出至少三個(gè)問題。在課堂上，教師先讓學(xué)生分享他們?cè)陬A(yù)習(xí)過程中提出的問題，然后組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，嘗試自主解決問題。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞特定的反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行深入探討，如“如何完成鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂的實(shí)驗(yàn)”，并讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作來驗(yàn)證討論結(jié)果。通過翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生不僅能夠在課堂上加深對(duì)質(zhì)量守恒定律的理解，還能通過參與實(shí)驗(yàn)和小組討論，提高批判性思維能力和合作能力。翻轉(zhuǎn)課堂可以有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的消化與應(yīng)用，學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)。

（二）混合式教學(xué)，提升綜合素養(yǎng)

混合式教學(xué)是一種融合線上和線下的新型教學(xué)模式。在教育信息化2.0背景下，混合式教學(xué)已被普遍應(yīng)用于初中化學(xué)教學(xué)?；旌鲜浇虒W(xué)不僅保留了傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，還在數(shù)字資源和信息技術(shù)的支持下打破了時(shí)間與空間的限制，為學(xué)生提供了更加靈活、多元的學(xué)習(xí)方式。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生不僅能加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和記憶，還能通過實(shí)驗(yàn)操作和小組討論，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，從而有效提升綜合素養(yǎng)。

以人教版初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第六單元課題3“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取”為例。在課前，教師可以將關(guān)于二氧化碳的性質(zhì)及制取步驟的視頻上傳至學(xué)習(xí)平臺(tái)，要求學(xué)生觀看并掌握基本的實(shí)驗(yàn)原理和步驟。該視頻需要演示石灰石（碳酸鈣，CaCO3）與稀鹽酸（HCl）反應(yīng)生成二氧化碳（CO2）的實(shí)驗(yàn)過程，并詳細(xì)闡述該反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCO3+2HCl＝＝CaCl2+CO2↑+H2O。在課堂上，教師可以組織學(xué)生分組討論課前的學(xué)習(xí)內(nèi)容，重點(diǎn)討論實(shí)驗(yàn)中可能遇到的問題及解決方案，在此基礎(chǔ)上安排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取操作，以驗(yàn)證課前學(xué)到的理論知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生通過小組合作記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后，教師可以引導(dǎo)他們將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論知識(shí)進(jìn)行對(duì)比分析，討論實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的誤差及改進(jìn)方案。通過這種線上預(yù)習(xí)與線下實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式，學(xué)生不僅可以加深對(duì)二氧化碳制取過程的理解，還可以通過實(shí)驗(yàn)操作提高動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

結(jié)語

在教育信息化2.0背景下，教師在初中化學(xué)教學(xué)中不僅要傳授理論知識(shí)，還要提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。信息技術(shù)為教師提供了更為高效的教學(xué)手段，不僅極大地豐富了教學(xué)資源，還顯著增強(qiáng)了教學(xué)效果。未來的初中化學(xué)課堂將是知識(shí)與智慧交會(huì)的殿堂，是學(xué)生與物質(zhì)世界溝通的橋梁。因此，教師應(yīng)不斷提高自身的信息化教學(xué)水平，增強(qiáng)教學(xué)實(shí)效，從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

（作者單位：江蘇省興化市戴窯中學(xué)）