信息技術(shù)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)融合應(yīng)用研究

摘"要：為了推進(jìn)新課標(biāo)改革，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，要將信息技術(shù)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)相結(jié)合，這樣能使課堂變得有趣，滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，建設(shè)有效的課堂。信息技術(shù)改變了原有的教學(xué)模式，教師借助信息技術(shù)的多種手段實(shí)施課堂教學(xué)，使教學(xué)環(huán)境和課堂結(jié)構(gòu)得到充實(shí)和優(yōu)化，突破教學(xué)重難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和教師的教學(xué)效率。因此，在數(shù)字化時(shí)代背景下，化學(xué)教師要強(qiáng)化信息技術(shù)和學(xué)科教學(xué)的結(jié)合和運(yùn)用，打造素養(yǎng)化課堂，充分發(fā)揮信息技術(shù)在教學(xué)中的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)；信息技術(shù)；核心素養(yǎng)；融合應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，信息技術(shù)成為教育領(lǐng)域的重要工具，教師的數(shù)字化素養(yǎng)逐漸受到重視，信息技術(shù)在中學(xué)化學(xué)課程中的應(yīng)用也越來越廣泛。中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》提出要落實(shí)信息化技術(shù)在教育中深度融合應(yīng)用的要求，將信息技術(shù)有效融入中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，這是時(shí)代發(fā)展的需要，是適應(yīng)智能環(huán)境下教育發(fā)展的一種必然趨勢，是加速教育現(xiàn)代化進(jìn)程的一種有效方式。黨的二十大報(bào)告中提出推進(jìn)教育數(shù)字化。隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，現(xiàn)代教學(xué)已不再局限于課堂，教育教學(xué)形式發(fā)生了巨大的變革，多種新型信息化教學(xué)方式不斷向?qū)W校教育中滲透，如微課、希沃白板5、NOBOOK虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、數(shù)字化手持技術(shù)、人工智能教育等，還有一些在線課程，如MOOCs、網(wǎng)易公開課等，這些新型信息化教學(xué)方式的出現(xiàn)，可以克服傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，教師可以使用不同的多媒體手段，開發(fā)多種數(shù)字化教學(xué)資源。目前，線上與線下融合的教學(xué)模式，既可以加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以發(fā)展學(xué)生的獨(dú)立、協(xié)作學(xué)習(xí)的能力，更好地提升他們的核心素養(yǎng)。

一、信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)有效融合的意義

（一）突破重難點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率

高中化學(xué)課程包括理論知識和實(shí)驗(yàn)知識兩部分，許多化學(xué)概念和理論過于抽象，在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過程中，學(xué)生很難真正地理解掌握這些概念和理論，導(dǎo)致教師教學(xué)效率不理想，學(xué)生對知識的掌握也不牢固，借助現(xiàn)代信息技術(shù)就可以將這些抽象的知識用直觀的圖像或動畫展現(xiàn)在學(xué)生面前，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)習(xí)效率。高中化學(xué)知識大部分通過實(shí)驗(yàn)獲取，在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過程中，只是單純地將書本上的知識與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聯(lián)系起來，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。利用多媒體教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等，可以有效提升視覺與聽覺渠道的信息傳遞效率，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心［1］，有利于突破教學(xué)重難點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）提高學(xué)生自主合作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力

新課改后強(qiáng)調(diào)教學(xué)要“以教師主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，在實(shí)際教學(xué)活動中，教師應(yīng)明確教學(xué)目標(biāo)，采用豐富的現(xiàn)代信息技術(shù)，幫助學(xué)生擴(kuò)展視野，打開思路，選擇合理而有效的方式進(jìn)行自學(xué)，形成自己的化學(xué)思維。教師利用豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，靈活掌握信息技術(shù)的基本原理，利用問題情境促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行協(xié)作交流，使課堂氣氛活躍起來。促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。學(xué)生可以利用在線學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行自學(xué)與復(fù)習(xí)鞏固，實(shí)現(xiàn)線上輔助線下、線下線上相結(jié)合的學(xué)習(xí)，利用信息技術(shù)可以加強(qiáng)探索意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，利用視頻、動畫、思維導(dǎo)圖等資源建設(shè)生動的教學(xué)模式，使學(xué)生能夠在這種新的教學(xué)方式中對化學(xué)知識進(jìn)行更好地掌握。

（三）提高學(xué)生的核心素養(yǎng)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》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(gè)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)［2］。在教育部的指導(dǎo)規(guī)范下，以核心素養(yǎng)作為教育工作的主要理念，積極推進(jìn)教學(xué)模式的創(chuàng)新工作，不斷豐富課程教學(xué)內(nèi)容，有利于開闊學(xué)生的化學(xué)視野，提高學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的濃厚興趣。學(xué)生能夠在這種新的教學(xué)方式中將知識之間相互關(guān)聯(lián)起來，構(gòu)建一個(gè)完善的知識架構(gòu)，從而使學(xué)生的整體素質(zhì)得到提高，使他們的核心素養(yǎng)得到進(jìn)一步的提升。

二、信息技術(shù)與高中化學(xué)有效融合的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我們進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，這為高中化學(xué)教育帶來了前所未有的機(jī)遇，信息技術(shù)可以用于創(chuàng)新教學(xué)方法，提供多樣化的教育資源，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，以及培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力［3］。教師要不斷地提升自身的數(shù)字化素質(zhì)，積極地學(xué)習(xí)先進(jìn)的信息技術(shù)，然而，僅僅依靠信息技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足這一需求，所以，教師必須強(qiáng)化對信息的識別能力、對信息工具的運(yùn)用能力和信息加工處理能力的培養(yǎng)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，對教學(xué)模式不斷創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與線下教學(xué)的有效融合。

（一）豐富教學(xué)資源，變革學(xué)習(xí)與評價(jià)方式

在高中階段，學(xué)生的思維已經(jīng)上升到了抽象思維的層次，在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，他們需要接觸到更多的抽象知識，更多地使用化學(xué)符號，要學(xué)會遷移和應(yīng)用所學(xué)的知識，掌握其內(nèi)部的規(guī)律，這部分知識會讓一些學(xué)生感到困難。教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇適當(dāng)?shù)?、有用的教學(xué)資源，并對這些資源加以整理、整合，使之與教學(xué)知識更好地融合在一起。新課標(biāo)基于化學(xué)學(xué)科本質(zhì)凝練了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，倡導(dǎo)基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的評價(jià)，明確指出積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評”一體化，促進(jìn)每一個(gè)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到不同程度的發(fā)展［2］，可以借助電子檔案袋進(jìn)行教學(xué)與評價(jià)。

現(xiàn)代信息技術(shù)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，使化學(xué)知識不再局限于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，教師引導(dǎo)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生自己從網(wǎng)絡(luò)上收集素材，解決自主學(xué)習(xí)過程中的難題［4］，學(xué)生通過個(gè)性化需要進(jìn)行針對性的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。教師借助信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境化課堂，在課前預(yù)習(xí)、導(dǎo)入新課、突破重難點(diǎn)、課后復(fù)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)，可以將教學(xué)內(nèi)容以一種生動、直觀的方式展現(xiàn)出來，通過“聲、形、視、聽”等多種形式，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)原理進(jìn)行了生動的仿真，從各個(gè)方面來激發(fā)學(xué)生的感官，并在課堂上實(shí)現(xiàn)師生之間的實(shí)時(shí)互動，從而更好地掌握課堂教學(xué)的有效性。例如，對氮的循環(huán)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可以利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，以互動、多媒體、模擬實(shí)驗(yàn)和自測等教學(xué)手段，深化學(xué)生對氮的循環(huán)過程的理解；在學(xué)習(xí)物質(zhì)的分類時(shí)，可以借助希沃白板5進(jìn)行游戲互動，讓學(xué)生在游戲中學(xué)會對物質(zhì)的分類，有利于學(xué)生記憶知識點(diǎn)。

（二）動態(tài)演示，調(diào)動學(xué)生求知欲望

高中化學(xué)中有些概念比較抽象，部分學(xué)生理解和掌握起來很困難，教師如果對于這類抽象的知識點(diǎn)繼續(xù)采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法去講解，很容易導(dǎo)致學(xué)生因?yàn)椴焕斫庵R點(diǎn)而逐漸失去學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，而信息技術(shù)以其直觀、生動、形象、方便的特性，將文字、圖形、聲音、動畫、圖像等多種媒體相結(jié)合，使靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)。比如，在學(xué)習(xí)氧化還原的知識時(shí)，這種微觀的反應(yīng)不易觀察和理解，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)會很困惑，用Focusky制作的微課具有3D鏡頭縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等特效，制作出的演示文稿對學(xué)生的視覺沖擊產(chǎn)生一定的效果，將氧化還原反應(yīng)中的宏觀結(jié)構(gòu)與微觀粒子的運(yùn)動狀態(tài)展現(xiàn)出來，能較大程度地吸引學(xué)生的注意力，增加了化學(xué)課堂的信息色彩，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，發(fā)展學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)；在有機(jī)教學(xué)過程中，用AR技術(shù)制作的可旋轉(zhuǎn)、移動的乙烯三維立體動畫，對于幫助學(xué)生理解碳碳雙鍵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、建立乙烯的結(jié)構(gòu)模型起到了積極的作用［5］，使用3D打印模型來表示原子分子間的復(fù)雜關(guān)系，突破化學(xué)表征與認(rèn)知障礙；在學(xué)生學(xué)習(xí)晶體知識時(shí)，由于對晶體的各種微觀結(jié)構(gòu)想象起來有一定難度，導(dǎo)致學(xué)生有畏難情緒，教師可以采用Diamond軟件將微觀結(jié)構(gòu)直觀立體地展現(xiàn)在學(xué)生面前，有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)與對知識的理解。借助現(xiàn)代信息技術(shù)，將復(fù)雜的化學(xué)知識用直觀的方式展現(xiàn)出來，結(jié)合教師的講解，可以有效地調(diào)動學(xué)生的求知欲望，提高學(xué)習(xí)效率，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。

（三）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生創(chuàng)新能力

為貫徹新課程標(biāo)準(zhǔn)要求“在化學(xué)學(xué)科中培養(yǎng)核心素養(yǎng)”，使每個(gè)學(xué)生都能有更多的動手做實(shí)驗(yàn)和參與探究的機(jī)會，教師借助虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲黄埔酝虒W(xué)在實(shí)驗(yàn)平臺、空間與條件等方面存在的局限，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維與動手操作能力的培養(yǎng)提供充足空間［6］，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)精神。同時(shí)，教師結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新地將實(shí)驗(yàn)資源整合起來，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，更好地滿足學(xué)生的個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。

對于一些危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不容易觀察到的實(shí)驗(yàn)，可以借助信息技術(shù)進(jìn)行講解，讓學(xué)生更好地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。比如，在制備氫氧化亞鐵實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，可以借助NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)平臺放大、放慢操作來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識；在證明分散系的粒子直徑大小關(guān)系中，可以利用手持技術(shù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)證明，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知能力；在鋼鐵腐蝕的過程中，因?yàn)殇摰母g速度很慢，而且在學(xué)校里也很難做，可以借助虛擬實(shí)驗(yàn)平臺來對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，讓學(xué)生更好地接受學(xué)習(xí)新知識；學(xué)習(xí)制取氯氣時(shí)，可以通過VR虛擬仿真實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)氯氣的制取過程、實(shí)驗(yàn)儀器的組裝及操作步驟等，促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解與掌握。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的批判思維和創(chuàng)新精神。

（四）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，提高學(xué)生社會責(zé)任感

教師結(jié)合教學(xué)實(shí)際，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，借助信息技術(shù)將真實(shí)情境展示在學(xué)生面前。通過查閱文獻(xiàn)，一般情況下，情境可劃分為生活經(jīng)驗(yàn)型、實(shí)驗(yàn)探究型、化學(xué)史型、生產(chǎn)應(yīng)用型、科技前沿型、知識前置型?；瘜W(xué)學(xué)科知識充斥著我們?nèi)粘Ｉ钪械囊率匙⌒?，教師在教學(xué)中選擇合適的真實(shí)情境，有利于激起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神與社會責(zé)任的素養(yǎng)。例如，在葡萄酒中添加SO2，起到抗氧化和抑菌的作用，這種生活經(jīng)驗(yàn)情境更貼合學(xué)生的實(shí)際生活，有利于提高學(xué)生的求知欲望與探究精神；學(xué)習(xí)鐵及其化合物時(shí)，引入“打鐵花”的視頻，感受中華傳統(tǒng)文化的魅力，提升民族自信，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷，樹立正確的價(jià)值觀，提高社會責(zé)任感；在講解氯氣時(shí)，借助多媒體視頻，感受化學(xué)家們追求真理、實(shí)事求是、不懼權(quán)威的科學(xué)精神，了解科學(xué)探究的艱辛歷程，培養(yǎng)中學(xué)生追尋真理的毅力以及敢于想象和質(zhì)疑的精神［7］；在學(xué)習(xí)原子的結(jié)構(gòu)時(shí)，教師可以利用多媒體講解湯姆森發(fā)現(xiàn)電子的葡萄干布丁模型、盧瑟福α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)推測原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)史情境，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)；在學(xué)習(xí)硅時(shí)，可以采用信息技術(shù)展示手機(jī)的電子芯片，科技前沿情境不僅能豐富課堂內(nèi)容，還能培養(yǎng)學(xué)生的科研精神和科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思維方式。

（五）借助信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)

在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，“化學(xué)與社會發(fā)展”模塊內(nèi)容與社會、技術(shù)和生活緊密聯(lián)系，通過這樣的科學(xué)探究和多學(xué)科融合的過程，學(xué)生能發(fā)展多維化學(xué)核心素養(yǎng)。在信息技術(shù)與化學(xué)課程的整合中，HPS是一種新興的跨學(xué)科教學(xué)方法，學(xué)生能夠通過歷史、哲學(xué)和社會的視角，更深入地理解和應(yīng)用化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和批判性思維能力［8］。例如，在學(xué)習(xí)二氧化硫的知識中，探究其抑菌作用實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以借助網(wǎng)絡(luò)資料在希沃白板上向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)，將知識與生物學(xué)科融合，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用多學(xué)科知識解決問題的能力；在海水曬鹽教學(xué)中，在課前借助信息技術(shù)播放化學(xué)史視頻進(jìn)行引入，將化學(xué)與人文相融合，有利于全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全方位育人。在課后習(xí)題鞏固環(huán)節(jié)中，為了更好地將化學(xué)知識學(xué)以致用，可以布置項(xiàng)目式作業(yè)來綜合提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，有助于學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生社會適應(yīng)能力，符合新課改所倡導(dǎo)的教育理念等特點(diǎn)。

結(jié)語

隨著時(shí)代的不斷更新，信息技術(shù)與高中化學(xué)教學(xué)融合的趨勢勢在必行，不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新與發(fā)展，也能夠幫助教師構(gòu)建更有效的課堂教學(xué)。學(xué)生也可以借助信息技術(shù)進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)及自主學(xué)習(xí)，有助于提升學(xué)習(xí)的效率，強(qiáng)化化學(xué)核心素養(yǎng)。在實(shí)際教學(xué)中，教師要對信息技術(shù)進(jìn)行合理的運(yùn)用，不斷提高和優(yōu)化化學(xué)教學(xué)。要實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)的有效融合應(yīng)用，是一個(gè)漫長的過程，需要教育工作者不斷探索，不斷推進(jìn)教育事業(yè)的發(fā)展。

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基金項(xiàng)目：吉林師范大學(xué)2024年度校級教育教學(xué)改革研究課題（職業(yè)教育與成人教育JLNU202409號）

作者簡介：李婷婷（1999—"），女，漢族，山東臨沂人，碩士，研究方向：學(xué)科教學(xué)（化學(xué)）。

*通訊作者：翟宏菊（1973—"），女，漢族，吉林四平人，博士研究生，教授，研究方向：學(xué)科教學(xué)（化學(xué)）、功能微納米材料。