用數字技術提高初中化學微觀教學質量的研究

摘 要：化學微觀教學是初中化學教學的重點與難點，傳統的化學微觀教學僅僅使用一些有限的課堂實驗或者通過圖像以及語言文字對知識內容進行講述，讓學生難以理解，無法實現高效的課堂教學。而數字技術在教學實踐中的應用，則彌補了傳統教學方式的不足，改變了化學微觀教學的現狀，提高了初中化學微觀教學的質量。因此，文章主要對如何應用數字技術提高初中化學微觀教學的質量進行了研究，期望幫助初中生解決學習困難的問題，提高初中化學微觀教學的課堂質量。

關鍵詞：數字技術;初中化學;微觀教學;教學質量

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-10-18 文章編號：1674-120X（2020）09-0092-02

一、數字技術在初中化學微觀教學中的應用現狀

由于化學微觀教學的內容比較抽象化，不容易被學生理解與記憶，而數字技術可以借助一定的電子設備將各種化學知識中的圖像、文字、聲音等內容轉化為電子計算機能夠識別的信息，并通過現代電子信息技術與多媒體技術的結合，將微觀的化學知識宏觀化，促進化學微觀教學的數字化發展，改變當前初中化學微觀教學的現狀，解決問題難、教學效率低、質量差的現實問題，推動初中化學微觀教學的良性發展。但是數字技術的實踐應用仍然面臨著諸多問題，需要教師在教學過程中不斷完善數字技術的使用方法，將數字技術與課堂教學充分融合，提高課堂教學的質量。

二、數字技術與初中化學微觀教學的重要關系

（一）數字技術能夠提高初中生自主學習的積極性

由于初中化學微觀教學所涉及的分子、原子層次的微觀粒子及其結構的教學內容比較抽象，因此學生學習時需要具備較強的空間想象力和抽象思維能力。初中生在學習的過程中會遇到很多難以理解的問題，這導致學生的學習效果不佳，造成化學課堂教學質量差。然而，如果將數字技術應用到初中化學微觀教學中，則可以增強初中生學習過程的直觀性，幫助初中生去理解化學微觀問題。例如，教師在講解“物質是由微粒構成”時，可為學生創設直觀的教學情境，融合數字技術與多媒體技術。如對人聞到遠處花香但又沒有看到花香粒子的現象，通過演示動畫模擬花香分子的運動，讓學生了解宏觀現象的微觀本質，幫助學生將微觀的化學知識與現實生活聯系起來，激發學生自主探究的欲望，從而提高初中生自主學習的積極性。

（二）數字技術能夠提高初中化學微觀教學的效率

在傳統的初中化學微觀教學中，教師將大量的課堂時間都花費在教學板書上，加之課堂上的實際教學時間有限，因此無法完成既定的課堂內容教學。教師即使一邊板書一邊進行相關內容講解，也無法徹底解決課堂教學效率低的問題。而在教學中應用數字技術則可以有效地解決教學效率低的問題。在數字技術及多媒體技術的輔助下，教師可以在課前將教學內容寫在課件上，這樣在教學過程中就省去了板書的時間，為自身的講解留下了更加充足的時間。另外，數字技術的應用能夠將微觀的粒子關系以宏觀的方式展現出來，幫助學生理解，從而提高課堂教學效率。例如，教師在講解“原子的結構”一課時，為了能夠讓學生直觀地看到原子核的構成，幫助學生理解質子、中子、電子的性質，幫助學生梳理質量關系、電荷關系和原子核外電子的運動狀態等，教師可以制作各種粒子的動畫形象，然后通過多媒體設備將微觀粒子的運動與狀態放大，讓學生直觀地觀察，這樣能讓學生逐步形成空間意識，培養學生的微觀想象力及宏觀與微觀相結合的思維能力，幫助學生理解化學微觀物質的組成與結構，從而提高初中化學微觀教學的效率。

（三）數字技術可以加強師生之間的課堂交流互動

數字技術在初中化學微觀教學中的應用，可以通過線下、線上的互補學習模式，讓課堂變得更加生動、形象，提高初中生的感知力，也可以幫助教師實時掌握學生的學習動態，找到學生學習的薄弱點，及時有效地整改教學方案，提高課堂教學質量。首先，教師可以在課程教學前要求學生進行微課學習，對課程內容所涉及的知識點進行預習，并對自己感興趣的知識內容進行標記。其次，在課堂教學過程中，教師可以利用數字技術的優勢對教學內容進行擴展，豐富課堂教學內容，吸引初中生的注意力，激發其學習興趣。再次，教師要引導學生主動探究問題，感受化學微觀知識的魅力，將興趣作為自主探究學習的驅動力，并與學生一起去討論問題，引導學生找到多個解決方案，培養學生的自主思考與團隊合作的能力。最后，教師可以利用數字技術實現對學生學習效果的及時反饋，在線上教學平臺上為學生布置與教學相關的復習內容和習題，通過觀察學生的答題速度與正確率，來評價學生的學習效果。而學生也可以通過留言或者在線交流的方式來提出疑問，向教師表述自己的觀點或者尋求幫助。總而言之，數字技術在初中化學微觀教學中的應用能夠拉近師生之間的距離，加強師生之間的有效交流，有助于教師開展課堂實踐教學活動。

三、數字技術在初中化學微觀教學實踐中的應用策略

（一） 利用數字技術將教學內容與生活實際結合

初中化學微觀教學中所涉及的知識大多都可以在生活中找到實例。因此，教師在開展初中化學微觀教學活動時，要充分利用數字技術將教學內容與生活實際結合，引導學生利用學到的化學微觀知識去解釋生活中出現的現象，解決日常生活中面臨的問題，以此增添初中化學課堂的樂趣，為學生營造輕松愉悅的學習氛圍，提高學生學習的積極性。

例如，人教版九年級上冊第三單元課題3“元素”，該課題包括了元素及其相關內容、元素符號和元素周期表三部分，其教學順序被安排在“分子、原子”“原子的結構”之后，學生已經初步掌握了分子、原子、離子的概念，了解了原子內部的結構及各微粒之間的關系，因此，課題3是聯系微觀世界與宏觀世界的過渡橋梁，具有十分重要的教學意義。所以，教師在講解課題3的內容時，可以使用電子白板、實物投影儀、映像設備等輔助教學，為學生創設直觀的教學情境。比如，教師可以在PPT上展示具有中國特色的青花元素，為學生講述元素在生活中的實際存在，并幫助學生認清生活中的“元素”與化學學科中的“元素”的異同：它們的共同點是都代表著事物的基本成分，不同點在于兩者所涉及的范疇不同。

（二）利用數字技術創設直觀的教學情境

化學學科的微觀知識滲透在生活中的方方面面，但是很多化學元素及化學反應中的微粒變化是無法通過肉眼看到的，所以，教師在進行化學微觀教學時，要利用數字技術與先進的信息技術、多媒體技術等，創設直觀的教學情境，對微觀化學知識進行宏觀展示，幫助學生理解并分析微觀世界的化學問題，培養初中生的空間想象力與微觀思維邏輯能力。教師可以借助動態圖片或者影像資料來幫助學生梳理化學微觀知識點，幫助學生加深記憶。例如，教師在講解“原子核外電子的排布”一課時，如果使用傳統的教學方法（即板書和口述的方式）去講解原子核外電子的排布情況，學生則無法快速、準確地在頭腦中形成直觀印象，不利于理解并掌握相關知識點。

為了提高化學微觀課堂的教學效率，教師可以利用多媒體設備向學生播放原子核外電子排布與運動的視頻，讓學生直觀地看到原子核外電子排布與運動的規律，幫助學生更好地理解教學內容。待視頻播放完以后，教師向學生提出問題：“觀看剛才的視頻展示，請描述一下原子核外電子是怎樣排列的，有什么規律？”教師引導學生對原子核外電子的排列規律進行回答：原子核外電子的排列是分層的，每層所能容納的電子數量是有限的，原子最少有一個電子層，最多的可以擁有七個電子層。課堂提問結束后，教師就可以引入課堂教學的內容，并對化學知識點進行擴展講解：原子的體積很小，電子在其核外進行著高速的運動，電子運動具有特定的規律，原子核外電子的運動不是在有限的點、線、面上運動的，而是在一定的空間區域內運動的，形成了原子的核外電子層。能量不同的電子會在不同的空間區域內進行運動，即能量較低的電子會靠近原子核，能量較高的電子會遠離原子核，形成分層的排布。

（三）利用數字技術促進學生學習方式的轉變

在“原子的結構”教學中利用數字技術優勢，不但能夠化抽象為直觀，啟迪學生思維，培養學生的微觀想象力和宏微結合的思維方式，還能使學生認識物質的組成、化學變化等宏觀現象的微觀本質，而且有助于及時反饋和評價學生的學習動態、成效，更重要的是，能促使學生從被動學習向主動學習、從傳統單一的課堂學習向多樣化的學習方式轉變，提高學生的學科素養。本課通過應用數字技術的Moodle教學交互平臺進行教學。課前，到電腦室利用Moodle網絡學習平臺觀看、查閱微觀教學的系列視頻、文本材料，完成相應前測題，對記錄的數據進行分析，為課堂教學提供科學依據。課中，創設與微觀化學有關的生活情境，引起學生的興趣。課堂以學生為主體，鼓勵他們進行小組合作學習，制定評價規則，借助平臺的記錄與統計功能對學生進行評價，激發學生的學習興趣和競爭意識。討論區、博客實現師生、生生間互動與交流，及時解決問題;借助作業、測驗系統的反饋，調動學生的積極性，提高學生的學習效率。課后，學生可自主到Moodle網絡學習平臺學習，獲得作業輔導視頻資源或尋求教師的幫助，完成后測題，教師利用平臺的數據了解分析學生的學習情況，幫助學生更科學地完成本課的學習任務。

四、結語

數字技術已經被廣泛應用到初中化學微觀教學當中，利用數字技術進行輔助教學能夠提高學生學習的積極性，提高課堂教學效率，加強師生之間的交流溝通，培養學生的創新思維、邏輯思維以及動手能力。廣泛應用數字技術可以促進初中化學微觀教學的宏觀化，優化教學模式，推動初中化學微觀教學的可持續化發展。

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作者簡介：吳國強（1962—），男，廣東廣州人，高級教師，碩士研究生，研究方向：初中化學教學。