信息技術在化學STEM教育中的應用

蔣小旬

摘 要：信息技術在教育中的應用是一個復雜而深刻的過程，它是一個學科交叉的課程，也是學校進行STEM課程改革，運用現代教育技術服務于教學方法的必要手段。針對初中化學教育中如何更好地與信息技術進行整合、創新，引導學生自主學習，結合實例提出了信息技術在化學中應用的內涵、途徑、優勢及缺點，為更好地開展STEM教育課程改革提供借鑒。

關鍵詞：STEM;化學教育;信息技術;創新

一、前言

STEM教育主要強調科學、技術、工程和數學四門學科內容組成有機整體，多學科交融，促使學生綜合運用知識，更好地培養學生的創新精神與實踐能力[1]。隨著互聯網快速發展，信息技術在改變人們生活的同時也使教育發生了巨大的變化。如何在化學教育中更好地與信息技術進行整合，實施教育創新，培養符合STEM要求的相關素質顯得尤為重要。本文以初中化學教育為背景，融入了信息技術改革的與創新的一些實例，通過理論闡述，對初中化學教育中的信息技術如何運用做出了歸納，為后續開展STEM教育課程改革提供借鑒。

二、信息技術在化學教學中的應用

1.教學設計，彰顯學生主體

教學設計的好壞直接決定老師在課堂上能否深入地讓學生學會知識點并且融會貫通。教學設計往往是教師多年個人埋頭苦干，個人心血的凝結。基本通過老師的逐步誘導，學生明白課程內涵的“填鴨式”方式[2]。在應試教育的環境下，有其合理性，但無助于學生自學能力的提高，會養成學生懶于動腦的習慣。古人講“授之以魚，不如授之以漁。”在實踐過程中，教師應打破原有的教學方式，在每一章學習之前，提出學習目標，以小組為單位，請學生利用課上課下學習時間，搜尋自己需要的資料，形成研究子課題，以PPT，或者電子稿格式交給老師，形成一個資源共享學習平臺。在此過程中，師生可以通過各種方式進行交流，老師根據內容，結合大綱反饋內容，將學生的問題做成PPT，作為課堂討論的內容。

通過上述這樣的教學設計方式，形成了以教師為主導，學生為主體的方針。學生成為知識大廈的構建者，老師起到引領的作用，引導學生學習。從實際的效果來看，學生主動學習能力明顯增強，課堂氣氛明顯活躍。

2.課堂教學，化抽象為直觀

初中化學是從感性認識走向理性認識的開始，從認識宏觀世界走向認識微觀世界的開始。“百聞不如一見”，在講解的時候，微觀中的分子、原子、電子等，教師難用言語表達清楚，學生不能很快理解，而傳統的教學方式又很難將其形象化，這時可以運用多媒體軟件，形象的畫面、逼真的動畫，可以使學生對自己的認知產生強烈的好奇心，引導學生對知識的想象。同時，運用多媒體軟件，可在很大程度上擺脫抽象空洞的理論，化抽象為直觀。比如：在講解構成物質基本微粒，組成物質的化學元素，物質組成的表示方法時，可以通過動畫模擬原子、分子、離子模型，使微觀抽象的微粒和微粒之間的轉化過程在課堂上通過直觀的模型圖展現。學生將會形象地記住所演示的動畫等，增強理解，加深記憶，提高課堂效率。

3.化學實驗，變不可能為可能

《義務教育化學課程標準》提出：“初步形成基本的化學實驗技能，能設計和完成一些簡單的化學實驗。”[3]化學實驗作為化學教育實踐中必不可少的環節，對激發學生的興趣、加深知識點的理解、培養動手能力方面都有不言而喻的地位，但在教學重點中，由于實驗條件的制約，現有的實驗條件不能完全滿足要求，同時安全性一直被強調，老師機械式地講，學生機械式地記，效果一般。而信息技術豐富的表現力為這些重難點創造了條件。比如：稀釋濃硫酸時，將水倒入濃硫酸;加熱高錳酸鉀制備氧氣時，把試管口向上傾斜，氧氣收集結束先移走酒精燈再移除導管，后果會怎么樣？老師會講，但學生一般記憶不深刻，但用多媒體模擬上述錯誤試驗，幾個動畫就可以揭示變化的全過程，省時、省力、安全而且能加深記憶。

4.課堂互動，快樂中學習

現在的學生都是“00后”，活潑好動叛逆是他們這個時代學生的特性，這種特性本身就是一把“雙刃劍”，如果抓住他們這種特性，激發他們學習的興趣，就能促進教育教學水平提升。運用多媒體在課堂中進行一些游戲互動，在調動學生積極性的同時，又能進行教學反饋。比如：教學過程中，設計了一款PPT飛行棋游戲，是大部分學生小時候玩過的紙上飛行棋的改進版，運用到教學當中，可以用來檢測學生在學習完一單元的新知識以后掌握情況。檢測是通過讓學生做PPT上的題目展開。游戲規則是：PPT上有四個起點，把學生分為四組，每組答對一條題目就可以在飛行棋上走幾格，先達到終點的組別獲勝。這種游戲能在短時間內提供大量的習題，在獲得不錯的反饋信息以后，學生也獲得很大的樂趣。既鞏固了學生知識的同時，也減輕了學生的負擔。這很符合當前素質教育的發展需要，學生也在不知不覺中完成了知識的學習。當然，這對教師運用多媒體提出了一個強大的挑戰，教師需要加強學習，跟上信息時代發展的節奏。

三、結語

未來，學生利用互聯網進行學科知識學習，利用各種信息技術工具探究跨學科問題將成為常態。STEM教育正在成為已有教育體系中的關鍵組成部分，通過信息技術在化學課程中的應用，提高課堂效率的同時，也培養了學生自主學習、終生學習的態度和能力，培養學生創新精神與實踐能力，把教師的主導作用與學生的主體性有機統一，實現教育模式的新跨越。

參考文獻：

[1]余勝全，胡翔.STEM教育理念與跨學科整合模式[J].開放教育研究，2015（4）：13-14.

[2]魏廣斌.中學信息技術教育現狀分析與解決策略[J].信息記錄材料，2018，19（3）：135-136.

[3]楊河.探究初中化學高效課堂的構建[J].中外交流，2019，26（14）：159.