融合信息技術 促進課堂學習

李楊 姚如富

摘要：隨著科技的發展，信息技術與課堂的融合越發緊密。通過課堂實例發現，利用信息技術，將中學化學課堂變成智慧課堂，利用信息技術進行數據分析，在數據分析的基礎上二次備課，結合數字化實驗定量分析，幫助學生獲得新的認知。通過案例，驗證了信息技術與課堂的有效融合有助于促進課堂學習、發展學生化學學科核心素養，提升信息素養，提高學習效率。

關鍵詞：中學化學? 信息技術融合? 學科素養? 課堂學習? 智慧課堂

教育部在《教育信息化“十三五”規劃》的通知中指出，堅持促進信息技術與教育教學深度融合，依托信息技術營造信息化教學環境，促進教學理念、教學模式和教學內容改革，推進信息技術在日常教學中的深入、廣泛應用，適應信息時代對培養高素質人才的需求。本文以“高低蠟燭熄滅的探究”為例，探索智慧課堂下，信息技術與中學化學課堂的融合，發展學生學科核心素養。

一、教學背景與教學流程

隨著信息技術的發展，互聯網下，教師的備課素材極為豐富，2020年大規模在線學習的展開，更是將信息技術與課堂教學的融合體現得淋漓盡致。各種仿真實驗室、虛擬實驗軟件如“燒杯”等的引入使得學生的學習方式更加多樣化。微課、視頻、模擬動畫的引入增進了學生對于宏觀實驗現象中微觀本質的理解，使課堂教學形式更加豐富。

本節課是在學生進行了簡單的實驗操作，知道氧氣的部分性質，知道蠟燭燃燒產生二氧化碳，二氧化碳可以用來滅火的基礎上進行教學的。通過課前微課，引導學生自主學習，把課堂學習與信息化技術相融合，發展其化學學科核心素養。

本節課用到的信息技術有智慧課堂、翻轉課堂、數據分析、微課教學、數字化實驗等，有助于提升學生的信息素養，提高學習效率。教學流程如下：

二、教學過程和信息技術融合

（一）課前自主學習

課前自主學習微課，完成學習任務單后上傳，教師根據智慧課堂數據分析進行二次備課，在課堂通過合作學習解決問題。

（二）課前微課

問題4：蠟燭熄滅后，容器內還有氧氣剩余嗎？

A.沒有

B.有較少氧氣剩余

C.有較多氧氣剩余

2.根據數據反饋二次備課

教師根據智慧課堂上收集的數據反饋可知，學生對于蠟燭燃燒需要一定濃度的氧氣這個知識點還不理解。教師分析后認為有以下原因：一是問題3出現不同的結論是因為微課和生活、學習經驗都告訴學生蠟燭燃燒時產生二氧化碳并放熱，導致二氧化碳聚集在靠燒杯上部的位置，且二氧化碳不助燃不可燃，所以高的蠟燭先熄滅，忽視了蠟燭燃燒是需要氧氣的，建構了錯誤的觀念;二是問題4學生認為蠟燭燃燒需要大量的氧氣。因此，教師把物質燃燒需要一定濃度的氧氣作為課堂教學的難點，設計了合作探究、定性探究實驗分析和定量數字化實驗分析相結合的方法，幫助學生建構新的認知。

智慧課堂的使用，讓教師減輕負擔的同時，通過融合信息技術，利用數據分析進行二次備課，讓課堂教學更有針對性，提升了課堂效率;學生通過數據反饋，能及時了解其他同學的觀點，有助于合作交流，提升思維，這是傳統課堂不能做到的。

3.課堂教學環節

（1）環節1：合作探究，定性分析倒置燒杯內高、低位置二氧化碳的濃度

教學開始，教師展示學生自主學習后的問題3的反饋，請學生分組現場實驗，并請不同觀點的小組代表分別交流實驗現象并分析。在此，有的學生仍然認為是上部的二氧化碳濃度較高，有的學生認為是上部的氧氣濃度較低。教師并沒有直接點評，而是請學生結合微課所學，利用所給實驗素材，設計實驗探究二氧化碳在燒杯高、低位置的濃度。學生交流討論后展示實驗方案，發展其科學探究與創新意識的核心素養。學生實驗時，教師利用同屏技術，將其中一組學生的實驗過程投影在大屏幕上，有助于組間交流。通過定性分析實驗結果初步得知，燒杯上部的二氧化碳濃度較高。聯系生活實際，了解火場逃生時的正確操作，發展其科學態度與社會責任的核心素養。

（2）環節2：POE（即預測、觀察、分析）策略，定量分析容器內氧氣、二氧化碳的濃度變化

對于第4個問題，教師引入定量分析數字化實驗，在用飽和碳酸氫鈉溶液液封的容器內，放置三支高低不同的蠟燭，利用氧氣濃度和二氧化碳濃度傳感器，采集蠟燭從燃燒到全部熄滅一段時間后的氣體濃度變化數據。

在實驗開始前，利用POE教學策略，引導學生預測并繪制容器內氧氣、二氧化碳濃度隨時間變化的趨勢圖，學生繪制后利用智慧課堂拍照上傳，教師展示各組圖示，便于組間交流。

學生預測結束后，教師開始實驗并引導學生觀察蠟燭熄滅的順序和傳感器上氣體濃度變化的曲線圖。

通過數字化實驗的定量分析發現，二氧化碳濃度從0.048%到1.7%，氧氣濃度從19.75%到16.17%，裝置仍然有大量氧氣剩余。

這時教師又引入實驗視頻，將燃著的蠟燭放入混有80%二氧化碳與20%氧氣的集氣瓶中，觀察現象。通過視頻可以看出，蠟燭正常燃燒一會兒后才熄滅。由此學生得出新的認知：蠟燭熄滅與氧氣濃度不足有關。

在曲線解釋環節，有學生提出疑問，為什么蠟燭熄滅時，氧氣濃度會上升？此時，教師通過引導學生觀察裝置，利用小組交流討論，分析得出原因：與傳感器放置位置有關。

（3）環節3：鞏固提升，總結反思

教師展示兩個選擇題，通過智慧課堂及時了解學生的知識掌握情況，并請學生就本節課所學進行了反思小結。

在課堂上，教師利用數據分析、同屏共享、智慧課堂、微視頻、數字化實驗等信息技術，把定性實驗與定量實驗結合，幫助學生展示自己的觀點并及時了解其他同學的觀點，把握學生的動態發展，更有助于教師主導作用的發揮，通過及時互動，擴大學生的參與度，并方便學生多方收集證據，建立猜想、結論和證據之間的邏輯關系，發展其證據推理與模型認知的學科核心素養。

三、課堂學習與信息技術融合反思

隨著科技的發展，互聯網上豐富的教學資源讓教師的備課素材大大增加，越來越多的教師將信息技術引入了課堂，如智慧課堂、微課、模擬動畫、仿真實驗室、“燒杯”等，學生的學習方式更加多樣化，交流更加便捷，在一定程度上優化了課堂學習。但在使用的過程中仍然要嚴格按照課程標準中的要求，結合學生的認知發展規律和身心發展特點，合理使用信息技術，幫助學生理解抽象的微觀本質和復雜的實驗原理。作為教師，在提升信息技術能力的同時，要明確信息技術與課堂融合的目的，充分發揮信息技術精準性、及時性等獨特作用，豐富我們的課堂，突出學生主體地位，充分發揮信息技術在培養高素質人才上起到的支撐引領作用。

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