信息技術背景下中學化學高效課堂的構建路徑

福建師范大學第二附屬中學 羅清蓉

經濟社會的蓬勃發展帶動信息技術快速發展，衍生出大數據、網絡學習空間、云平臺等技術，課堂教學呈現數字化、個性化與智能化特征。在中學教育中運用信息技術能較好地調動學生探究知識的積極性和主動性，改變以往單一沉悶的課堂氛圍，并能促使學生形成良好的科學探究能力與創新精神。尤其信息技術以圖文并茂的形式為學生呈現化學教材和化學實驗中相對抽象復雜的知識，為教學改革提供了極大的空間，最重要的是，全面提升了化學教學質量與學生科學素養，為學生全面發展奠定了堅實基礎。

一、在化學元素教學中應用信息技術

借助現代信息技術概念優化應用語言形式呈現知識，改變傳統教學方式。針對元素及其化合物課程結構包括：制定課題、講授新知、布置任務、過程、疑惑、團隊合作、小組討論、成果提交以及評價主題。具體流程為運用信息技術創設情境并運用生動有趣的圖片、新鮮視頻、新聞內容等制作導課，調動學生探究化學知識的積極性和主動性。隨即提出問題，讓學生以小組形式相互討論。應用信息技術制作的知識課件應清晰明了與多元化，最后教師歸納評價最初提出的問題。信息技術在整個課堂教學中展現了較強的個性，清晰形象地呈現部分晦澀難懂的化學知識，簡化了學生的理解難度。一般元素及其化合物知識涵蓋元素微觀知識，傳統教學并未觸及該方面知識。正因如此，其成為學生理解知識的難點。信息技術的出現將學生肉眼無法觀察和大腦難以想象的微觀知識形象化，在此過程中，能重復性為學生演示重難點知識，如基于多角度與多層次立體空間展示微觀知識，增強學生多元觀察知識與發現問題、認識事物的能力。

以含硫化合物的性質和應用相關知識為例，該單元在于讓學生了解SO2物理性質與用途，以及掌握SO2主要化學性質，并了解SO2對空氣造成污染以及防治硫酸型酸雨的方法等。教師在授課中運用多媒體為學生播放酸雨視頻，喚起學生潛在的保護環境的意識。隨即運用多媒體為學生呈現酸雨形成過程實驗，使學生在探究氛圍中明確SO2的重要性質，進而達到了解如何防治酸雨的目的。與此同時，教師運用多媒體為學生播放探究二氧化硫性質實驗，通過觀察視頻中實驗操作得知SO2易溶于水，屬于無色以及有刺激性氣味的有毒氣體。傳統語言講授式教學方式無法使學生基于宏觀角度看到這一過程，以致理解困難。信息技術的出現直接解決了這一問題，放大微觀景象使學生清晰直觀地觀察SO2，有效發揮了學生的主觀能動性，提高了教學效率。

二、在化學概念教學中應用信息技術

化學教材中的基礎知識與反應原理涉及較多化學定理與概念，學生剛接觸化學時會覺得此類知識相對復雜抽象，傳統教學方式多為模型、掛圖、演示實驗等，較為單一簡陋，以致學生無法解決復雜抽象的化學概念與定理。運用現代信息技術能改變以往教學方式，使晦澀難懂的化學理論、概念與反應過程更為具體化，降低理解難度。中學生的年齡、認知和小學階段相比有所增長，生活經驗也處于積累狀態，部分學生學習能力較差，在化學學習中不可避免會受到限制。教師在將教學內容與信息技術相融合時，需充分考慮學生學情，調動學生參與探究化學知識的積極性。以學習“鈉、鎂及其化合物”相關知識為例，教師運用現代多媒體技術為學生直觀演示相關實驗，使學生借助實驗認識鈉的化學性質，通過觀察和分析實驗現象實現探究學習。將教學內容和實驗過程制作成微視頻，并在課堂教學中為學生播放。信息技術課件中涵蓋正確實驗操作步驟與實驗儀器應用，不單單直觀且全面地呈現了該章節知識，也為學生擴展了課外知識，有效激發了學生學習化學的興趣。教師為學生呈現信息技術課件后，提出相關問題讓各個小組展開討論，多種思維在此過程中得到碰撞，并歸納總結出緊貼知識內容的看法。與此同時，還需認真研究，化學自主合作學習中同樣可運用信息技術，以動態形式展現靜態化學知識，深化學生的理解與記憶。

再例如高中化學中的“化學鍵”概念，學生在剛接觸化學知識時，它較為抽象，是學習的重難點。化學教師在教學中可運用多媒體動畫為學生演示化學鍵的概念動態。例如離子鍵的模擬動畫可在電腦屏幕上為學生展示一個氯原子、一個鈉原子的原子結構示意圖的立體模型，其中兩個原子相互靠近，鈉原子最外層的一個電子較易轉移至氯原子最外層，并在此過程中成為帶有一個正電荷的一價鈉離子。此時鈉失去的電子與氯原子最外層原有的七個電子一起相互環繞形成原子核運動，氯原子最外層變為八個電子并成為帶有一個負電荷的一價氯離子。兩個正負離子在靜電作用下相互靠近形成NaCI。化學教師在教學中為學生演示上述知識動態形象，由此學生就能高效理解和掌握離子鍵的概念與形成過程。再例如在“物質結構”教學中，該章節教學內容即要基于微觀角度認識物質及其性質，但學生無法觀察原子晶體、分子晶體、離子晶體等晶體結構。此時教師就可運用信息技術特有的放大動態立體化展現上述知識，促使學生能基于宏觀角度了解多種類型晶體結構，并能充分發揮學生的主體作用，使學生充分體驗和感悟化學知識特有的樂趣與魅力，并形成良好的探究精神，提高學習質量。

三、在化學實驗教學中應用信息技術

中學化學教學與信息技術相整合的模擬與抽象模式，即在實際教學中運用現代信息技術模擬化學實驗和現象，促使學生清晰直觀地了解所學化學知識，并基于此對知識進行抽象化歸納，總結化學規律與概念。基于“模擬+抽象”的信息技術教學模式能發揮信息技術特有的優勢培養學生的觀察能力，打破以往教學單一現狀，形成系統化知識結構。化學教師運用“模擬+抽象”教學模式并非直接引入現代信息技術，在此過程中也要借助相應的教學策略，科學合理設置不同軟硬件呈現時間，具體應用主要體現在以下四個方面。第一，教師結合學生學習心理需求、行為特征與認知水平并遵循化學學科目標，教學內容選取相應的多媒體軟硬件，明確信息技術資源具體使用形式。第二，教師在具體教學中根據教學資源應用情況和學生課堂反饋決定是否需重復開展模擬實驗，以及了解哪些教學步驟需要加快或減慢速度。第三，在開展模擬實驗前需指導學生做好觀察實驗現象的準備，提前告知學生觀察要點，課后評價學生實驗觀察結果。第四，化學教師在模擬抽象實驗中為學生展現抽象生動的化學世界，揭示化學現象和相關隱藏規律時促使學生發揮主觀能動性，進而建構系統化知識體系，也讓學生充分體驗和感悟化學學科特有的樂趣與魅力。

與此同時，化學教師還可在實驗教學中運用虛擬實驗技術。當前我國極力倡導綠色環保理念，通過模擬方式能實現很多事情，便于如核裂變與爆炸等完全完成操作的化學知識教學，虛擬技術的存在解決了相關難題，因而廣泛應用于醫療、軍事、航空航天等多個領域。在化學教學中應用虛擬實驗技術實現了將污染實驗綠色化、危險實驗安全化以及模糊現象明顯化等，有效節省了課堂教學時間，活躍了課堂氣氛，開闊了學生學習視野，提升了學生的創造力。但在不同類型的化學實驗中，虛擬實驗也有著較大差異。對于部分現象明顯和安全性較高的感知與驗證實驗，運用虛擬實驗教學能發揮強化、立體、渲染、模擬等作用。針對部分易燃易爆與有毒有害的化學實驗，運用虛擬技術能為實驗者帶來光、聲、溫度等多重感官刺激，其實驗效果類似于真實實驗。對于部分反應機理展示實驗，運用虛擬實驗能使平面知識立體化與微觀知識宏觀化，例如通過虛擬實驗能直觀展示有機物甲烷立體構象，或運用動畫模擬甲烷氯化微機機理。學生在學習中通過鼠標自主縮放、旋轉、移動甲烷結構，進而對所學知識產生直觀印象。

總之，中學化學在培養學生科學素養與綜合素質方面發揮著不可小覷的作用，因而需要不斷改革與創新教學方式。信息技術以動畫、聲音、圖像、音樂等多種形式為學生展現抽象復雜的化學知識，促使學生在腦海中形成相關化學知識概念與規律，簡化了理解難度。同時信息技術的出現改變了傳統課堂教學的枯燥氛圍，有利于學生主動思考化學知識，符合新課程改革標準提出的為學生營造自主、探究等學習氛圍的目標，提升了學生的學習能力與化學教學質量，對學生未來發展有著重要現實意義。