信息技術支持下的教學探究

鹿鈺鋒 石瑞 徐偉

摘要：隨著信息技術快速發(fā)展，信息化社會飛速進步，推動信息技術與數學課堂深度融合勢在必行，有助于促進當代教育信息化和教育現代化。將科學信息技術適當地運用到高中化學課堂的教學中去，無疑會對改進高中化學課堂的學習氛圍及效率有極大的幫助。基于此，教師應對現階段信息技術進行整理，并挑選合適的信息技術手段合理應用于高中化學課堂教學中。本文對信息技術支持下的課堂教學設計進行分析，揭示信息技術支持給高中化學課堂教學帶來的積極影響，以及信息技術支持下的化學課堂教學的前景。

關鍵詞：信息技術? 高中化學? 課堂教學

由于中學化學相關知識瑣碎，實驗現象與原理很難聯(lián)系，教師的教學難度較高。這要求化學教師加快對于中學化學教學的探索的腳步。當前信息技術發(fā)展快速，教師的教學方式也在不斷改善，科學信息技術逐漸地被運用到高中化學課堂教學中去。本文從信息技術支持下的課堂教學現狀出發(fā)，采用內容分析的方法，從學情分析、教學設計、學法指導、學業(yè)評價這四個維度探討課堂教學設計，分析對比不同教學環(huán)境和教學環(huán)節(jié)更適合應用哪種信息技術，總結出提升中學化學課堂教學有效性的主要信息技術，期望能為構建現代化化學課堂提供一些思路。

一、信息技術支持下的化學課堂教學

信息技術包含的范圍非常廣泛，其應用逐漸滲透到不同行業(yè)的方方面面，是促進當今世界快速發(fā)展必不可缺的力量。

本文所研究的主要是指狹義上的信息技術，主要涉及教師們在化學課堂上依據教學目標，緊密結合每節(jié)課的實際教學內容、課型，以學生作為課堂“主人”的基礎上所采用的適用于化學課堂的，使課堂擁有更多的可能性，使教學效果更好、學生專注度更高的高效輔助課堂的信息技術手段，主要包括視頻圖片、遠程授課、微課、作業(yè)批改APP、學科網站、超級畫板等，此外也包含化學學科單獨應用的相關信息技術工具，比如電子傳感器、虛擬實驗軟件等。

二、信息技術應用教學類型

（一）智慧課堂教學

智慧課堂為一種動態(tài)與開放的系統(tǒng)。由現代化信息平臺構建的學習環(huán)境，為智慧課堂的發(fā)展提供技術幫助，智慧課堂有學生合作、探究學習、分組討論并交流等學習方式，使學生互相幫助，共同進步。

智慧課堂的特征是在大數據的支持下，學生能夠自主學習，老師能夠高效教學，師生間動態(tài)開放、合作探究、教學相長。

（二）數字化實驗教學

數字化實驗教學是融合了化學實驗和現代信息技術的一種新的教學模式。數字化實驗教學是利用傳感器顯示反應中不易觀察到的變化，用數據采集器記錄，最終傳輸到電子系統(tǒng)并處理計算的教學手段。

數字化實驗教學方式更適用于現代化實驗教學，因為學生可以微觀觀察實驗現象，還能獲得精密的實驗結果，從而提升學生的觀察和分析能力。數字化實驗教學可以集中學生的注意力，也使學生的思考邏輯更縝密。化學數字化實驗教學的應用補充了傳統(tǒng)實驗教學的不足，改善了化學實驗教學環(huán)境。

虛擬仿真實驗室是用相關計算機成像技術和動畫技術，使教師在軟件中可以實驗操作的虛擬實驗平臺。虛擬仿真實驗室有遠程性、靈活性和安全性等不同于傳統(tǒng)實驗室的特點。

教師或學生可以在虛擬實驗室搭建實驗裝置并進行實驗，里面的藥品和儀器可以自由選擇，量的多少也可以自由控制，在操作實驗過程中能夠觀察到明顯的實驗現象。同時，教師可以在虛擬實驗室中進行實驗演示，演示完后直接保存到“我的實驗”中，方便下次教學;還可以將課件資料等上傳，使學生繼續(xù)學習觀看。

（三）不同維度實際應用教學案例分析

下面從學情分析、教學設計、學法及教法指導、學業(yè)評價這四個維度探討課堂教學設計，分析在不一樣的教學環(huán)境及教學環(huán)節(jié)中，哪種信息技術更加適合，以求達到使課堂教學質量不斷提高，以及學生學習效率不斷提升的目的。

1.學情分析

在傳統(tǒng)教學模式中，教師在上課前很難全面了解學生的知識水平和預習水平，而信息技術可以幫助教師高效地了解學生具體學情。

比如在“硫及其化合物”這一小節(jié)，老師可以應用智慧課堂的相關信息技術課前布置預習作業(yè)。

布置預習作業(yè)：從多種途徑了解你所知道的硫元素。

觀察硫單質的圖片，總結其有哪些物理性質，并尋找周邊有哪些物質或環(huán)境含有硫元素，然后用圖片、文字、語音等形式將答案上傳到釘釘平臺。

新型課堂優(yōu)勢：在智慧課堂的模式下，無論是課前預習輔導，還是課后實時水平檢測都會容易很多。在上課前教師可以通過相關平臺，比如釘釘向學生推送預習內容，學生根據所推送的內容，在平臺上提交預習作業(yè)，并且記錄在預習過程中遇到的困難和疑惑。教師能夠通過平臺第一時間了解學情并在課前進行及時調整，使得課堂教學達到最高效率。課后實時檢測也可以應用這一技術，讓教師能夠掌握學生最近最真實的學習進度。

智慧課堂中學生能夠從知識的被動接受者成為主動構建者，實現主動學習。教師下達新的任務，學生在學習這一環(huán)節(jié)知識之前首先自己主動了解，在真正開始學習時沒有陌生感，能夠非常快地進入學習狀態(tài)。

2.教學設計

教師往常在進行教學設計時使用的工具一般都是教案和PPT。現在有許多信息技術可以支持教師進行更加簡易的教學設計，不光形式多樣，使用也更為簡潔，比如希沃白板、Flash動畫制作。這些都是智慧課堂的一部分，可以使之后的教學工作更易開展。

比如在教學“鐵及其化合物”這一小節(jié)時可以使用微課技術。

出示鐵與水蒸氣發(fā)生反應的實驗裝置圖并播放微課實驗視頻。

認真觀看實驗視頻，積極思考后寫出方程式，教師引導或糾正。

3Fe+4H2O

Fe2O3+4H2O

新型課堂優(yōu)勢：由于鐵與水蒸氣反應的實驗具備一定危險性，不宜讓學生操作，教師在進行相關教學的時候就可以采用微課這一方式，將化學現象以微課實驗視頻的形式呈現。這樣不但可以讓學生觀察不方便實際操作的化學實驗的化學現象，從而使學生的觀察和思維能力不斷提升，還可以讓學生更容易理解教師口頭所講解的化學知識。

關于數字教育資源的獲取也是比較容易的，現在網絡上有很多質量精良的化學實驗微課視頻，可以很好地呈現化學現象和知識，最終讓學生深入探究以及思考。高中化學教師一定要秉持生本理念，在進行教學設計時將學生已有的經驗技能納入考慮范圍，使用合適的信息技術，構建智慧化學課堂，從而提升學生的化學學科素養(yǎng)。

3.學法及教法指導

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是中學化學課堂必不可少的一部分。但是一部分實驗現象不明顯，學生難以觀察;還有一部分實驗不宜在高中課堂進行。這些問題之前可能不易解決，但是在信息技術不斷發(fā)展的時代下，教師已經可以從容地開展這些實驗課程。

如在“酸堿中和滴定”實驗中測定未知濃度氫氧化鈉的pH變化，教師可以用pH傳感器和光電門傳感器測定滴定終點和待測液的體積。

布置任務：用0.1 mol/L HCI的溶液測定未知濃度的NaOH溶液，觀察實驗，并記錄相關數據，計算NaOH溶液物質的量濃度。

進行實驗，使用傳感器記錄數據并分析數據，最終得出結論。

新型課堂優(yōu)勢：傳統(tǒng)實驗用酸堿指示劑來主觀地確定終點，用目測的方法確定消耗標準液的體積，有學生操作易錯、計算數據很多、誤差不小等缺點。運用pH傳感器和光電門傳感器測定滴定終點和標準液的體積，可以簡化學生在實驗中的相關操作，提高測量和計算的準確性，方便分析數據，學生可以無干擾地探求其規(guī)律。

數字化實驗教學利用儀器代替目測，會避免感覺差異引起的實驗現象感知的偏差，體現化學反應過程的實證化、動態(tài)化、定量化，反映了科學發(fā)展從宏觀到微觀、靜態(tài)到動態(tài)、定性到定量的趨勢。因此，數字化實驗教學在發(fā)展學生化學核心素養(yǎng)方面具有獨特的作用。

4.學業(yè)評價

教師對于學生的學業(yè)評價一般分為檢測和評價兩部分。教師可以繼續(xù)使用上述智慧課堂模式進行實時檢測，實時批改，實時溝通。而信息技術支持下的評價方式也越來越多元化，評價量化、數據可視化以及學生自我評價都很方便。

比如利用數據分析學生階段學習情況，超星平臺可以有效地記錄學生的學習行為軌跡。課前，學生在平臺上觀看視頻內容，平臺會記錄學生觀看時間長短、訪問網頁數量。課后學生需要將相關學習成果提交到平臺。教師設置分值比例，例如：預習占15%，作業(yè)占20%，考試占50%，回答問題占5%。依靠數據分析學生的學習質量變得可視化，學生也能及時了解別人的學習進度，互相競爭、互相幫助，共同進步。

（四）作用總結及前景展望

1.作用總結

信息化與數字化技術的不斷發(fā)展，可以使教師在教學中突破，在設計過程尋求新的合適的技術手段和方法。智慧課堂的不斷發(fā)展和推廣使建構主義教學理論在數字化支持下得到完美呈現，讓化學課堂內外的每一個環(huán)節(jié)都能有很大的突破和提升。由現代化信息平臺構建的學習環(huán)境，為智慧課堂的發(fā)展提供技術支持，智慧課堂采取組內合作、自主探究、分組討論并交流等學習方式，幫助興趣愛好相同的學生組成學習共同體。

數字化實驗和虛擬實驗可將科學實驗從定性的觀察變?yōu)槎康姆治觯柚梢暬O備，使研究實驗過程、現象更加清晰，學生可以全新的視角審視實驗，從而提升科學探究的深度和精度。哪怕面對失敗與挫折，學生也能發(fā)展學習能力。學生的綜合素養(yǎng)與實驗能力得到充分鍛煉和提升，同時有利于其正確價值觀的形成。

2.前景展望

隨著科技的不斷發(fā)展，信息技術裝備逐步轉向大眾化，并進入普通中小學，更加便于推廣和利用。我國的教育信息化正高速發(fā)展，一線化學教師應從被動接受轉為主動探索，堅持以創(chuàng)新教學為驅動，不斷改進自己的課堂教學模式。

參考文獻：

[1]陳麗，任萍萍，張文梅.后疫情時代教育創(chuàng)新發(fā)展的新視域與中國卓越探索——出席“2020全球人工智能與教育大數據大會”的思考[J].中國電化教育，2021（5）：19.

[2]王豐裕.信息技術支持下高中數學課堂教學情境創(chuàng)設研究[D].石家莊：河北師范大學，2021.

[3]龔元宏.中學物理智慧課堂教學理論與實踐研究[D].貴陽：貴州師范大學，2016.

[4]楊峰.數字化實驗教學引發(fā)的思考——以《化學反應中熱能變化的新觀察》說課為例[J].中國現代教育裝備，2021（6）：3032.

[5]郭志強，王冬明，劉江燕.虛擬仿真實驗室在中學化學實驗教學中的應用探析[J].教育與裝備研究，2021，37（5）：7174.

[6]王楠，吳曉紅.NB虛擬仿真軟件在中學化學實驗教學中的應用研究[J].教育與裝備研究，2020，36（5）：7376.

[7]劉暢，王錚，王秀艷.中學化學數字化實驗的特點探析[J].中小學實驗與裝備，2021，31（1）：2425.

[8]馬曉梅，汪存友.互聯(lián)網時代學業(yè)評價新趨勢——混合式學業(yè)評價[J].中小學電教，2020（Z1）：6972.

[9]李春嬌.高中化學智慧課堂的建構與思考[J].高考，2020（27）：101.

責任編輯：黃大燦