信息技術促進化學教學模式改革創新研究

李德志 姜虹

摘 要：隨著經濟科技的高速發展，國家對教育提出了更高的要求，信息技術和網絡的高速發展為課堂教學模式的改革創新提供了強大的技術支持，廣大高中化學教師也在教學過程中不斷探索，信息技術的使用也越來越多樣化。通過信息技術，教師可以獲得更多的教學資源，根據教學目標進行整合利用，教學方法也更加靈活多樣，教學更加豐富多彩，不僅可以開闊學生的視野，還可以幫助學生進行深入的認知和思考。

關鍵詞：化學教學；教育模式改革；信息技術；網絡

信息科技的飛速發展，引起了對教育地位、作用的重新認識，教師的教育觀念也迎來了更新和變革，高中化學的教育教學也必須相應改變，才能應對這樣的挑戰。新的信息科技不斷融合在教學中，為化學教學開辟了新的途徑。通過使用信息技術，教師可以將自己要教的知識更生動直觀地傳遞給學生，有效地提高學生的學習熱情，縮短師生之間的距離，提高教學效率。

一、高中化學教學中信息技術運用的必要性

傳統教學方式的教學滯后與信息社會知識爆炸式增長產生矛盾。傳統教學媒體除了黑板、粉筆、教材外，還有掛圖、模型等幫助，但這些內容有時落后于科學發展，無法及時反饋前沿知識，阻礙學生新進展、新知識的理解，阻礙知識的更新和擴大。在培養學生化學核心素養、培養信息時代所需的高素質創新型人才的前提下，有著極大的限制。

《普通高中化學課程標準》中，明確提出了高中化學學科的核心素養，核心素養的培養是化學教學的難點——如何從宏觀現象中探索微觀世界，如何在變化中理解平衡的奧秘，如何從實驗現象中挖掘背后的本質，如何從枯燥的學科學習中樹立科學的世界觀和責任感。

融合信息技術可以將學生帶入奇妙的化學世界，增強學生的感官體驗，有助于學生理解化學問題。在實際教學中，化學教師需要發揮信息技術本身的優勢，根據學生的學習需要，運用信息技術進行教學，加強師生之間的相互交流，促進學生的綜合發展。

建構主義學習理論為信息技術下化學教學模式改革提供了理論基礎，它主張以學生為中心，學生是信息加工的主體，是知識意義的能動建構者：知識不是由教師注入的，而是學習者在一定情況下通過合作、討論、交流、相互幫助，并且認為是借必要的信息資源能動性地構建的。所以，“情況創設”“合作討論”和“信息提供”是建構主義學習環境的基本要素。建構主義教學理論強調教師要成為學生自主建構的幫助者、促進者、課堂教學的主導者和組織者，而不是課堂的“主宰者”或知識灌輸者，學生主要用自主發現的方式學習。建構主義學習理論為真正體現多媒體和網絡教學應用優勢的以學生為中心的教學模式提供了理論基礎。

二、探索信息技術與高中化學教學整合的教學模式

（一）課堂運用視頻幫助學生學習

微觀探測是化學學科素養的重要環節。教師可以向學生展示具體的物質，但很難展示其微觀結構。教師可以進行演示實驗，或者學生自己進行實驗，但是很難展示化學反應的機制。因此，從宏觀認識到微觀分析，實在是化學學習的難點。信息技術的發展可以很好地解決這個問題。運用技術手段，生動形象地展現了物質的微觀結構、化學反應的微觀過程，在學生理解和掌握化學知識的過程中為宏觀與微觀之間的鴻溝架起了橋梁。

Chem3D、ChemDraw、KingDraw、鴻鵠3D化學等多種軟件，有助于教師讓學生看到物質的微觀結構。學生可以比較直觀地觀察微觀粒子的三維空間結構，如球體模型、比例模型、原子和分子電子云等，大大幫助了學生解決微觀世界不可見測量引起的學習障礙。教師不擅長使用這些軟件也沒關系。在強大的互聯網上，你可以在微信公眾號、抖音、快手等短視頻網站上找到大量視頻資源直接用于課堂教學。

此外，適當插入與課程密切相關的視頻材料，有助于開闊學生的視野，激發學習熱情，創設學習環境，培養科學態度和社會責任。利用信息技術，通過創設情境，將與教學內容相關的圖像、動畫、聲音、文字等作為材料引入課堂，通過多感官的參與，激發學生的學習興趣，進而使學生的被動學習變成主動學習。心理學家兼教育家布魯納所說的“學習的最高刺激是對所學材料的興趣”這句話也得到了很好的解釋。

（二）傳統課堂中輔助運用希沃交互智能白板，希沃助手等實現計算機和手機的交互，豐富課堂，提高課堂效率，使評價即時、全面

在傳統課堂教學中，師生互動也是必要的，需要展示學生掌握的知識。傳統的方法主要是通過學生的口頭表達和板書演示，能參加的學生數量很少，也往往需要時間。近年來，隨著網絡、信息技術、數字化等的發展，無數的電子產品被開發出來，課程與多媒體信息技術充分融合。在信息時代背景下，希沃互動智能平板電腦、希沃白板、希沃手機助理等硬件和軟件為課堂師生互動、生生互動、人機互動提供了技術支持[1]。

在課堂上最大可能實現電腦與手機的交互，將手機拍攝的圖片通過Wi-Fi傳輸到電腦上，在大屏幕上展示，讓更多的學生展示學習成果，相互交流，更加直觀高效。

（三）手持技術數字化實驗促進學生在化學實驗過程中的深入學習

手持式技術的發展，對許多高中化學課程中的定量乃至定性實驗具有良好的輔助提高作用，手持式技術數字化實驗具有準確、實時、可視化、定量化、自動化等技術特點。例如：利用壓力傳感器，將高中化學中影響化學反應速率因素的相關實驗由簡單觀察氣球變化，提升為準確、實時、快速、自動收集氣體引起的氣壓變化曲線。

通過氣體傳感器，在金屬氧化的過程中能更直觀地感知氧的存在及其濃度變化，而不是用觀察容器內的液面變化這樣的間接的方法。溶液中的離子反應是高中化學的一個重點、難點，對于很多學生來說，從宏觀認識到微觀探測是一條難以跨越的鴻溝，電導率傳感器、pH傳感器，幫助學生“觀察”離子的存在，深入了解離子反應的原理，它可以幫助實現從宏觀到微觀的連接。

此外，通過這些手持技術的數字化實驗，如色度傳感器、濁度傳感器……，學生不僅可以在化學實驗活動中觀察實驗現象，還可以從微觀角度感知化學物質，更深入理解化學反應原理，構建抽象概念，分析實驗數據不僅可以更直觀地形成結論，還可以幫助學生預測反應趨勢。通過手持技術數字化實驗，使學生在從“觀察現象”到“表征本質”的深入學習過程中發展化學學科核心素養[2]。

（四）疫病時代造就的在線課程

自2020年初特殊時期，各地師生開始適應網上教學模式，從最初的茫然態度，到后來已經習慣了，信息技術是其中最不可缺少的技術支撐。但網絡課程不同于線下，課程難度遠高于線下。由于在線教學缺乏互動，課堂氣氛不足，教師無法直接面對學生，缺乏監管，學生無法集中精力，并且在線教學中缺少師生之間、生生之間交流互動，學習氛圍不足。作業隨波逐流，還可以使用搜索軟件完成作業，這樣的課后反饋失去了意義。然而，我們必須承認，網課作為信息技術背景下的新的教育形式，讓師生們在疫情下能夠擺脫時空和地域的局限，使用電腦、手機或者平板等硬件設施，通過釘釘會議、騰訊會議等視頻軟件就可以展開教育教學，進行適當的師生互動。這就要求作為教師，運用信息技術、網絡技術，通過互聯網盡可能地獲取優質豐富的教育資源，豐富課堂，提高課堂魅力，提高課堂效率。

即使特殊時期結束，網課也有著不可替代的優勢。網課豐富了學生的學習方式，而且很多平臺除了直播，還能進行課程回放，學生可以在學校上課之余觀看視頻回放加以補充，進行自主學習，使得學生學習知識的途徑更廣泛。

（五）優質的微課資源是翻轉課堂教學的有力保障

隨著手機的普及，短視頻網站掀起熱潮，微課應運而生，越來越豐富。這種方式簡短，不用占用學生太多的時間，也可以作為課堂以及課外的補充。老師們各顯其能，或幽默風趣，或深入淺出……多姿多彩的微課在豐富學生課余生活之余，也對他們的學業起到了良好的促進作用，而且學生還可以針對自己的短板或者興趣進行選擇。

優質的微課資源是翻轉課堂教學的有力保障。在課堂交流和評價環節中，互聯網發揮了重要作用，很好地實現了教學目標，同時也有助于師生利用零碎的時間不斷學習。它把學習的決定權從教師轉移到學生身上，調整課堂內外的時間，是對傳統課堂教學結構和教學流程的顛覆，引發了教師角色、授課模式、管理模式等一系列變革。信息技術下翻轉課堂的教學模式示例如下，教學過程包括：環節1利用微課、互聯網自主預習—環節2課交流討論—環節3利用微課解析重難點—環節4總結提升—環節5利用問卷星進行評價。各環節的設計意圖為：培養學生融合信息、自主學習的能力，激勵學生主動學習—培養表達、交往、合作能力，使學生有獲得學習的幸福感—發展學生化學核心素養—形成化學概念和化學思想—推進“教、學、評”一體化教學。

除了課程補充外，問卷星等平臺還可以作為在線作業和在線測試的良好載體。線上與線下相結合的教學模式變革，可以真正改變教學方式和學習方式，實現新課程標準所倡導的教學評的一致性。

（六）使用問卷星進行在線測試，提高教與學的效率

問卷星考試功能可以涵蓋多種常見題型：單選題、多選題、判斷題、填空題等，而且支持考試文件的上傳，包括問卷的制作、屬性設置、問卷項目的發布。利用問卷星平臺進行在線測試，可以幫助教師收集學生在學習過程中的信息，快速揭示學生的答題結果和錯誤統計，及時、有效地對本課堂進行教學評價，幫助教師及時改進教學，能夠更有針對性地進行教學活動，既減輕教師的工作負擔，又促進課前課后知識的增強，促進學生自主學習，體現信息技術與課程體系的融合。

使用問卷星的在線測試可以在上課前、上課中、上課后進行。在上新課之前，可以調查學情，了解學生的學習現狀和學習需求。此外，根據學情設定更合理、恰當的教學內容，可以更有效地促進學生的學習。課堂教學中，隨堂小測可以幫助學生驗證本課的學習情況，及時得到結果分析，是一種形成性評價方法，教師可以在課堂中進行弱勢部分的強化，提高課堂的時效性。也可用于課后作業、單元或專題檢測等，提高評審效率，進行精準強化訓練。

通過問卷星平臺創設問題情境，可以激發學生強烈的問題意識和探究動機，引發學生的積極思考。在線問題解答使不同層次的學生在教學過程中發揮各自的才能和智慧，從而使所有學生都能有所得、享受成功的喜悅。

三、高中化學教學中信息技術運用的意義

構建多元教學模式，最大限度地拓展學生的思維和視野，激發學習興趣，大力優化課堂教學，提高教學質量，培養學生的主動性、積極性、創造性，促進學生的全面發展[3]。課堂已不再局限于教室，知識也不再禁錮于課本，可謂處處是課堂，時時有學問。隨著網絡越來越普及、越來越先進，信息技術越來越為化學教學改革創新提供了更多的可能性，具有廣闊的發展前景。信息技術時代進一步激活了對人的自主、和諧、可持續發展的推動，形成了被廣大個人和群體認同的新價值觀。

（一）培養學生的創造性思維和創造性精神。只有創設良好的情境，才能激發學生學習新知識的興趣，在信息技術時代更容易在教學活動中創設良好的情境，激發學生的創新熱情。在探究新知識的過程中，學生可以做出新發現、新發明、新創作。因此，創設良好的情況，可以激發學生的創新欲望，更可以利用“互聯網+”環境，給學生創造機會，激發學生進行創造性思維和創造性精神活動，發展學生的創造性思維。

（二）培養學生開放的精神世界。信息技術時代每個人都可以通過各種信息手段、信息工具隨時隨地進行溝通，不同的價值觀、不同的風俗習慣、不同的生活方式直接展現在人們面前，不同國家、不同民族的人們通過“互聯網+”的方式認識、交流、學習、交往、進行借鑒，達成共識、溝通和理解，大大增強了人的開放思想和開放意識，奠定了時代發展所需的開放精神。

（三）培養學生的自主意識、平等意識?！盎ヂ摼W+”時代使階層概念逐漸失去價值，人人都有可能成為中心，人與人之間變得平等，不再受等級制度的控制，體現了人生平等的哲學意義。學校教育也越來越重視培養和塑造學生的這些價值觀，同時使人的自主發展意識不斷增強，個性意識不斷覺醒，使社會獲得了五光十色、個性夸張的多元化發展源泉。

（四）提高師生信息素養水平。當今世界是信息爆炸的時代，信息和知識的時效性也越來越短，教育的目標絕不是簡單地教知識，而是學會在新形勢下學習新知識的能力，以及發現信息、整理信息、分析信息、處理信息的信息素養水平彼此之間的差異正在逐漸形成。

結束語

總之，從教師層面看，信息技術徹底改變了傳統的教學思維，現代信息技術的發展，使多媒體、投影儀、互動白板、微課、網絡教學等各種現代化方式應用于教學領域，這些方式包括傳統的教師講、學生聽的模式相比，趣味性強、內容更豐富、形象，能顯著提高學生的學習熱情，提高課堂教學效果。同時信息技術的應用，給課堂帶來了大量的優質資源，如動畫、視頻、圖像等信息資源，可以豐富化學課的內容。

從學生層面看，在信息技術環境下，學生的學習活動也更加豐富多樣，學生在學習過程中，可以自主利用信息技術尋找相應的學習資源，滿足自身的發展需求。同時學生也可以利用信息技術獲得更豐富多樣的資料，大大開闊了學生的視野，促進了學生的良好發展。

當然，作為教師，要清醒地認識到，信息技術和網絡都是技術，不能代替教師的教育理念和專業修養，也不能代替教師授課。作為教師，要始終追求自身素質的全面提高，掌握更多的先進技術為自己的教育服務，是教師的最終目標。

參考文獻

[1]周春春.希沃白板在高中化學教學中的應用[J].安徽教育科研，2021（33）：82-83.

[2]謝杭，陳劍峰.基于手持技術在中學化學實驗中應用的研究：數字化比較化學反應速率裝置的研制[J].中學理科園地，2016，12（6）：64-66.

[3]吳星，呂琳，劉金麗.發展學科核心素養的化學課堂教學變革[J].中學化學教學參考，2020（9）：1-4.

本文系河北省教育科學研究“十四五”規劃專項課題“信息技術促進中學化學教學模式改革創新研究”（課題編號：2107015）研究成果。