基于信息技術的高中化學探究式教學研究

徐賀宇

摘? 要? 基于信息技術的探究式教學在高中化學教學中可以有效突破認知難點，促進學生完善知識結構，落實化學學科核心素養。分析基于信息技術的探究式教學目標和實施現狀，運用創新課例闡釋高中化學課程中如何設計、實施融合信息技術的探究式教學，為其應用于高中化學教學實際提供理論和實踐指導。

關鍵詞? 信息技術；高中化學；探究式教學

中圖分類號：G633.8? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）01-0123-05

0? 引言

應試模式下“粉筆+黑板”的傳統教學方式知識容量大，但忽略了學生的個體差異和創造能力，導致知識與能力脫節。隨著科學技術的飛速發展，信息技術下的教學改革成為教學工作者關注的新焦點[1]。

同時，化學學科注重實驗探究與創新精神的培養，探究式教學模式一直是教育工作者探討的熱門話題，但由于化學微觀組成難以通過肉眼觀察，學生經過探究后對微觀本質的理解與輸出仍存在困難，而信息技術卻能準確感知這些微觀變化并將這些信號表征為準確的數字和圖線。開展信息技術環境下的探究式教學，深化教育教學改革，提高學生化學學科核心素養和信息素養，滿足時代發展需求，必能取得1+1＞2的效果。

1? 信息技術與課程整合的內涵與研究現狀

整合即不同領域的不同要素相互滲透、互相作用形成一個新的整體，進而發揮最大的效益。2000年美國率先提出“培養信息素養，將數字化內容與各學科課程相整合”[2]。

我國1998年首次提出課程整合概念，1999年正式進入研究階段。從2004年開始，通過IICT途徑提高各學科教學質量與效率成為主要研究方向，由于傳統教育觀念和條件限制，教學技術與課程整合缺少明確的實施方案，重硬件、輕教學實踐的現象較為嚴重。

關于信息技術與課程整合的概念界定，通常包括南國農教授的“工具說”、李克東教授的“方式說”、何克抗教授的“環境說”[3]，這三種觀點都強調了利用信息技術實現教師主導學生主體的教學方式，轉變學生學習方式，落實對學生實踐能力、創新精神的培養。

2015年以來，手持技術在化學學科教學中的應用得到了諸多關注[4]，而后虛擬實驗室也成為一線教師關注的焦點。這些新手段具有便攜、靈敏、實時、數據輸出直觀等優點，且化學學科的電流、電壓、氣壓、電導率、濃度等不易追蹤的數據都可以通過手持技術捕捉到，為一線教學創造了新情境，為學生創造了新體驗。

在教學模式方面，信息技術與化學課程整合構建的諸多教學模式中，被化學教學研究者廣泛關注、創新程度較高且研究時間最長的就是探究式教學。本文也從基于信息技術的高中化學探究式教學為切入點，分析梳理具體的創新教學實例，探尋基于信息技術的化學探究式教學的設計思路與實施方案。

2? 基于信息技術的高中化學探究式教學目標和意義

2.1? 基于信息技術的高中化學探究式教學目標

2.1.1? 創新應用教育教學理論，凸顯學科特色

高中化學學習是通過化學反應現象充分挖掘方程式、反應本質的過程，需要培養和提高分析能力、觀察力和模型思想。探究式教學使學生從已有知識出發，通過一系列的科學探究過程實現新知識的建構，對高中化學的學習有極大的促進作用，信息技術手段的加入能更好地發揮探究式教學優勢，以新穎的知識呈現方式調動學生探究意識。

另外，憑借信息技術手段在教育教學理論的基礎上進行教學內容、師生互動、評價方式等教學要素的創新，最大程度優化教學效果。實驗是化學教學的重要組成部分，涉及微觀概念、微觀結構、流程復雜、危險或條件苛刻的實驗可以借助信息技術實現，充分體現化學學科特色。

2.1.2? 優化教學結構，擴充教學資源

當前，探究式教學已得到了廣泛認可，但在具體應用中還存在一些誤區與局限性。“為了探究而探究”的現象比較嚴重，課程設計過于刻板，具體環節依舊是傳統教學手段，浪費學生精力，人為造成認知難度。信息技術與課程整合從改進工具、創新教學方式、打造新的教學環境（模式）逐漸遞進。特別是近10年，慕課、微課的在線課堂形式，打破了片面強調技術的單向整合觀，引發了課程形態、教學模式的深度變革。化學教學要素中加入了“教學媒介”這一重要組分，可以有效地調節教學要素之間的關系，實現教學結構的優化，它與教師、學生、教學內容是相輔相成、互相影響的。

高中化學知識繁多，相似的概念很容易成為學生的易混易錯點。近10年來，隨著微課技術創新發展，以高中化學知識為基礎的創意微課的數量、質量大幅提高，豐富了高中化學教學形式、擴充了高中化學教學資源。

2.1.3? 培養具有信息素養的創新型人才

21世紀是信息的時代、是創新的時代。信息技術與化學探究式教學的結合為學生自主探索、資源共享、合作學習提供了理想的平臺，調動學生的學習興趣，推動學生主體的科學教學理念的落實。學生收集、分析、運用有效信息的能力得到充分鍛煉，創新實踐能力、信息提取能力被有效激發，有助于學生終身學習，為培養適應新時代的創新人才提供保障。

2.2? 基于信息技術的探究式教學在高中化學教學中的意義

對學生而言，基于信息技術的化學探究式教學有助于提高信息素養，鍛煉學生收集、分析、運用有效信息的能力；促進學生個性化發展，不同程度的學生都可以根據自己的學習能力、興趣來選擇性的深入探究相關知識，接收新知識的速度、進度也不再有統一的限制，真正實現體現學生主體作用；還能培養學生協作溝通能力，小組成員分工合作，有效溝通、集思廣益，實現對知識的理解與建構。

對于教師來說，基于信息技術的化學探究式教學有助于促進教師角色轉變，采用信息技術與探究式教學相結合的新型教育方式，老師更多的只是引導作用，更大程度發揮學生自身的主觀能動性；還有助于促進教師終身學習，激發教學新動力。信息技術與探究式教學的結合，需要教師接收新知識，提前獲取大量有關教學內容的情景與信息，更新教學觀念、創新教學策略，提高專業水平。

3? 基于信息技術的高中化學探究式教學實踐

3.1? 課例概述

教學課例如表1所示。

3.2? 課例評析

如圖1所示，本節課的設計思路和實施流程大致包含“導言”“小組任務確定”“小組活動過程與建議”“資源引導”“展示與匯報”“模型構建”“測試與評價”七個環節。本節課通過連鎖的核心問題，使學生明確探究任務的同時，滲透進化學思想方法，整堂課探究線、問題線、活動線、思想方法線清晰流暢。

以一張濾紙引發的微博熱搜為切入點，通過濾紙灰成分探究的驅動性任務，采取信息技術與探究式學習結合的新方式，加強對學生分析、解決物質轉化問題的模型思維的鍛煉，落實化學學科核心素養。從教學意義上說，通過本節實驗探究活動學生能夠自主設計實驗方案，并對多個可能方案進行優選，使用信息技術手段優化了學習方式，學生可以從自己的基礎出發設計研究方案，充分體現學生“個性”與“主觀能動性”，落實化學學科核心素養。另外，對于金屬及其化合物之間轉化的學習，無論是對化學知識本體的學習，還是人類的生產生活都具有重要的意義。

3.3? 學生反饋

課后學生填寫了學習評價表，獲得的數據統計結果如表2所示。

通過表中數據可知，整體來看，學生對這節信息技術與探究式教學相結合的化學課評價極高、自我收獲值總體較高。從課前準備和課堂表現來看，所有學生都提前準備好了材料和工具以小組合作方式完成探究任務，說明學生的求知欲望得到充分激發。從知識方法的掌握情況來看，90%以上的學生認為自己獲得了極大的提高，進一步比較發現，學生的知識提升（99.5%）要優于方法上的提高（91.8%），說明學生之前對這種信息技術與探究式教學相結合教學方法的接觸頻率較低，即平時教師可能不經常使用探究式教學方法，導致學生對科學探究的一般方法和一般步驟比較陌生。從學生的思維發展角度來看，98.7%的學生認為自己開動了腦筋，實現了自己力所能及范圍內的創新。

綜上所述，本節化學課是充分激發學生潛能、發揮學生主觀能動性、培養學生創新思維的成功課例。

4? 實施經驗與注意事項

4.1? 利用信息手段創設真實的探究情境

信息技術與探究式教學相結合的教學模式需要利用信息技術手段使問題簡明化、形象化。教師必須深入挖掘教材內容，引導學生提出有探究價值的科學問題，這就要求“導言”部分必須具有真實性、引導性和啟發性[5]。

另外創設的情景要盡可能貫穿整節課的探究活動，即圍繞情景線設計問題線、知識線、活動線，使整節課脈絡清晰、重點突出。學生在結束一系列的探究活動之后能從情境中有所感悟，將所學知識應用于生活實際，甚至能提出新的有探究價值的問題，為學生課下的再學習、再探究、再提高打下基礎。

4.2? 教師是探究活動的參與者和引導者

在探究式教學中教師不能成為學生學習活動的旁觀者，在成立小組、方法指導、整理匯報等環節需要及時引導與點撥。由于學生檢索能力和知識結構存在局限性，教師要為學生提供必要的信息資料，做好對各小組的探究學習指導工作，避免學生精力的不必要浪費，提高課堂效率。

教師還要對各小組的探究方案設計進行點評和點撥；在交流匯報環節，教師要點評學生的探究過程和結果，幫助學生找到做得比較好的環節和需要修正的環節，引導學生客觀全面地分析、驗證探究結論，促進學生逐步樹立科學探究意識、提高探究能力。

4.3? 充分激發學生的探究潛力和欲望

不同基礎的學生探究能力、信息提取能力是有差異的。因此在組建探究性學習小組的過程中，教師應適當均衡、協調小組成員之間的學習能力差距。小組成員的學習基礎和能力差異不宜過大，且成員間的優勢、性格盡可能做到互補，這樣能最大程度保障所有學生找到自己在合作探究中的價值和發力點，最大程度保證全員參與，充分調動學生參與探究活動的積極性。

4.4? 不可將真實化學實驗完全替換成虛擬實驗

虛擬化學實驗憑借信息技術呈現，危險性小、操作簡單、現象明顯、可復制性強，但是缺乏學生對真實的實驗儀器、藥品的感性認知。課標中的學生必做實驗安全性高、成功率高、現象明顯，有助于理解記憶物質的性質。在真實化學實驗中，學生對質量、溫度、聲音、顏色變化的真實感知以及動手能力的提高是虛擬實驗無法替代的。必須通過真實化學實驗實現學生意志力、科學精神、敏銳觀察力、全方位思考能力的培養和鍛煉。

5? 參考文獻

[1] 牛富河.教育信息化2.0視域下信息技術助推教育改革發展進程的思考[J].中國信息技術教育，2021（11）：103-104.

[2] 郭佳佳.信息技術環境下高中數學探究式教學模式研究[D].長春：東北師范大學，2010.

[3] 蔡寶來.信息技術與課程整合研究進展及未來走向[J].課程·教材·教法，2018，38（8）：133-143.

[4] 劉忠慧.基于手持技術的高中化學實驗教學研究[D].黑龍江：牡丹江師范學院，2020.

[5] 彭幼芝.基于學科核心素養的高中化學主題式教學模式研究[D].長沙：湖南師范大學，2020.