信息化教學設計在初中化學教學中的應用

摘要：信息化教學設計在教育領域中的應用已成為提升教學效果的重要手段。本文旨在探討信息化教學設計在初中化學教學中的應用研究，通過分析信息化教學工具和資源在化學教學中的運用，旨在提高學生的學習興趣，加強學習成效。基于此，本文研究信息化教學設計原則，詳細介紹在初中化學教學中如何運用多媒體課件、虛擬實驗室、在線互動平臺等信息化工具，以及這些工具如何幫助學生進行實驗操作。實證研究表明，信息化教學設計能顯著提高學生的參與度，增強他們對化學知識的記憶，為初中化學教學帶來積極的變化，促進學生全面發展。

關鍵詞：信息化教學設計；初中化學；多媒體課件；虛擬實驗室；在線互動平臺

一、引言

信息化教學設計是指利用現代信息技術手段，系統規劃教學內容、教學過程、教學方法、教學評價等，進一步提高教學效果和學習效率。隨著信息技術飛速發展，信息化教學設計在教育領域中的應用越來越廣泛，尤其在初中化學教學中，其應用研究具有重要的實踐意義。初中化學作為一門實驗性和理論性相結合的學科，其教學內容涉及大量的化學現象，傳統教學模式很難滿足學生對實踐操作的需求，信息化教學設計通過多媒體、網絡資源、虛擬實驗等手段，為學生提供直觀的學習材料，幫助學生全面掌握化學知識。同時，信息化教學設計強調學生的主體地位，通過設計互動性強的教學活動，激發學生的學習興趣和探究欲望。在初中化學教學中，教師利用信息技術設計探究性學習任務，引導學生通過網絡搜索資料、參與在線討論、進行虛擬實驗等方式，自主探索化學現象主要作用是培養學生的科學思維。因此，本文將探討信息化教學設計在初中化學教學中的具體應用策略和實踐效果，以期為初中化學教學改革提供參

考[1]。

二、信息化教學設計在初中化學教學中的作用

（一）豐富教學資源

在初中化學教學中，信息化教學設計能有效整合網絡上的豐富資源，為學生提供直觀的學習材料，有效豐富教學內容，提高教學效果。傳統化學實驗教學受限于實驗條件和安全因素，很多實驗無法在課堂上進行。而通過網絡資源，教師輕松播放高質量的化學實驗視頻，讓學生觀察到實驗的全過程，查看反應細節和結果，從而加深對化學反應原理的理解。例如：三維分子模型是信息化教學設計的亮點，利用計算機軟件，學生旋轉、放大、縮小分子模型，從不同角度觀察分子的結構，直觀理解分子間的相互作用，這種互動式學習方式有助于學生建立起空間思維能力，加深對化學結構的認識。

（二）提高教學互動性

在初中化學教學中，應用信息化手段能豐富教學資源，還能顯著提高教學的互動性，為學生提供生動的學習體驗。在運用信息化手段時，能讓教學活動具有較強的互動性，幫助教師設計在線問答環節，讓學生即時反饋學習中的疑問，教師進行即時解答，形成即問即答的教學模式。實而時投票功能讓教師快速了解學生對某個知識點的掌握情況，從而及時調整教學策略；小組討論是以在線平臺為基礎，學生在平臺上發表自己的見解，與同伴進行深入交流，這種互動不僅提高了學生的參與度，也促進學生之間的合作與溝通。

（三）強化試驗教學

化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗教學在化學教育中占據著至關重要的地位，但傳的實驗教學受到設備不足、安全風險等問題限制，嚴重影響到整個教學效果，降低學生的學習體驗。隨著信息技術的飛速發展，信息化教學設計為解決這些問題提供了新的途徑，特別是在強化實驗教學方面，其作用日益凸顯。信息化教學設計通過虛擬實驗、模擬實驗等方式，有效彌補傳統實驗教學中的不足，利用計算機技術創建的實驗環境，讓學生在虛擬環境中進行實驗操作，觀察實驗現象，分析實驗結果。通過這種方式，模擬真實的實驗過程，避免實驗中可能出現的安全風險，讓學生在安全的環境中體驗實驗過程。例如：在初中化學教學中，教師虛擬實驗軟件來模擬化學反應的過程，讓學生在電腦上進行實驗操作，觀察不同條件下化學反應的變化，便于學生直觀理解化學反應的原理，加深對化學知識的理解[2]。

三、初中化學信息化教學現狀

（一）教學方式過于單一

當前，很多初中化學教師在運用信息化手段時，局限于使用PPT進行知識點進行展示，缺乏多樣化的教學方法。這種單一的教學方式嚴重限制學生的思維發展，使得課堂變得枯燥乏味，教師要探索多元化信息化教學手段，如利用虛擬實驗室、化學模擬軟件等，讓學生在互動中學習，提高教學的趣味性和實效性。

（二）學生學習興趣不足

化學作為一門實驗性較強的學科，其理論知識較為抽象，學生在學習過程中容易感到枯燥，信息化教學雖然提供豐富的多媒體資源，但如果不能有效激發學生的學習興趣，其效果將大打折扣。因此，教師需設計有趣的教學活動，如化學實驗視頻、互動問答等，引導學生主動探索化學的奧秘，從而提高學生的學習積極性。

（三）學習環境創設不足

良好的學習環境對于學生學習效果具有至關重要的作用，但在信息化教學中，很多學校和教師忽視學習環境創設，教室內信息化設備配置不足，網絡資源利用不充分，這些都限制信息化教學的深入實施。這時，學校要增加加大信息化教學設施的投入，優化網絡資源配置，為學生創造充滿科技感的學習環境，使學生在良好的環境中自主學習，提高學習效率[3]。

四、信息化教學設計在初中化學教學中的應用

（一）利用信息技術，開展生活情境教學設計

信息化教學設計是指利用計算機、網絡、多媒體等現代信息技術手段，系統規劃教學內容、教學過程、教學資源等，提高教學效率。在初中化學教學中，信息化教學設計幫助學生直觀理解抽象的化學概念，增強學習的互動性，提高其學習積極性。

例如：在《碳和碳的氧化物》單元中，針對“金剛石、石墨、C60”的教學內容，設計一系列生活情境教學活動。利用多媒體展示金剛石、石墨、C60的結構模型，通過動畫演示它們的形成過程和物理性質的差異，讓學生直觀感受不同碳單質的特性。設計虛擬實驗，讓學生在計算機上模擬金剛石和石墨的制備過程，通過實驗操作了解它們的化學性質和工業應用。同時，利用網絡資源，組織學生進行小組合作學習，搜集關于C60在醫學、材料科學等領域的應用案例，討論其在現實生活中的重要性和潛在價值。還要積極開展生活化的問題解決活動，如設計相關情景：假設你是一名珠寶設計師，如何利用金剛石和石墨的特性設計一款獨特的首飾？通過這樣的活動，讓學生將化學知識與實際生活相結合，培養其創新思維和實踐能力。通過上述信息化教學設計，能使初中化學教學更加生動有趣，幫助學生建立起化學知識與現實生活的聯系，提高學生的綜合素質[4]。

（二）利用信息技術，開展課前知識預習輔助

課前預習是教學過程中的重要環節，其能幫助學生提前接觸新知識，為課堂學習打下基礎。在化學教學中，由于化學知識的抽象性，課前預習尤為重要，通過預習，有利于學生對即將學習的內容有初步的了解，從而引導其課堂上進行專注學習。

例如：在《二氧化碳和一氧化碳》教學時，教師利用PowerPoint、Prezi等軟件制作多媒體課件，將一氧化碳的物理性質、可燃性、環氧性通過圖文并茂的方式呈現給學生。課件中包含一氧化碳的分子結構圖、燃燒反應動畫演示、環氧反應實驗視頻，使學生能夠在視覺和聽覺上對知識有直觀的認識。教師引導學生訪問教育資源網站，如Khan Academy、Bilibili教育頻道等，搜索關于一氧化碳的教學視頻和科普文章，讓學生觀看專業講解和實驗演示，能深入理解一氧化碳的性質和反應。同時，利用Kahoot、Quizlet等互動式學習平臺，設計與一氧化碳相關的問答游戲和在線測試，學生在預習過程中參與這些活動，檢驗自己的預習效果，在游戲中鞏固知識點。在課堂上，教師根據學生的預習情況進行針對性的講解和實驗演示，通過提問和討論，便于教師了解學生對一氧化碳性質的理解程度，及時調整教學策略。此外，教師利用信息技術收集學生的反饋信息，采用在線問卷調查學生的學習感受和建議，以便不斷優化教學設計[5]。

（三）利用信息技術，開展課內知識試驗探究

在初中化學教學中，如何利用信息技術有效引導學生深入學習，特別是在實驗探究環節，是教師們關注的焦點[6]。本文以《二氧化碳的實驗室制取與性質》這一課程為例，探討信息化教學設計在初中化學教學中的應用。《二氧化碳的實驗室制取與性質》是初中化學的重要內容，涉及二氧化碳的制取原理、裝置搭建、收集方法、性質檢驗、驗滿等多個環節，通過本課程的學習，幫助學生掌握二氧化碳的基本知識，培養實驗操作能力和科學探究精神。在教學過程中，，教師制作多媒體課件，通過動畫、視頻等形式，直觀展示二氧化碳的制取原理。如通過動畫模擬石灰石與稀鹽酸反應生成二氧化碳的過程，幫助學生理解化學反應的本質，借助虛擬實驗平臺，學生在電腦上模擬二氧化碳的實驗室制取過程。這種模擬實驗不僅安全，且能進行反復操作，幫助學生熟悉實驗步驟，理解實驗裝置的搭建和使用。還要開發互動式學習軟件，通過游戲化學習方式，讓學生在玩中進行學習，加深對二氧化碳收集、檢驗、驗滿等知識點的理解。例如：設計“二氧化碳偵探”游戲，學生在游戲中利用實驗操作“偵破”二氧化碳的秘密，并建立在線討論區，鼓勵學生在課后就實驗中遇到的問題進行交流，教師充當引導者的角色，引導學生深入思考，共同解決問題，提高學生的自主學習能力[7]。

（四）利用信息技術，開展微觀模型3D演示

在初中化學教學中，信息化教學設計已經成為提升教學效果的重要手段，傳統教學模式很難滿足學生對實踐操作的需求，信息化教學設計通過多媒體、網絡資源、虛擬實驗等手段，為學生提供直觀的學習材料，幫助學生全面掌握化學知識。特別是在《碳和碳的氧化物》這課程教學過程中，運用3D化教學軟件進行微觀模型的3D結構空間演示，幫助學生直觀理解化學知識，激發學生的學習興趣，提高教學質量。

例如：在《碳和碳的氧化物》課程中，金剛石、石墨、富勒烯等碳的同素異形體，其微觀結構復雜。通過3D模型，學生360度全方位觀察這些物質的結構，理解它們在空間中的排列方式，從而更深刻地認識到物質結構的多樣性。同時，3D演示能夠增強學生的空間想象能力，化學中的很多概念都要學生具備較強的空間想象能力，如分子間的相互作用、化學反應的機理等。通過3D化教學軟件的動態演示，學生在虛擬空間中觀察到分子或原子的運動軌跡，理解化學反應的動態過程，對于培養學生的空間思維能力具有重要意義。教師利用3D化教學軟件設計互動環節，讓學生參與到模型的構建和操作中來，學生利用軟件自己搭建碳的同素異形體模型，或者模擬化學反應的過程，這種互動體驗提高學生的參與度[8]。

五、結束語

綜上所述，在信息化浪潮的推動下，信息化教學設計已成為初中化學教學改革的重要方向，信息化教學設計能為學生提供豐富的學習資源和學習方式，利用多媒體、網絡平臺等工具，學生接觸到直觀的化學知識呈現方式，有助于學生對抽象化學概念的理解，激發他們的學習熱情。然而，信息化教學設計在實施過程中也面臨著各種挑戰，如何平衡技術使用與教學內容的關系，如何確保所有學生都能平等地接觸到信息化資源，以及如何培養教師的信息化教學能力等問題，都需要教師進行進一步研究。未來，我們應繼續深化研究，不斷優化教學設計，實現信息技術與化學教學的深度融合，為學生創造高效、有趣的學習環境。同時，我們也期待教育部門、學校、教師和學生共同努力，推動信息化教學設計的廣泛應用，共同促進教育現代化進程。

參考文獻

[1] 陳莉. 信息化環境下九年級化學可視化教學的設計與實踐[D]. 寧夏：寧夏大學，2020.

[2] 郭宇. 創新翻轉課堂設計，啟動學生學習思維——初中化學信息化教學的實踐研究[J]. 互動軟件，2021（12）：1906-1907.

[3] 劉亮. 疫情后混合式教學模式在初中化學教學中的實踐研究[D]. 湖北：華中師范大學，2022.

[4] 甘國選. 核心素養下信息化的單元教學實踐——以初中化學\"物質構成的奧秘\"為例[J]. 中國新通信，2022，24（8）：212-214.

[5] 朱玥凌. 基于智慧課堂的初中化學教學設計與實踐研究--以“物質構成的奧秘”教學為例[D]. 安徽：安徽師范大學，2022.

[6] 周星利. 希沃與虛擬仿真實驗在農村初中化學教學中的實踐研究[D]. 湖南：湖南師范大學，2021.

[7] 黨佳瑛. ARCS動機模型下的初中化學微課教學設計研究[D]. 寧夏：寧夏大學，2021.

[8] 魏沙. 信息技術融合初中化學教學的現狀調查與對策研究[D]. 湖北：華中師范大學，2021.