信息技术在化学STEM教育中的应用

蒋小旬

摘 要：信息技术在教育中的应用是一个复杂而深刻的过程，它是一个学科交叉的课程，也是学校进行STEM课程改革，运用现代教育技术服务于教学方法的必要手段。针对初中化学教育中如何更好地与信息技术进行整合、创新，引导学生自主学习，结合实例提出了信息技术在化学中应用的内涵、途径、优势及缺点，为更好地开展STEM教育课程改革提供借鉴。

关键词：STEM;化学教育;信息技术;创新

一、前言

STEM教育主要强调科学、技术、工程和数学四门学科内容组成有机整体，多学科交融，促使学生综合运用知识，更好地培养学生的创新精神与实践能力[1]。随着互联网快速发展，信息技术在改变人们生活的同时也使教育发生了巨大的变化。如何在化学教育中更好地与信息技术进行整合，实施教育创新，培养符合STEM要求的相关素质显得尤为重要。本文以初中化学教育为背景，融入了信息技术改革的与创新的一些实例，通过理论阐述，对初中化学教育中的信息技术如何运用做出了归纳，为后续开展STEM教育课程改革提供借鉴。

二、信息技术在化学教学中的应用

1.教学设计，彰显学生主体

教学设计的好坏直接决定老师在课堂上能否深入地让学生学会知识点并且融会贯通。教学设计往往是教师多年个人埋头苦干，个人心血的凝结。基本通过老师的逐步诱导，学生明白课程内涵的“填鸭式”方式[2]。在应试教育的环境下，有其合理性，但无助于学生自学能力的提高，会养成学生懒于动脑的习惯。古人讲“授之以鱼，不如授之以渔。”在实践过程中，教师应打破原有的教学方式，在每一章学习之前，提出学习目标，以小组为单位，请学生利用课上课下学习时間，搜寻自己需要的资料，形成研究子课题，以PPT，或者电子稿格式交给老师，形成一个资源共享学习平台。在此过程中，师生可以通过各种方式进行交流，老师根据内容，结合大纲反馈内容，将学生的问题做成PPT，作为课堂讨论的内容。

通过上述这样的教学设计方式，形成了以教师为主导，学生为主体的方针。学生成为知识大厦的构建者，老师起到引领的作用，引导学生学习。从实际的效果来看，学生主动学习能力明显增强，课堂气氛明显活跃。

2.课堂教学，化抽象为直观

初中化学是从感性认识走向理性认识的开始，从认识宏观世界走向认识微观世界的开始。“百闻不如一见”，在讲解的时候，微观中的分子、原子、电子等，教师难用言语表达清楚，学生不能很快理解，而传统的教学方式又很难将其形象化，这时可以运用多媒体软件，形象的画面、逼真的动画，可以使学生对自己的认知产生强烈的好奇心，引导学生对知识的想象。同时，运用多媒体软件，可在很大程度上摆脱抽象空洞的理论，化抽象为直观。比如：在讲解构成物质基本微粒，组成物质的化学元素，物质组成的表示方法时，可以通过动画模拟原子、分子、离子模型，使微观抽象的微粒和微粒之间的转化过程在课堂上通过直观的模型图展现。学生将会形象地记住所演示的动画等，增强理解，加深记忆，提高课堂效率。

3.化学实验，变不可能为可能

《义务教育化学课程标准》提出：“初步形成基本的化学实验技能，能设计和完成一些简单的化学实验。”[3]化学实验作为化学教育实践中必不可少的环节，对激发学生的兴趣、加深知识点的理解、培养动手能力方面都有不言而喻的地位，但在教学重点中，由于实验条件的制约，现有的实验条件不能完全满足要求，同时安全性一直被强调，老师机械式地讲，学生机械式地记，效果一般。而信息技术丰富的表现力为这些重难点创造了条件。比如：稀释浓硫酸时，将水倒入浓硫酸;加热高锰酸钾制备氧气时，把试管口向上倾斜，氧气收集结束先移走酒精灯再移除导管，后果会怎么样？老师会讲，但学生一般记忆不深刻，但用多媒体模拟上述错误试验，几个动画就可以揭示变化的全过程，省时、省力、安全而且能加深记忆。

4.课堂互动，快乐中学习

现在的学生都是“00后”，活泼好动叛逆是他们这个时代学生的特性，这种特性本身就是一把“双刃剑”，如果抓住他们这种特性，激发他们学习的兴趣，就能促进教育教学水平提升。运用多媒体在课堂中进行一些游戏互动，在调动学生积极性的同时，又能进行教学反馈。比如：教学过程中，设计了一款PPT飞行棋游戏，是大部分学生小时候玩过的纸上飞行棋的改进版，运用到教学当中，可以用来检测学生在学习完一单元的新知识以后掌握情况。检测是通过让学生做PPT上的题目展开。游戏规则是：PPT上有四个起点，把学生分为四组，每组答对一条题目就可以在飞行棋上走几格，先达到终点的组别获胜。这种游戏能在短时间内提供大量的习题，在获得不错的反馈信息以后，学生也获得很大的乐趣。既巩固了学生知识的同时，也减轻了学生的负担。这很符合当前素质教育的发展需要，学生也在不知不觉中完成了知识的学习。当然，这对教师运用多媒体提出了一个强大的挑战，教师需要加强学习，跟上信息时代发展的节奏。

三、结语

未来，学生利用互联网进行学科知识学习，利用各种信息技术工具探究跨学科问题将成为常态。STEM教育正在成为已有教育体系中的关键组成部分，通过信息技术在化学课程中的应用，提高课堂效率的同时，也培养了学生自主学习、终生学习的态度和能力，培养学生创新精神与实践能力，把教师的主导作用与学生的主体性有机统一，实现教育模式的新跨越。

参考文献：

[1]余胜全，胡翔.STEM教育理念与跨学科整合模式[J].开放教育研究，2015（4）：13-14.

[2]魏广斌.中学信息技术教育现状分析与解决策略[J].信息记录材料，2018，19（3）：135-136.

[3]杨河.探究初中化学高效课堂的构建[J].中外交流，2019，26（14）：159.