融合信息技术 促进课堂学习

李杨 姚如富

摘要：随着科技的发展，信息技术与课堂的融合越发紧密。通过课堂实例发现，利用信息技术，将中学化学课堂变成智慧课堂，利用信息技术进行数据分析，在数据分析的基础上二次备课，结合数字化实验定量分析，帮助学生获得新的认知。通过案例，验证了信息技术与课堂的有效融合有助于促进课堂学习、发展学生化学学科核心素养，提升信息素养，提高学习效率。

关键词：中学化学  信息技术融合  学科素养  课堂学习  智慧课堂

教育部在《教育信息化“十三五”规划》的通知中指出，堅持促进信息技术与教育教学深度融合，依托信息技术营造信息化教学环境，促进教学理念、教学模式和教学内容改革，推进信息技术在日常教学中的深入、广泛应用，适应信息时代对培养高素质人才的需求。本文以“高低蜡烛熄灭的探究”为例，探索智慧课堂下，信息技术与中学化学课堂的融合，发展学生学科核心素养。

一、教学背景与教学流程

随着信息技术的发展，互联网下，教师的备课素材极为丰富，2020年大规模在线学习的展开，更是将信息技术与课堂教学的融合体现得淋漓尽致。各种仿真实验室、虚拟实验软件如“烧杯”等的引入使得学生的学习方式更加多样化。微课、视频、模拟动画的引入增进了学生对于宏观实验现象中微观本质的理解，使课堂教学形式更加丰富。

本节课是在学生进行了简单的实验操作，知道氧气的部分性质，知道蜡烛燃烧产生二氧化碳，二氧化碳可以用来灭火的基础上进行教学的。通过课前微课，引导学生自主学习，把课堂学习与信息化技术相融合，发展其化学学科核心素养。

本节课用到的信息技术有智慧课堂、翻转课堂、数据分析、微课教学、数字化实验等，有助于提升学生的信息素养，提高学习效率。教学流程如下：

二、教学过程和信息技术融合

（一）课前自主学习

课前自主学习微课，完成学习任务单后上传，教师根据智慧课堂数据分析进行二次备课，在课堂通过合作学习解决问题。

（二）课前微课

问题4：蜡烛熄灭后，容器内还有氧气剩余吗？

A.没有

B.有较少氧气剩余

C.有较多氧气剩余

2.根据数据反馈二次备课

教师根据智慧课堂上收集的数据反馈可知，学生对于蜡烛燃烧需要一定浓度的氧气这个知识点还不理解。教师分析后认为有以下原因：一是问题3出现不同的结论是因为微课和生活、学习经验都告诉学生蜡烛燃烧时产生二氧化碳并放热，导致二氧化碳聚集在靠烧杯上部的位置，且二氧化碳不助燃不可燃，所以高的蜡烛先熄灭，忽视了蜡烛燃烧是需要氧气的，建构了错误的观念;二是问题4学生认为蜡烛燃烧需要大量的氧气。因此，教师把物质燃烧需要一定浓度的氧气作为课堂教学的难点，设计了合作探究、定性探究实验分析和定量数字化实验分析相结合的方法，帮助学生建构新的认知。

智慧课堂的使用，让教师减轻负担的同时，通过融合信息技术，利用数据分析进行二次备课，让课堂教学更有针对性，提升了课堂效率;学生通过数据反馈，能及时了解其他同学的观点，有助于合作交流，提升思维，这是传统课堂不能做到的。

3.课堂教学环节

（1）环节1：合作探究，定性分析倒置烧杯内高、低位置二氧化碳的浓度

教学开始，教师展示学生自主学习后的问题3的反馈，请学生分组现场实验，并请不同观点的小组代表分别交流实验现象并分析。在此，有的学生仍然认为是上部的二氧化碳浓度较高，有的学生认为是上部的氧气浓度较低。教师并没有直接点评，而是请学生结合微课所学，利用所给实验素材，设计实验探究二氧化碳在烧杯高、低位置的浓度。学生交流讨论后展示实验方案，发展其科学探究与创新意识的核心素养。学生实验时，教师利用同屏技术，将其中一组学生的实验过程投影在大屏幕上，有助于组间交流。通过定性分析实验结果初步得知，烧杯上部的二氧化碳浓度较高。联系生活实际，了解火场逃生时的正确操作，发展其科学态度与社会责任的核心素养。

（2）环节2：POE（即预测、观察、分析）策略，定量分析容器内氧气、二氧化碳的浓度变化

对于第4个问题，教师引入定量分析数字化实验，在用饱和碳酸氢钠溶液液封的容器内，放置三支高低不同的蜡烛，利用氧气浓度和二氧化碳浓度传感器，采集蜡烛从燃烧到全部熄灭一段时间后的气体浓度变化数据。

在实验开始前，利用POE教学策略，引导学生预测并绘制容器内氧气、二氧化碳浓度随时间变化的趋势图，学生绘制后利用智慧课堂拍照上传，教师展示各组图示，便于组间交流。

学生预测结束后，教师开始实验并引导学生观察蜡烛熄灭的顺序和传感器上气体浓度变化的曲线图。

通过数字化实验的定量分析发现，二氧化碳浓度从0.048%到1.7%，氧气浓度从19.75%到16.17%，装置仍然有大量氧气剩余。

这时教师又引入实验视频，将燃着的蜡烛放入混有80%二氧化碳与20%氧气的集气瓶中，观察现象。通过视频可以看出，蜡烛正常燃烧一会儿后才熄灭。由此学生得出新的认知：蜡烛熄灭与氧气浓度不足有关。

在曲线解释环节，有学生提出疑问，为什么蜡烛熄灭时，氧气浓度会上升？此时，教师通过引导学生观察装置，利用小组交流讨论，分析得出原因：与传感器放置位置有关。

（3）环节3：巩固提升，总结反思

教师展示两个选择题，通过智慧课堂及时了解学生的知识掌握情况，并请学生就本节课所学进行了反思小结。

在课堂上，教师利用数据分析、同屏共享、智慧课堂、微视频、数字化实验等信息技术，把定性实验与定量实验结合，帮助学生展示自己的观点并及时了解其他同学的观点，把握学生的动态发展，更有助于教师主导作用的发挥，通过及时互动，扩大学生的参与度，并方便学生多方收集证据，建立猜想、结论和证据之间的逻辑关系，发展其证据推理与模型认知的学科核心素养。

三、课堂学习与信息技术融合反思

随着科技的发展，互联网上丰富的教学资源让教师的备课素材大大增加，越来越多的教师将信息技术引入了课堂，如智慧课堂、微课、模拟动画、仿真实验室、“烧杯”等，学生的学习方式更加多样化，交流更加便捷，在一定程度上优化了课堂学习。但在使用的过程中仍然要严格按照课程标准中的要求，结合学生的认知发展规律和身心发展特点，合理使用信息技术，帮助学生理解抽象的微观本质和复杂的实验原理。作为教师，在提升信息技术能力的同时，要明确信息技术与课堂融合的目的，充分发挥信息技术精准性、及时性等独特作用，丰富我们的课堂，突出学生主体地位，充分发挥信息技术在培养高素质人才上起到的支撑引领作用。

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