深度融合现代信息技术构建高效化学课堂的教学实践与思考

海南省农垦中学(570226) 仲佳明

2018年颁布的《教育信息化2.0行动计划》指出：“教育信息化是适应教育发展的必然选择，是教育系统性变革的内生力量”。现代信息科技领域的迅速发展，为教育信息化提供了强有力的技术支撑，引领教育现代化的方向。现代信息技术可以对传统以讲授为主的课堂教学模式进行优化、补充，是一种具有科学性、高效性、便利性等特点的教育教学辅助手段和工具。《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中也积极倡导发挥现代信息技术的优势，探索现代技术与化学实验的深度融合。

在此背景下，笔者一直尝试在化学课堂实践中融合现代信息技术，以期提高课堂教学的思维深度和效率，构建集科学性、趣味性、发展性于一体的魅力课堂。现笔者结合日常教学、公开课展示等情况下的一些教学实践，浅谈深度融合现代信息技术构建高效化学课堂的策略，并结合自身思考提出些许建议，仅供一线教师参考，欢迎同仁们批评指正。

1 现代信息技术与教学深度融合的策略与实践

笔者总结现代信息技术与教学深度融合的策略有以下特点。

1.1 以音频技术创新情境嵌入方式，激发学生求知欲望与学习动力

积极的情绪是学生进行高效学习的基础，创设真实、新奇而富有价值的学习情境来导入课堂或进行教学环节的过渡，可以有效激发学生求知欲望，调动学生积极的学习情绪，迅速将学生带入到学习的氛围中，还有利于引发学生积极思考。以现代信息手段为依托的音频技术，创新了情境嵌入方式，为学生带来更加立体化、可感知的情境体验。笔者在讲解“影响化学平衡移动的因素”时，考虑到本节课理论性较强，难以创设具体且贯穿学习过程的情境，于是利用PS软件自制了系列化学史动画(见图1)。简短的动画展示，既激发了学生学习兴趣，顺利引出教学内容，又增强了学生的情感体验，使其感悟科学家的探索精神与责任担当。在讲解“氯气”时，先播放微视频“新冠肺炎疫情杀手之84消毒液”，学生学习情绪瞬间高涨，迫切想要知道84消毒液的成分是什么，为何能够杀死病毒。

图1 “影响化学平衡移动的因素”动画设计

1.2 以数字化技术资源为辅助手段，突破教学难点与素养发展瓶颈

实验是化学学科获取证据材料的有效手段，通过实验获取信息，进而对信息进行分析、加工、整合来掌握知识、发展素养，是中学化学教学的重难点。在化学实验中，常常涉及到肉眼不易观察到的微观层面上的现象，由于其现象的内隐性，不能为学生提供足够的证据材料，因而难以启动学生的思考程序，学习呈现表层化、机械化的现象，不利于发展学生的学科核心素养。随着信息技术的不断发展，为化学教学提供了以传感器为代表的丰富的数字化技术资源，为突破教学难点与素养发展瓶颈提供了技术支撑。“影响化学平衡移动的因素”课题中压强对化学平衡的影响，教材采用传统的针管实验，通过颜色变化来推测平衡移动的方向，由于实验现象不明显，过程较为抽象，是学生学习的难点所在。笔者利用色度计传感器来改进实验，改进前后的实验装置(见图2)，利用色度计传感器，获取瞬间压缩注射器前后体系颜色变化带来的透光率变化曲线(见图3)，不仅使移动过程显性化，加深学生对平衡移动连续性、动态性的认识，还可以有效突破“只减弱不抵消”的思维难点。

图2 探究压强对平衡影响规律的实验改进

图3 色度计获取的体系透光率变化曲线

数字化虚拟实验室资源的合理使用，也是突破教学难点与素养发展瓶颈的助推剂。在进行“晶体结构与性质”的教学中，笔者利用“NOBOOK实验室”实验模拟系统，让学生从立体三维视角观察氯化钠晶体结构模型(见图4)，通过小组合作动手操作，感受氯化钠晶体的特点，形成对晶体结构的正确认识。虚拟实验室作为一种“微观本质宏观化”的表征技术，是实现抽象内容具体化、晦涩内容清晰化的有效工具。

图4 “NOBOOK实验室”实验模拟系统中氯化钠晶体模型

1.3 以信息化系统数据统计为依托，优化学情诊断与教学评价体系

以学生为主体的教育理念，要求教师在设计教学前，要充分了解学生已有知识基础、认知习惯以及所能达到的水平等情况，这也是教师因材施教，提高教学效度的有效方式。通过多种方式进行持续性的教学评价，对学生的发展具有促进作用，同时对后续教学的开展也具有导向性作用。传统的学情诊断及教学评价模式由于时间、空间等方面因素的限制，多是根据教师的零散经验、口头鼓励及书面考试等形式进行，存在个例性及滞后性。以信息化系统数据统计为依托，可以快速、高效地反馈学生情况，使学情诊断与教学评价体系更加多元化。笔者在讲解“金属钠”之前，事先利用问卷星对全班学生进行问题调查，随后进行数据统计(见图5)，一方面可以了解学生对金属的认知情况，合理进行教学设计，另一方面以此作为后续教学的再现素材，可以提高学生全面认识问题的意识。在“金属钠”课堂教学中，利用平板电脑的问卷星程序建立习题库，各教学环节的练习在线上进行，客户端显示统计结果，反馈学生的学习情况，教师根据反馈结果及时调整课堂教与学行为，提高课堂针对性，完善过程性评价体系。在总结性评价方面，笔者所在学校使用“智能云”数据统计系统，动态反馈学生答题情况、成绩起伏等信息，教师及学生可以依据信息对学习过程进行评估。借助现代信息技术辅助学情诊断与教学评价，可以保证信息获取的科学性、及时性、系统性、多元性，有利于促进学生的全面发展。此外，在教学中融入信息技术手段对学生进行诊断和评价，也从一定程度上培养学生利用科学技术手段获取有益信息的意识，提高其科学素养。

图5 问卷星系统“金属钠”课前诊断数据

1.4 以多种媒体资源开拓教学空间，满足学生个体发展差异性需求

因材施教一直是教育者追求的教育理念，但传统班级授课制模式下的教学，由于时间、空间的有限性，加之学生认知水平的差异，教师的教学定然不能满足不同类型学生的差异性需求。微课、在线课堂等现代信息技术支撑下的多媒体教学资源，具有知识内容、学习方式、学习场所等要素选取灵活、指向性强等特点，可以弥补传统班级授课教育的不足，拓展教学空间。“物质的量”一节中涉及宏微间的抽象联系，对于初学者来说是学习的难点，于是笔者尝试利用翻转课堂的方式来开展教学。按照教学内容的组织结构，将其拆解录制成多个递进式微课作为学习资料，学生利用碎片化时间进行学习，并查缺补漏，相比于往届学生，采用微课学习而后课堂释疑的方式获取知识的班级成员，整体学习效果较好。再如新冠肺炎疫情期间，各地均开展线上教学，笔者利用手机视频软件专门就综合性的典型例题录制微型小视频，传到班级微信群中供学生参考。教师在教学中充分利用多种媒体资源，给学生提供更多量体“选衣”的机会，开展面向全体学生的教学，是现代化教师的必备素养。

2 信息技术背景下的教学思考与建议

2.1 关注信息技术与教育教学内容的适切度

如今，在时代的感召及教育部门的倡导下，课堂教学中融入现代信息技术，似乎成为各大公开课、展示课的“标配”。以信息技术作为教学辅助工具确实使我们的课堂更具科学性与趣味性，但一味追求课堂形式的“高大上”，将使我们的教学趋向“异化”。因此，在设计教学时，要充分剖析教学内容，从知识体系的特点出发，关注信息技术与教学内容的适切度，巧用信息技术这把“利器”攻克教学的难点、疑点，发挥其积极正面作用，坚决避免为了“用”而“用”的应景式教学现象的产生。

2.2 考虑信息技术与学生已有水平的关联度

人们常说，适合的才是最好的。受教育者是学习的主体，所有教学手段的实行都要充分考虑受教育者的情况。很多现代信息技术固然有很好的使用价值，但也要充分考虑到高中生自身的情况，如将大学中采用的现代化设备植入中学课堂中也未必是合理的选择。教学中要事先了解评估学生的知识储备、能力层级、学习习惯及认知水平等情况，结合教学内容选取合适的现代信息技术手段来辅助教学，关注信息技术与学生已有水平的关联程度，防止所选技术手段超出学生认识范围，额外增加学习负担，干扰学生思维能力的发展。

2.3 利用相应技术成果促进学生深度学习

实验教学是化学学科教育的重要开展形式，也是促进学生深度学习的有效承载形式。当下，传感器等现代信息技术作为辅助手段已经成为实验教学革新进步的助推器，在实验可视化、证据获取科学化等方面效果良好。因此教师在教学实践中，要避免过于关注数字化实验教学的流程性、忽视结果生成与分析的现象，应当以数字化实验证据材料为素材，以合适的导向性问题来激发学生进行深度学习，利用相应的技术成果来促进学生对必备知识的理解、关键能力的提升与化学核心素养的发展。

2.4 提升自身对最新信息技术的认识理解度

教育现代化首要应是教师队伍的现代化，信息技术应用能力是信息化社会对教师专业能力的必备要求，也是发展学生信息能力与素养的必要前提。因此，站在教育教学最前沿的一线教师们，应该坚定教育使命感与责任感，突破安于现状，不思求变的思想藩篱，在主动接触新鲜事物中不断进步，通过阅读专业书籍、参与研修培训、同伴协同互助等方式提升自身对最新信息技术的认识理解程度，在教学实践中不断尝试融合现代信息技术，提升教学水平，顺应时代发展趋势。

3 小结

新时代的学生，是沐浴着信息化阳光成长起来的，无时无刻不在“享用”现代信息技术发展的硕果，教师和学生早已成为信息的传播者，利用现代化技术对纷繁复杂的信息进行搜集、整理、加工，获取有效信息是现代生活必备的一项能力。现代信息技术的发展与应用，极大地推动了教育教学方式的变革，传统教育早已搭乘上信息化这驾马车，其与教学的结合绝不仅限于利用网络搜集资料、获取信息等浅层应用，如何合理驾驭使其行稳致远，以信息化促进教育转型升级，打造高质量的现代教育体系，是教育者应该思考并在实践中不断探索的课题。受到地域经济发展水平的限制，现代信息技术与课堂的融合方式及深度也不尽相同，实现教育与现代信息技术的全面融合需要各方形成合力。作为一线教师，我们无力改变硬件设备的局限，却可以提升自身使用现代信息技术的意识和能力，尽可能借助其力量来构建高效、精彩的化学课堂。