信息化教育背景下高中化学教学改革

作者简介：魏茂勇（1982～），男，汉族，山东日照人，山东省青岛市即墨区第一中学，研究方向：高中化学教学。

摘  要：在信息化教育背景下，高中化学教学既面临着巨大的机遇，也面临着挑战。文章分析了这一背景下的机遇和挑战，并探讨了高中化学信息化教學的实践意义。针对当前高中化学教学面临的问题，提出了具体的信息化教学策略，旨在丰富现有的教学模式，提升教学工作针对性与指向性的同时，为广大教师后续教学工作的开展提供价值参考。

关键词：信息化教育；高中化学；教学改革；策略

中图分类号：G633.8    文献标识码：A    文章编号：1673-8918（2024）17-0128-04

高中化学作为一门重要的自然科学学科，有着独特的学科特点，如抽象性和理论性、实验性和实践性、多学科交叉等，对学生能力、思维的发展有着十分重要的现实意义。结合当下社会背景来看，现阶段学生成长在数字化时代，他们对信息获取、处理和分享有着更高的技能和需求，同时他们更喜欢互动和多样性的学习方式，这也说明传统的讲述式教学可能不再适用，学生更愿意参与讨论、解决问题、探索知识。对此，信息化教育背景下，高中化学教师应深入解读“信息技术”的教育价值，做好教学内容、方法的优化创新，完善教学形态，从而促进学生学科核心素养的综合化发展。

一、 信息化教育背景下高中化学教学面临的机遇与挑战

（一）机遇

1. 教学方法多元化

在信息化时代，教师可以利用多种数字工具和在线教育平台来创新教学方法。通过虚拟实验、模拟软件和互动教学，可以更生动地传授化学知识，激发学生的学习兴趣。这种多元化的教学方法可以更好地满足不同学生的学习需求，增强教学效果。

2. 教学资源多元化

互联网上丰富的教育资源为高中化学教学提供了丰富的素材和信息，如开放教育资源、在线课程、学习应用程序等。教师可以借助这些资源，为学生提供更广泛、更深入的学习体验，拓展教学内容，激发学生的创新能力。

（二）挑战

1. 教师教学能力的挑战

信息化时代要求教师不仅掌握化学知识，还需具备数字技能和在线教育工具的使用能力。教师需要不断学习和适应新技术，以更好地应对信息化教育的需求。此外，如何有效整合数字教育资源，提供有针对性的教育，也是一个挑战。

2. 学科教学目标的更新

随着科学的不断发展，化学知识也在不断演进。高中化学教育需要不断更新教学目标，以确保教育内容与时俱进。信息化教育为化学教学的更新提供了机会，但也需要在课程设计和教学内容更新方面付出额外努力。

3. 学生能力发展的变革

信息化教育强调培养学生的综合素质，包括创新能力、解决问题的能力、信息获取和处理能力等。这对传统的高中化学教育提出了更高的要求，需要教育者重新思考如何培养学生的综合能力，使他们能够适应信息化社会。

二、 高中化学信息化教学的实践意义

（一）丰富手段，激发兴趣

信息化教学为高中化学提供了多样化的教学手段，包括虚拟实验、多媒体课件、在线教育平台等，这些工具可以使抽象的化学概念更加生动和直观。通过虚拟实验，学生可以在安全的环境中进行实验操作，理解化学现象和原理，激发他们对化学的兴趣。多媒体课件可以通过图像、动画等形式生动地呈现化学知识，吸引学生的注意力。此外，在线教育平台提供了随时随地学习的机会，学生可以根据自己的兴趣和节奏学习化学知识。丰富的教学手段可以满足不同学生的学习需求，提高学习的趣味性，使学生更愿意投入学习中。

（二）优化教学，强化思维

信息化教育可以优化高中化学教学过程，帮助学生更好地理解和掌握化学知识。例如，虚拟实验可以帮助学生模拟化学实验，理解实验步骤和原理，培养实验设计和数据分析的能力；多媒体课件可以将抽象的化学概念可视化，帮助学生更容易理解和记忆；在线教育平台可以提供个性化的学习路径和反馈，帮助学生有针对性地提高自己的学术水平。此外，信息化教育还可以鼓励学生主动参与学习，降低学习难度的同时，使他们可以更好地理解和应用化学知识，培养批判性思维和创新能力。

（三）资源拓展，发展素养

信息化教育为高中化学教学提供了更广泛的资源，可以帮助学生发展综合素养。教师可在互联网上开发多元化的教育资源与教学服务。学生可以通过网络搜索、在线论坛和社交媒体与全球化学爱好者交流，拓宽视野，了解化学在不同领域的应用，促进自身核心素养的综合化发展。

三、 当下高中化学教学面临的问题

（一）信息技术使用率低

尽管信息化时代提供了丰富的教学资源和工具，但在实际教学中，很多高中化学教师对信息技术的使用率相对较低。教师可能因为技术水平不足、教学压力大等，未能充分利用信息技术，导致教学过程相对传统，缺乏足够的互动性和创新性。这种局面限制了学生的学习体验，使得他们难以享受到信息化教育带来的便利和启发。

（二）学生自主学习能力不足

在传统教学模式下，学生常常依赖教师的指导和传授，缺乏自主学习的习惯和能力。随着信息化教育的发展，学生需要具备更强的自主学习能力，能够独立获取信息、分析问题、解决挑战。然而，由于长期依赖传统教学方式，学生的自主学习能力相对薄弱，难以适应信息化教学的要求。这使得他们在面对开放性问题和跨学科知识时感到无所适从，影响了他们学科综合素养的培养。

（三）教学资源缺乏层次性，学生发展受限

尽管互联网上存在大量的教学资源，但这些资源的质量和层次性参差不齐。学生难以辨别资源的可信度和适用性，可能会接触到不够系统和专业的内容，影响他们的学科发展。而且，教学资源的层次性不足，缺乏有针对性的教学内容和活动，使得学生的学习发展受到限制。

四、 信息化教育背景下高中化学教学的具体策略

（一）运用媒体手段，增强化学认知

在信息化教育时代，教师利用各种媒体手段，如图像、视频、动画等，可以生动直观地呈现抽象的化学概念，激发学生的学习兴趣。

以“元素周期律和元素周期表”一課为例，教师可以设计多媒体课件，展示化学实验过程、分子结构等，让学生通过视觉和听觉感受化学知识，提高他们的化学认知水平。

1. 图像和动画

在课堂中，教师可以使用图像和动画来生动地展示元素周期表的结构和元素的排列方式。通过动画，学生可以看到元素周期表中不同元素的位置，帮助他们理解周期性的规律。例如，使用动画演示电子结构如何影响元素的位置和性质，以便学生更好地理解元素周期表的构建。

2. 实验视频

元素周期表的学习通常涉及化学实验。教师可以在课堂上播放实验视频，展示元素在不同条件下的反应和性质。这可以帮助学生直观地了解元素的特性，以及元素周期表中的周期性趋势。例如，展示不同金属与非金属的反应，或者演示元素的氧化还原性质。

3. 互动模拟

利用互动模拟软件，学生可以自己探索元素周期表的规律。这种互动性的学习方式可以激发学生的主动性，让他们更深入地理解元素周期律的基本原理。通过模拟软件，学生可以随意改变条件，观察元素性质的变化，从而加深对化学概念的理解。

4. 在线讨论和分享

利用在线教学平台，教师可以组织学生进行在线讨论和知识分享。学生可以分享他们的见解和理解，提出问题并一起解决。这种合作性的学习可以增强学生的化学认知，帮助他们更好地理解和记忆元素周期表的相关内容。

通过上述方法，能够有效增强学生学习积极性，为其后续深入学习奠定扎实基础。

（二）依托微课技术，优化教学环节

微课是一种短时、精练的在线教学资源，适合信息化教学背景下的高中化学教学。教师可以录制精致的微课，涵盖化学知识点的讲解、案例分析和习题讲解等内容。学生可以根据自身学习需求，在任何时间、任何地点观看微课，提高学习的灵活性和自主性。

以“化学反应的快慢和限度”一课为例，在高中化学教学中，本节课是一个重要而又复杂的知识点。依托微课技术，教师可以更好地优化教学环节，提供更个性化、深入、有趣的学习体验。

1. 视觉化呈现化学反应

教师可以录制一段生动的微课，以“化学反应的快慢和限度”为主题。通过图像和动画，直观呈现不同反应速率的现象。学生可以观看快速反应和缓慢反应的示意图，以及生活中的化学反应。这种视觉化的呈现方式有助于学生更深入地理解化学反应的速率差异，激发他们的学习兴趣。

2. 影响因素的实验演示

在微课中，教师可以详细介绍影响反应速率的因素，如温度、浓度、表面积、催化剂等。通过实验视频演示这些因素对反应速率的影响，学生可以观察不同条件下的反应过程，直观感受到这些因素的作用。这种实验演示有助于学生深入理解和记忆这些关键概念。

3. 生活中的案例分析

为了使学生更好地理解化学反应速率的现实应用，教师可以引入真实案例，探讨生活中的化学反应速率问题。例如，教师可以介绍食品加工中的反应速率控制，以及为什么不同储存条件下食物的保质期不同。通过这些案例，学生可以将抽象的化学理论与实际生活联系起来，增强他们的学习动力和深度。

4. 互动性小测验

在微课中，教师还可以设置一些小测验，以检测学生对所学内容的理解。这些小测验可以通过选择题、填空题、多选题等形式呈现，帮助学生检验自己对本节课的掌握情况，及时发现并纠正错误理解。

通过以上方式，教师可以更生动地呈现化学反应速率的概念，降低学生学习难度的同时，帮助学生更深入地理解和掌握这一知识点，培养良好的化学思维。

（三）做好在线答疑，强化学生思维

在信息化教育背景下，教师可建立在线答疑平台，学生在学习中遇到问题时，可以随时在线向教师提问。教师及时解答学生的疑问，引导学生思考，帮助他们建立起扎实的化学基础。

以“有机化合物”一课为例，作为高中化学中的重要知识点，其涵盖广泛的化合物类别和结构，对学生来说可能具有一定的挑战性。对此，在信息化教育背景下，教师可通过以下几个环节，为学生学习提供更多的支持。

首先，设计导学问题。在“认识有机化合物”一课中，教师可提前设定一些导学问题，引导学生思考和准备学习。如：

1. 什么是有机化合物？有机化合物与无机化合物有何不同？

2. 有机化合物的分类和特点是什么？

3. 有机化合物的命名规则是怎样的？

4. 有机化合物中的结构与性质有何关系？

5. 为什么有机化合物在生活和工业中如此重要？

这些问题可以激发学生思考，使他们在学习前对知识点有一个初步的了解，为后续学习奠定基础。

其次，鼓励学生提问，做好答疑工作。在线答疑平台应该具备及时性和高效性，以满足学生的需求。学生可以在学习过程中随时向老师提问，无论是关于课堂内容的疑问，还是对导学问题的深入探讨。教师应该及时回答学生的问题，提供清晰、详细的解答。此外，教师还可以根据学生的提问引导他们思考，帮助他们建立起扎实的有机化合物基础。在此过程中，教师还可提供一些有机化合物的实际案例，让学生分析和解释这些案例。例如，讨论一些药物分子的结构与药效的关系，或者讲解一些有机反应在日常生活中的应用。通过这种方式，能够帮助学生将理论知识与实际应用相结合，拓展他们的思维，提高他们的问题解决能力。

（四）开展“云”实验，突破实验难点

高中化学实验对学生的理论知识掌握和实践能力培养至关重要。在信息化教育背景下，可以借助虚拟实验软件和在线实验平台，进行“云”实验。学生可以通过计算机模拟实验操作，观察实验现象，收集数据，完成实验报告。这种“云”实验不受时间和空间的限制，学生可以在课堂内外进行实验操作，克服了实验条件受限的问题，增加了学生的实验机会和实验技能。

以“微项目——设计载人航天器用化学电池与氧气再生方案”为例，本次实验的目标是设计一个适用于载人航天器的化学电池与氧气再生方案。学生需要了解化学电池的工作原理，掌握氧气再生的基本方法，并通过实践操作，将理论知识应用于实际设计中。最终，学生应能够提出一种具有可行性的化学电池与氧气再生方案。

对此，教师可借助“云”实验的方式，使学生通过虚拟实验软件进行模拟操作，突破实验难点。首先，在“云”实验中，教师需要提供化学电池组件（正极、负极、电解质）、电解水设备、离心分离器、气体收集等装置。随后让学生在虚拟实验平台上完成组装载人航天器用的化学电池和氧气再生装置，并选择不同电池组件与参数调整，并观察电池电压和电流的变化与氧气产生速率的变化，以掌握不同条件下化学反应速率与温度、浓度等因素的关系。在此过程中，学生也要记录实验数据，如电池的电压、氧气产生速率等，然后进行数据分析。

在此过程中，教师也可鼓励学生试错，学生可以在虚拟实验中随意调整条件，进行多次实验，探究不同因素对实验结果的影响。这种自由性的实验设计能够鼓励学生进行积极的探究和尝试，并在自主探究过程中总结实验过程中的操作步骤和注意事项，构建完整的知识体系，加深对实验原理的理解。

（五）加强评价指导，促进素养发展

在信息化教育背景下，评价是高中化学教学的重要组成部分。通过有效的评价，不仅可以检测学生的学习成果，还可以指导教学，促进学生素养的全面发展。

1. 多元化的评价方式

在信息化教育时代，教师可以采用多元化的评价方式，包括在线测评、作业批改、小组讨论、项目评估等。这些方式可以更全面地了解学生的学习情况，不仅关注他们的知识掌握情况，还考查他们的分析、解决问题和协作能力。例如，在化学课堂中，教师可以设计一些探究性问题，要求学生进行小组讨论和实验，然后对他们的实验报告进行评价，以了解他们的实验设计和分析能力。

2. 实时反馈和指导

信息化教育环境下，教师可以利用在线测评和作业批改工具，实时掌握学生的学习情况。通过分析学生的答题情况，教师可以发现学生的薄弱环节和常见错误，针对性地进行指导和辅导。这种实时反馈有助于学生及时纠正错误，增强学习效果。

五、 结论

綜上所述，高中化学教学在信息化教育背景下面临着多种机遇与挑战，但通过科学的教学原则和创新的教育策略，可以让教师最大程度上发挥信息技术的优势，实现更高质量的化学教育。信息化教育背景下的高中化学教学，不仅可以丰富教学手段、优化教学环节，还可以提供更多的学习资源和支持，培养学生的自主学习和问题解决能力，促进素养的全面发展。

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