淺談高中化學有效教學設計中信息技術整合的角度

何西玲+龔穎潮

摘要：通過信息技術與高中化學教學設計的實例分析，對高中化學教學設計中信息技術整合的有效性進行了實證性研究。

關鍵詞：信息技術；教學設計；微觀表征；原理表征；方法表征

文章編號：1008-0546（2014）02-0019-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.007

信息技術在高中化學教學設計的優化作用與日俱增。但在實際教學中，由于缺少整合過程的優化設計，反而在教學中形成一些負面的影響，造成教學資源的大量浪費。究其原因，最直接的就是信息技術與化學教學設計整合的角度不合理。明確整合的途徑是有效教學設計的基本前提，本文從教學實踐中歸納出幾個主要的整合角度，并進行實證。

一、化學概念或現象的微觀表征

微觀表征是理解化學知識本質的一條重要途徑，也是學生易形成思維障礙的關鍵之處。合理的信息技術手段能夠形象直觀地建立宏觀與微觀的聯系，有助于形象思維與抽象思維的互補，調控課堂教學的氣氛，增強課堂教學的活力，成為突破教學難點的有力手段。

例如，在“氧化還原反應”的教學中，通過氯化鈉的形成示意圖來說明電子的轉移是氧化還原反應的本質。如果僅僅利用這一張靜止的圖片輔助，就需要做大量的口頭講解，學生理解起來也較為費力。考慮到學生在初中化學中較多地學過溶液中復分解反應的知識，建立了初步的化學反應微粒觀，又剛剛學習過離子反應，對溶液中離子的相互反應印象深刻，可從金屬鎂與稀鹽酸的反應入手，先讓學生寫出反應的化學方程式和離子方程式，首先認清該反應的本質是鎂原子和氫離子的反應，其次通過觀看鎂原子和氫離子在溶液中反應得失電子的flash動畫演示，形成對金屬鎂逐漸溶解是原子失去電子變成鎂離子的過程的理解，進而認識氫氣則是溶液中氫離子得到電子變成氫原子再兩兩結合形成的過程。通過在化學方程式中標出元素的化合價，結合以上得失電子的模擬過程，學生就能順利地發現化合價升降與電子得失的關系，認識氧化還原的本質。同時，這樣做也有利于建立離子反應與氧化還原反應的關聯。

又如，對有機物結構和反應機理的理解也是一個教學難點。在通常的教學環境下，學生對有機化合物空間構型的學習常借助于靜態的模型，比較耗時。如果采用學生動手搭建模型與多媒體動畫同步整合的方式進行，就能達到比較理想的教學效果。如在人教版化學2（必修）第四章中，學生理解同系物和同分異構體這對概念是教學難點，教學中不能讓學生無止境地搭建模型，可借助多媒體軟件Chem3D。在學生搭建模型的經驗基礎上，利用軟件平臺在順丁烷和異丁烷的結構上連接碳原子，通過任意角度的轉換或慢慢增加碳原子，就能很好地突破這一教學難點。通過信息技術手段對思維過程的合理支撐，可強化學生的科學思維體驗，有效地促進了教學效果的提升。

二、化學過程或實驗的原理表征

實驗教學是化學教學的核心活動。學生在實驗過程中可以獲取大量真實的直觀體驗與思維體驗。盡管實驗具有可重復性，但課堂教學時間的限制與活動現場的不可重復性及實驗原理的理論深刻性，也為現代教學媒體介入化學實驗教學提供了廣闊的空間。對于一些反應時間過長的實驗或不適合在課堂上直接演示的實驗，我們可以通過攝像、定格、剪輯等手段處理實驗錄像，在教學中合理地運用。

例如，在進行“金屬腐蝕和防護”教學時，希望通過實驗現象幫助學生理解金屬的電化學腐蝕原理的普遍性。但是，由于學生對“金屬腐蝕就是被氧氣等氧化”等化學腐蝕過程的認識根深蒂固的“負遷移”作用，很難接受電化學腐蝕的普遍性。為了突破這一教學難點，以學生已具備原電池的相關知識為切入點，設計“鐵片與稀鹽酸反應”與“鐵、銅在同濃度稀鹽酸中構成原電池的反應”進行對比，通過觀察比較鐵片腐蝕的速率，輔助鐵-銅原電池工作原理的動畫模擬，凸顯電化學腐蝕。但是考慮到該實驗耗時很長，教師可事先做好實驗的錄像剪輯，在課堂實驗時播放。這種整合方法還可常用于學生實驗活動的記錄與問題討論教學、化工流程等應用問題的教學等。

三、化學知識或規律的方法表征

多媒體教學的一大優點就是容量大、時效高，這一特點正是符合了我們對知識梳理（如可以形象直觀地構建化學概念圖等），尋求規律，也適合復習課等大容量教學的要求。技術手段的運用體現了科學方法的表征，可以有效地優化教學設計。

例如，人教版化學2（必修）元素周期律的教學是在學習了一些金屬元素（如Na、Mg、Al、Fe、Cu）和非金屬元素（如Si、Cl、S、N）的單質及其化合物的性質及“元素周期表”的基礎上進行的。但由于本節課內容抽象，數據繁雜，理論性強，難度較大。為了突破教學難點，可用CAD輔助教學，引導學生完成教材“科學探究”的內容。先用CAD軟件設計帶有表格的坐標圖，讓學生根據相關數據在預習案的表格上作圖研究元素原子核外電子排布、原子半徑和元素主要化合價的變化規律，并在課堂上將具有代表性的圖表進行展示，質疑、討論、交流。在此基礎上，教師進一步演示相關CAD圖像繪制（如下圖等）。引導學生觀察圖象，得出結論，設計實驗方案，進行分組實驗和資料信息分析，完成實驗驗證，歸納出元素周期律。用直觀形象的圖表呈現抽象的理論知識，為理解元素周期律的實質做了鋪墊。繁雜數據的處理轉化為簡單直觀的圖表，充分展示出信息技術在信息加工過程中的重要作用，是信息技術手段與化學教學的較深層次整合。

由此可見，信息技術與高中化學教學的整合的關鍵是整合角度的合理選擇，這里尤其要注意防止走進誤區，避免簡單地濫用實驗視頻，搞“媒體轟炸”，與教學的核心內容分離或“畫蛇添足”式的所謂輔助等現象的發生。總之，高中化學教學設計與信息技術手段整合的案例不勝枚舉，只要選擇合理的整合角度，信息技術在高中化學教學設計中將與化學實驗一樣，起著不可替代的作用。

參考文獻

[1] 宋心琦主編. 普通高中課程標準實驗教科書·化學（1、2）[M]. 北京：人民教育出版社，2007

[2] 楊劍春，龔穎潮，陳懿. 高中新課程實踐引領·化學[M]. 南京：南京師范大學出版社，2009endprint

摘要：通過信息技術與高中化學教學設計的實例分析，對高中化學教學設計中信息技術整合的有效性進行了實證性研究。

關鍵詞：信息技術；教學設計；微觀表征；原理表征；方法表征

文章編號：1008-0546（2014）02-0019-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.007

信息技術在高中化學教學設計的優化作用與日俱增。但在實際教學中，由于缺少整合過程的優化設計，反而在教學中形成一些負面的影響，造成教學資源的大量浪費。究其原因，最直接的就是信息技術與化學教學設計整合的角度不合理。明確整合的途徑是有效教學設計的基本前提，本文從教學實踐中歸納出幾個主要的整合角度，并進行實證。

一、化學概念或現象的微觀表征

微觀表征是理解化學知識本質的一條重要途徑，也是學生易形成思維障礙的關鍵之處。合理的信息技術手段能夠形象直觀地建立宏觀與微觀的聯系，有助于形象思維與抽象思維的互補，調控課堂教學的氣氛，增強課堂教學的活力，成為突破教學難點的有力手段。

例如，在“氧化還原反應”的教學中，通過氯化鈉的形成示意圖來說明電子的轉移是氧化還原反應的本質。如果僅僅利用這一張靜止的圖片輔助，就需要做大量的口頭講解，學生理解起來也較為費力。考慮到學生在初中化學中較多地學過溶液中復分解反應的知識，建立了初步的化學反應微粒觀，又剛剛學習過離子反應，對溶液中離子的相互反應印象深刻，可從金屬鎂與稀鹽酸的反應入手，先讓學生寫出反應的化學方程式和離子方程式，首先認清該反應的本質是鎂原子和氫離子的反應，其次通過觀看鎂原子和氫離子在溶液中反應得失電子的flash動畫演示，形成對金屬鎂逐漸溶解是原子失去電子變成鎂離子的過程的理解，進而認識氫氣則是溶液中氫離子得到電子變成氫原子再兩兩結合形成的過程。通過在化學方程式中標出元素的化合價，結合以上得失電子的模擬過程，學生就能順利地發現化合價升降與電子得失的關系，認識氧化還原的本質。同時，這樣做也有利于建立離子反應與氧化還原反應的關聯。

又如，對有機物結構和反應機理的理解也是一個教學難點。在通常的教學環境下，學生對有機化合物空間構型的學習常借助于靜態的模型，比較耗時。如果采用學生動手搭建模型與多媒體動畫同步整合的方式進行，就能達到比較理想的教學效果。如在人教版化學2（必修）第四章中，學生理解同系物和同分異構體這對概念是教學難點，教學中不能讓學生無止境地搭建模型，可借助多媒體軟件Chem3D。在學生搭建模型的經驗基礎上，利用軟件平臺在順丁烷和異丁烷的結構上連接碳原子，通過任意角度的轉換或慢慢增加碳原子，就能很好地突破這一教學難點。通過信息技術手段對思維過程的合理支撐，可強化學生的科學思維體驗，有效地促進了教學效果的提升。

二、化學過程或實驗的原理表征

實驗教學是化學教學的核心活動。學生在實驗過程中可以獲取大量真實的直觀體驗與思維體驗。盡管實驗具有可重復性，但課堂教學時間的限制與活動現場的不可重復性及實驗原理的理論深刻性，也為現代教學媒體介入化學實驗教學提供了廣闊的空間。對于一些反應時間過長的實驗或不適合在課堂上直接演示的實驗，我們可以通過攝像、定格、剪輯等手段處理實驗錄像，在教學中合理地運用。

例如，在進行“金屬腐蝕和防護”教學時，希望通過實驗現象幫助學生理解金屬的電化學腐蝕原理的普遍性。但是，由于學生對“金屬腐蝕就是被氧氣等氧化”等化學腐蝕過程的認識根深蒂固的“負遷移”作用，很難接受電化學腐蝕的普遍性。為了突破這一教學難點，以學生已具備原電池的相關知識為切入點，設計“鐵片與稀鹽酸反應”與“鐵、銅在同濃度稀鹽酸中構成原電池的反應”進行對比，通過觀察比較鐵片腐蝕的速率，輔助鐵-銅原電池工作原理的動畫模擬，凸顯電化學腐蝕。但是考慮到該實驗耗時很長，教師可事先做好實驗的錄像剪輯，在課堂實驗時播放。這種整合方法還可常用于學生實驗活動的記錄與問題討論教學、化工流程等應用問題的教學等。

三、化學知識或規律的方法表征

多媒體教學的一大優點就是容量大、時效高，這一特點正是符合了我們對知識梳理（如可以形象直觀地構建化學概念圖等），尋求規律，也適合復習課等大容量教學的要求。技術手段的運用體現了科學方法的表征，可以有效地優化教學設計。

例如，人教版化學2（必修）元素周期律的教學是在學習了一些金屬元素（如Na、Mg、Al、Fe、Cu）和非金屬元素（如Si、Cl、S、N）的單質及其化合物的性質及“元素周期表”的基礎上進行的。但由于本節課內容抽象，數據繁雜，理論性強，難度較大。為了突破教學難點，可用CAD輔助教學，引導學生完成教材“科學探究”的內容。先用CAD軟件設計帶有表格的坐標圖，讓學生根據相關數據在預習案的表格上作圖研究元素原子核外電子排布、原子半徑和元素主要化合價的變化規律，并在課堂上將具有代表性的圖表進行展示，質疑、討論、交流。在此基礎上，教師進一步演示相關CAD圖像繪制（如下圖等）。引導學生觀察圖象，得出結論，設計實驗方案，進行分組實驗和資料信息分析，完成實驗驗證，歸納出元素周期律。用直觀形象的圖表呈現抽象的理論知識，為理解元素周期律的實質做了鋪墊。繁雜數據的處理轉化為簡單直觀的圖表，充分展示出信息技術在信息加工過程中的重要作用，是信息技術手段與化學教學的較深層次整合。

由此可見，信息技術與高中化學教學的整合的關鍵是整合角度的合理選擇，這里尤其要注意防止走進誤區，避免簡單地濫用實驗視頻，搞“媒體轟炸”，與教學的核心內容分離或“畫蛇添足”式的所謂輔助等現象的發生。總之，高中化學教學設計與信息技術手段整合的案例不勝枚舉，只要選擇合理的整合角度，信息技術在高中化學教學設計中將與化學實驗一樣，起著不可替代的作用。

參考文獻

[1] 宋心琦主編. 普通高中課程標準實驗教科書·化學（1、2）[M]. 北京：人民教育出版社，2007

[2] 楊劍春，龔穎潮，陳懿. 高中新課程實踐引領·化學[M]. 南京：南京師范大學出版社，2009endprint

摘要：通過信息技術與高中化學教學設計的實例分析，對高中化學教學設計中信息技術整合的有效性進行了實證性研究。

關鍵詞：信息技術；教學設計；微觀表征；原理表征；方法表征

文章編號：1008-0546（2014）02-0019-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.007

信息技術在高中化學教學設計的優化作用與日俱增。但在實際教學中，由于缺少整合過程的優化設計，反而在教學中形成一些負面的影響，造成教學資源的大量浪費。究其原因，最直接的就是信息技術與化學教學設計整合的角度不合理。明確整合的途徑是有效教學設計的基本前提，本文從教學實踐中歸納出幾個主要的整合角度，并進行實證。

一、化學概念或現象的微觀表征

微觀表征是理解化學知識本質的一條重要途徑，也是學生易形成思維障礙的關鍵之處。合理的信息技術手段能夠形象直觀地建立宏觀與微觀的聯系，有助于形象思維與抽象思維的互補，調控課堂教學的氣氛，增強課堂教學的活力，成為突破教學難點的有力手段。

例如，在“氧化還原反應”的教學中，通過氯化鈉的形成示意圖來說明電子的轉移是氧化還原反應的本質。如果僅僅利用這一張靜止的圖片輔助，就需要做大量的口頭講解，學生理解起來也較為費力。考慮到學生在初中化學中較多地學過溶液中復分解反應的知識，建立了初步的化學反應微粒觀，又剛剛學習過離子反應，對溶液中離子的相互反應印象深刻，可從金屬鎂與稀鹽酸的反應入手，先讓學生寫出反應的化學方程式和離子方程式，首先認清該反應的本質是鎂原子和氫離子的反應，其次通過觀看鎂原子和氫離子在溶液中反應得失電子的flash動畫演示，形成對金屬鎂逐漸溶解是原子失去電子變成鎂離子的過程的理解，進而認識氫氣則是溶液中氫離子得到電子變成氫原子再兩兩結合形成的過程。通過在化學方程式中標出元素的化合價，結合以上得失電子的模擬過程，學生就能順利地發現化合價升降與電子得失的關系，認識氧化還原的本質。同時，這樣做也有利于建立離子反應與氧化還原反應的關聯。

又如，對有機物結構和反應機理的理解也是一個教學難點。在通常的教學環境下，學生對有機化合物空間構型的學習常借助于靜態的模型，比較耗時。如果采用學生動手搭建模型與多媒體動畫同步整合的方式進行，就能達到比較理想的教學效果。如在人教版化學2（必修）第四章中，學生理解同系物和同分異構體這對概念是教學難點，教學中不能讓學生無止境地搭建模型，可借助多媒體軟件Chem3D。在學生搭建模型的經驗基礎上，利用軟件平臺在順丁烷和異丁烷的結構上連接碳原子，通過任意角度的轉換或慢慢增加碳原子，就能很好地突破這一教學難點。通過信息技術手段對思維過程的合理支撐，可強化學生的科學思維體驗，有效地促進了教學效果的提升。

二、化學過程或實驗的原理表征

實驗教學是化學教學的核心活動。學生在實驗過程中可以獲取大量真實的直觀體驗與思維體驗。盡管實驗具有可重復性，但課堂教學時間的限制與活動現場的不可重復性及實驗原理的理論深刻性，也為現代教學媒體介入化學實驗教學提供了廣闊的空間。對于一些反應時間過長的實驗或不適合在課堂上直接演示的實驗，我們可以通過攝像、定格、剪輯等手段處理實驗錄像，在教學中合理地運用。

例如，在進行“金屬腐蝕和防護”教學時，希望通過實驗現象幫助學生理解金屬的電化學腐蝕原理的普遍性。但是，由于學生對“金屬腐蝕就是被氧氣等氧化”等化學腐蝕過程的認識根深蒂固的“負遷移”作用，很難接受電化學腐蝕的普遍性。為了突破這一教學難點，以學生已具備原電池的相關知識為切入點，設計“鐵片與稀鹽酸反應”與“鐵、銅在同濃度稀鹽酸中構成原電池的反應”進行對比，通過觀察比較鐵片腐蝕的速率，輔助鐵-銅原電池工作原理的動畫模擬，凸顯電化學腐蝕。但是考慮到該實驗耗時很長，教師可事先做好實驗的錄像剪輯，在課堂實驗時播放。這種整合方法還可常用于學生實驗活動的記錄與問題討論教學、化工流程等應用問題的教學等。

三、化學知識或規律的方法表征

多媒體教學的一大優點就是容量大、時效高，這一特點正是符合了我們對知識梳理（如可以形象直觀地構建化學概念圖等），尋求規律，也適合復習課等大容量教學的要求。技術手段的運用體現了科學方法的表征，可以有效地優化教學設計。

例如，人教版化學2（必修）元素周期律的教學是在學習了一些金屬元素（如Na、Mg、Al、Fe、Cu）和非金屬元素（如Si、Cl、S、N）的單質及其化合物的性質及“元素周期表”的基礎上進行的。但由于本節課內容抽象，數據繁雜，理論性強，難度較大。為了突破教學難點，可用CAD輔助教學，引導學生完成教材“科學探究”的內容。先用CAD軟件設計帶有表格的坐標圖，讓學生根據相關數據在預習案的表格上作圖研究元素原子核外電子排布、原子半徑和元素主要化合價的變化規律，并在課堂上將具有代表性的圖表進行展示，質疑、討論、交流。在此基礎上，教師進一步演示相關CAD圖像繪制（如下圖等）。引導學生觀察圖象，得出結論，設計實驗方案，進行分組實驗和資料信息分析，完成實驗驗證，歸納出元素周期律。用直觀形象的圖表呈現抽象的理論知識，為理解元素周期律的實質做了鋪墊。繁雜數據的處理轉化為簡單直觀的圖表，充分展示出信息技術在信息加工過程中的重要作用，是信息技術手段與化學教學的較深層次整合。

由此可見，信息技術與高中化學教學的整合的關鍵是整合角度的合理選擇，這里尤其要注意防止走進誤區，避免簡單地濫用實驗視頻，搞“媒體轟炸”，與教學的核心內容分離或“畫蛇添足”式的所謂輔助等現象的發生。總之，高中化學教學設計與信息技術手段整合的案例不勝枚舉，只要選擇合理的整合角度，信息技術在高中化學教學設計中將與化學實驗一樣，起著不可替代的作用。

參考文獻

[1] 宋心琦主編. 普通高中課程標準實驗教科書·化學（1、2）[M]. 北京：人民教育出版社，2007

[2] 楊劍春，龔穎潮，陳懿. 高中新課程實踐引領·化學[M]. 南京：南京師范大學出版社，2009endprint