基于信息技術支持的化學深度學習研究

王紅

摘 要 隨著信息技術與學科整合教學的不斷發展，深度學習越來越成為教育的教學目標。為了促進化學教學的深度學習，信息技術應從宏觀、微觀、符號三方面著手，有助于全面提升信息技術下學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞 信息技術；中學化學；深度學習；實驗

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）17-0041-02

1 前言

我國在《教育信息化十年發展計劃（2011—2020年）》中所明確的發展任務是：推進信息技術與教學融合，培養學生信息化環境下的學習能力。信息技術作為化學課程的一種教學輔助工具，不但可以轉換學習環境，激發學生的學習主動性，而且可以通過信息技術下的化學深度學習，在解釋原理、設疑思辨中幫助學生積極構建知識，提高學習效率。

2 信息技術支持下的初中化學深度學習特征

信息技術支持下的初中化學深度學習概念，指的是運用信息技術創設出宏觀、微觀、符號三重表征有機融合的，基于化學基本觀念與建構學習的真實有效、持續化的學習情境，強調信息整合、知識建構、遷移運用、解決問題。學生在理解、學習化學知識的基礎上，對于新的知識進行批判性的學習，并將新舊知識進行聯系，融入認知結構中，遷移至新的學習情境中，取得更理想的學習效果。

深度明確初中化學教學基本思想 初中化學教學的基本思想是讓學生通過化學學習，在以科學的思想對化學知識的本質、特征、價值進行深入了解的基礎上，培養運用化學思想方法認識、處理問題的自覺意識與思維習慣，對化學事實產生總觀性認識，同時也是化學深度學習宏觀層面的學習目標，主要包括微粒觀、元素觀、變化觀、分類觀、結構觀、價值觀等方面[1]。信息技術集聲光電于一體的特色，運用在化學教學中，有助于增強學生對化學基本思想的系統化認識，更易于把學習重點放在知識與觀念相統一上。因此，信息技術支持下把化學知識建立在基本思想觀念的基礎上進行深度學習，教學目標會變得更加深遠，意義更大。

深度探索化學科學現象 化學是一門以實驗為基礎的學科?！读x務教育化學課程標準（2011版）》指出：“化學實驗是進行科學探究的重要方式，學生具備基本的化學實驗技能是學習化學和進行探究活動的基礎和保證?！毙畔⒒瘜W實驗可以不受時間與空間的限制、零污染、無風險，具有更加豐富的內涵，成為傳遞化學知識、培養實踐能力、樹立正確價值觀的最好載體，在化學教學中發揮著獨特的作用與功能。化學實驗具有科學性、趣味性、知識性等特點，更能激發學生進行化學深度學習的積極性，深化化學實驗教學理論，培養學生化學實驗素養以及對化學現象進行深度科學探索的主動性，形成良好的化學高階思維的學習習慣。信息化課堂教學使化學實驗中的任何現象都可以淋漓盡致地進行展示，學生通過實驗中出現的各種現象有了清晰的感知，感悟會更加深刻，對化學知識的理解會更加透徹，有利于順利實現化學深度學習的可持續發展。

有效提升學生高階思維 高階思維是指發生在較高認知水平層次上的心智活動或較高層次的認知能力。創設實現學生高階思維的深度學習信息化環境，可以快速提升、發展學生的高階思維。學生的高階思維能力包括創新能力、問題解決能力、決策能力、批判性思維能力，主要特征體現在主動、意義、建構、真實、合作五個方面。信息技術作為教學輔助工具，可以圍繞高階思維的五個基本特征展開化學教學活動，并在教學設計時設置分析、綜合、評價、深化教學目標等內容[2]，引發學生主動闡釋、反思、深度學習的同時，將新舊知識進行巧妙聯系，并進行新環境知識遷移，形成支持學生進行深度學習的高階思維環境與內驅動力，從而激發學生的高階思維能力，不斷促進和提高深度學習質量。

3 信息技術支持下的初中化學深度學習有效策略

信息化時代的化學深度學習，可以根據不同的學習內容、不同形式的學習課件，發揮信息技術色彩絢麗、圖文并茂、動態變化、直觀形象等獨特功能，激發學生的深度學習熱情，促使學生在交互式學習中重組知識，在高階思維下，使深度學習更具科學性、靈活性、情感性、創造性等特征。因此，運用信息技術輔助化學深度學習，可以引導學生樹立正確的化學思想，通過實驗場景的模擬演示，將理論與實踐進行有效結合，在多元化評價中進行深度反思后，有助于發展學生的高階思維能力。

學習情境三維化，引導樹立化學思想 化學是以提高基礎知識水平與基本技能為本、具有“雙基”教學特色的一門學科。信息技術支持的化學深度學習改變了傳統教學以簡單描述、重復記憶與強化訓練為特征的平面化淺層學習方式，實現將化學知識的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三維教學目標相結合的立體化教學。將三者之間的外在與內在因素進行分析并建立聯系，使知識與技能在深度學習的過程與方法、樹立正確的情感態度與價值觀中得到提高，促進學生將知識點進行系統化分析，形成正確的化學基本思想。

如“中和反應及其應用”一課的深度學習中，學生可以通過基于信息技術的實驗活動產生的化學現象，逐步認識、探究酸和堿能夠發生中和反應，結合分組分工合作操作實驗，分析實驗中出現的各種不同現象。通過多媒體課件演示鹽酸和氫氧化鈉反應的微觀過程，引導學生分析，得出反應實質：鹽酸中的H+和氫氧化鈉溶液中的OH-反應生成了水，化學方程式為NaOH+HCl=NaCl+H2O。學生基于信息技術的支持，分析酸堿中和反應和應用的各種現象，在動手操作實驗中激發深度學習的熱情與求知欲，通過觀察、實驗、歸納、類比等方法掌握酸堿中和反應的概念、實質與應用，體驗化學實驗活動的探索與創造，獲取化學知識與能力，培養實事求是、勇于創新的科學精神，認識化學與生活是密不可分的。通過這樣的教學，引導學生自主參與化學課堂的知識建構，樹立正確的化學思想。

模擬實驗形象化，促進理論實踐結合 運用現代化的信息技術可以聯系生活中的相關知識，以圖文、動畫形式形象地描述化學實驗中化學概念、化學規律的形成過程。尤其是化學學習中的一些抽象知識，如微觀粒子現象，由于微觀粒子的運動不可感知、難以展示，學生在進行深度學習過程中，單憑想象，對于抽象的物質微觀結構覺得難以理解。運用信息技術使得這些問題迎刃而解，直觀的畫面、動態的展示，使得微觀粒子世界一目了然[3]。學生在深度學習中，可以更好地將理論與實踐結合起來進行理解、分析與學習。endprint

對于一些危險性實驗，傳統的教學方法只是在重點強調下一語而代之，沒有實際操作的可能，使得這些知識形成空白點。運用現代信息技術可以將這些實驗進行虛擬化、模擬化，學生既可以清晰地看到實驗全過程，又可以收獲知識與能力，使深度學習得到一定程度的深化。

“原子的構成”一課的教學重難點為：原子的構成的感性與理性認識，核電荷數、核內質子數和核外電子數的關系，相對原子質量概念的形成[4]。運用信息技術，可以根據故事背景制作一個相應場景的動畫課件：英國科學家盧瑟福用一束高速運動帶正電荷的α粒子轟擊金箔，發現了位于原子中間帶有正電荷的原子核；接著在提出原子模型后，用α粒子轟擊氮原子時，發現了一種帶正電粒子，計算它的質量正好等于氫原子核，被命名為質子；并發現另一種和質子一樣重、不帶電的粒子，后被化學家威廉·哈金斯命名為中子，因此，原子核是由質子和中子構成的。

故事中的兩個實驗可以通過模擬動畫的形式，將實驗過程逐步進行演示，學生通過觀察實驗過程中的變化，對于原子的構成有了更加深刻的認識，學習效果事半功倍。

深度評價多元化，提升化學高階思維 基于信息技術的化學深度學習的課堂教學多元化評價分為活動表現評價、要素性評價、綜合性整體評價，以及以學生為主體的師生評價、生生互評、自我評價等不同方式?；谛畔⒓夹g的化學深度學習中的評價方案應遵循方向性（符合國家教育方針政策）、科學性（數據處理科學合理）、導向性（課堂教學的研究與發展具有正確的傾向性）、可操作性（符合實際的可行性操作）、學科特色（在化學學科的實驗、體驗中感悟，在運用、綜合中構建深度學習模式）的原則，并根據學習內容進行理解與分析，決定采取何種評價方式。多元化評價方式可以獨立使用，也可以綜合使用。學生通過深度多元化評價，在反思中提高化學高階思維[5]。

如在“化學與環境保護”教學中，利用信息技術播放水污染、大氣污染、鉛中毒等環境污染現象，通過讓學生觀看、學習、收集資料、分組整理資料、完成課件、相互交流等形式，進行環境教育、國情教育，使學生對能源、環境這些關系全球未來命運的共同問題有一定的認識，使學生正確認識我國目前面臨的環境考驗，重視環境保護、與自然和諧相處。通過教學，幫助學生初步形成正確、合理地使用化學物質的意識，確立綠色化學觀念，樹立保護環境、與自然和諧相處的意識。

4 結語

21世紀是信息技術占主導地位的時代，深度學習能力更是社會發展對人才的需求。信息技術走進課堂，促進了化學知識的真實感與表現力，學生在輕松愉快的學習環境中深度學習，可以更好地激發化學深度學習興趣，增強學習主動性，活躍高階思維，建構新的知識結構，培養學生更高層次的創新能力與科學探究能力。這樣就使教師的“教”效率更高，學生的“學”更易于實現深度學習，為教育領域帶來歷史性的變革。

參考文獻

[1]周旭.淺談多媒體信息技術對初中化學實驗教學的優化[J].科學教育，2012（4）：49-52.

[2]林衛民.重建“深度學習”的課堂教學[J].人民教育，

2014（22）：36-38.

[3]張浩，吳秀娟.深度學習的內涵及認知理論基礎探析[J].中國電化教育，2012（10）：7-11.

[4]丁梅紅.電教媒體在化學教學中的應用[J].新課程：教師版，2010（7）：26.

[5]蔡立平.初中化學教學中電教媒體的應用初探[J].新課程學習：學術教育，2009（9）：31-32.endprint