信息技術支持下的中學化學思維可視化教學探索

楊浩

【摘要】信息技術飛速發展為化學教學提供了豐富的數字化資源，化學教師要充分發揮信息技術的優勢，進行思維可視化教學，創設多樣化的教學情境，提高化學教學的趣味性，落實學生的主體地位，降低學生理解化學知識的難度，讓學生在適宜的情境中享受學習過程，提高教學效率。

【關鍵詞】信息技術;中學化學;思維可視化

一、問題的提出

思維可視化是用來組織和表達知識的重要工具，能夠將所有的知識點或者概念都穿成線，利用直接連線的方式將各種知識連接到一起，在此過程中能夠通過對概念可視化的方式來提升對知識的掌握，并且思維可視化可以讓每一個知識點之間都能夠進行全面的聯系，確保學生能力可以得到全面提升，并且綜合地滿足了學生對知識點的掌握，有利于培養學生的思維能力。中學階段是學生思維能力提升的黃金時期，化學教師要充分發揮信息技術的優勢，進行思維可視化教學，從課內延伸到課外，從知識領會到探究實踐，打造智慧課堂，并學以致用，逐步培養學生化學學科核心素養。

二、運用信息技術實現思維可視化教學

（一）創設教學情境

著名課程論專家鐘啟泉教授認為核心素養“不是直接由教師教出來的，而是在問題情境中借助問題解決的實踐培育起來的”。教師在教學中應重視創設真實且富有價值的問題情境，促進學生化學學科核心素養的形成和發展。相對于傳統的教學媒體，信息技術具有信息容量大、傳播速度快、直觀、生動等特點，能高效地創設圖文并茂、生動逼真的化學情境，促進學生學習方式的轉變，引發學生思考，促進學生化學學科核心素養的形成和發展。

（二）突破教學難點

信息技術能把生動的動畫、圖像、清晰的文字注解和優美的聲音有機地集成并顯示在屏幕上，能拋開某些表面的、次要的、非本質的因素，將內在的、重要的、本質的東西突現出來，在屏幕上實施微觀放大，宏觀縮小，動靜結合，幫助學生理解抽象概念，想象難以觀察清楚的現象和跨越時空的事物，順利突破教學難點。在講原電池原理時，通過Flash動畫模擬原電池的工作原理，變抽象為具體，降低了學習難度，使教學難點得以順利突破。

（三）優化實驗教學

《普通高中化學課程標準（2017版）》指出，化學實驗對于全面發展學生的化學學科核心素養有著極為重要的作用。通過PPT將化學知識的重要原理、圖表、實驗裝置、實驗總結高效地展示出來，讓學生全面了解實驗裝置，幫助學生直觀地掌握實驗操作。此外，采用希沃授課助手等實時投屏技術進行實驗教學，讓學生更好地觀察實驗過程，真切地體驗實驗活動，獲得相應實驗知識。信息技術支持下的實驗教學，可以強化學生對于實驗的觀察和理解，提高學生對化學實驗的興趣，促進學生參與到實驗教學中，為學生理解和掌握其變化規律提供最充分的可視認知，實現高效學習。

（四）構建知識體系

高中化學是一門十分傾向于考察學生知識應用能力的學科，所以一定要把知識點前后的關系都理清，讓學生就能夠順利完成知識體系的建構。例如，金屬鈉的教學，用“維導圖軟件X-Mind”做出精美的框架結構圖，對鈉的全部要點進行梳理和展示，編輯中心主題，然后分級設置子主題，即得思維導圖。首先讓學生知道鈉的外觀，核外電子數的排布情況（電子的得失程度影響了它的氧化性和還原性），然后再了解它的物理性質、化學性質等等， 以此為基礎，再對比學習鎂、鋁等金屬的性質，就會發現它們之間有很多規律可循。

（五）打造教學模式

可視化教學，是一種新興的教學模式，教師可以將思維可視化全面的融入到教學當中，以其靈活、直觀、多角度的優勢，把授課內容形象、生動地展現在學生面前，變“靜”為“動”，從而激起他們對未知世界探索的興趣，增強他們對教學內容的理解，充分發揮現代教育媒體的優勢將各種思維都完成可視化的展示，讓學生思維得到鍛煉、優化、提升。例如，在《碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應》的教學中，課堂中引導用數字化實驗探究碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸的分步反應原理，通過情境引入，給學生介紹實驗裝置后，給出不同用途的傳感器，讓學生結合本節課的知識選擇所需傳感器，預測現象，嘗試預測圖像。接著用所選傳感器結合改進后的發生裝置進行實驗，學生從宏觀看到溶液顏色變化過程，同時通過數據采集器中曲線的變化感知了微觀變化，最后和學生一起標點分析圖像，進行評價。課堂中學生積極思考，不斷解決問題，了解了新的科學探究方法，科學探究思維不斷得到提升。

三、結語

2018年4月，《教育信息化2.0行動計劃》的發布，徹底開啟了教育行業的新一輪轉型。大數據、人工智能等先進技術與教育的深度融合，已經成為教育現代化的大勢所趨。因此，教師要努力提升信息技術素養，大膽探索新媒體新技術與化學學科的融合應用，利用人工智能、大數據等信息技術手段進行化學思維可視化教學，讓技術助力化學教學，優化化學課堂，更好地從多途徑、多層次、多方位落實教學目標，提升教學實效。

【本文系廣東省教育科研“十三五”規劃2020年度教育科研一般項目“信息技術支持下的中學化學思維可視化教學研究”（課題編號：2020YQJK353）研究成果】

參考文獻：

[1] 鐘啟泉，基于核心素養的課程發展：挑戰與課題[J] .全球教育展望，2016，45（1）：3-25.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：3.