信息技術在高中化學課堂教學中的應用

顧麗春

摘 要：作為一門以實驗為基礎的學科，在高中化學的教學過程當中，離不開實驗教學。因此，要想有效開展高中化學實驗教學，就需要充分利用信息技術的輔助教學。應用信息技術能夠使抽象的化學知識向具象的知識進行轉化，幫助學生進行理解，從而提高課堂的教學及學習效率。引入信息技術可以拓寬學生的學習渠道，在一定程度上提高化學教學質量，促進學生全面發展?，F如今，新的教學環境和新的教學形式，使得高中化學課堂教學也需要不斷推陳出新，本文主要從以下四個方面展開分析和討論，分別是將微課教學引入高中化學課堂、將數字教學引入高中化學課堂、將實驗視頻引入高中化學課堂，以及將模擬動畫引入高中化學課堂，從而有效探索信息技術在高中化學課堂教學當中的應用方法，最終充分調動學生的化學學習積極性，提高高中化學課堂教學效率。

關鍵詞：高中化學;信息技術;教育策略

隨著信息技術及多媒體輔助教學的普及和發展，高中化學課堂教學形式也變得越來越多樣化。從時代的大背景來看，現代科學與技術的重要性不言而喻，在考試大綱當中明確指出，化學學科應當在教學過程中引導學生了解科學探究的主要過程，學習并運用化學知識，需要將實驗作為基礎的科學探究方法。在《普通高中化學課程標準》中明確寫到，高中化學教師應當充分重視建設和發展化學教材信息資源平臺，通過營造良好學習平臺的形式，幫助更多化學教師整合教學資源，幫助學生更加便利地學習知識，從而有效促進化學教材的信息化程度，提高信息化程度，能夠為學生提供更加多元化的教學資源，從而便于信息化教學的開展。因此，化學教師在課堂教學的過程中，必須將化學教學與信息技術結合起來，從而有效提高課堂教學的趣味性，實驗室搬到了教室當中。

一、將微課教學引入高中化學課堂

現如今，絕大部分的高中化學教師對于微課教學這一概念并不陌生，微課視頻能夠在5～8分鐘的時間內完成講解，教師可以利用多媒體信息技術，就某一知識點進行重點講解。微課視頻的長度不宜過長，這是高中學生的認知特點和學習規律所決定的，一般不宜超過8分鐘。通過微型教學的形式，能夠幫助學生完成學習任務。微課這樣短小精悍的課堂教學方式，已經在互聯網迅速發展的大背景下，逐漸成為一種新型的在線教學方式。與微課視頻相關的內容還包括微教案、微課件、微習題、微反思等，這些內容都具有針對性強、目的性強、題量少、內容精的教學特點。與傳統的課堂教學不同的是，教師可以提前錄制好微課視頻，之后在課堂上給學生播放，也可以選擇他人的微課視頻進行播放。學生在觀看視頻的過程當中，教師是可以隨時暫停視頻并提問學生相關的知識點，或者讓學生進行相關的討論和思考，提高了教學的有效性[1]。

比如：在制作微課視頻的時候，教師可以選擇生活當中十分常見的暖貼來進行化學知識的講解，可以通過微課視頻來分析暖貼的系列探究實驗。在微課視頻當中，教師可以從暖貼的成分入手，聯系學生學過的化學知識點，在研究的過程中，帶領學生鞏固學過的知識并且記憶新的知識。暖貼主要是通過一種化學反應的過程來實現發熱、取暖的目的。其主要成分是鐵粉，此外還含有碳粉、食鹽，以及蛭石。反應原理是利用鐵粉的緩慢氧化（電化學腐蝕），將化學能轉變為熱能。所謂暖貼，實際上就是將鐵粉裝在有透氣孔的無紡布袋中，這種無紡布袋能夠讓空氣與鐵粉充分接觸，使鐵粉發生化學反應。因此，在使用之前，使用者只需要將外層的不透氣膠撕掉，就能夠讓空氣中的氧氣與布袋中的鐵粉發生化學反應，鐵粉在氧化的過程中會放出熱量，隨著反應時間的推移，熱量也會越來越多，此時，碳粉將會與鐵粉形成原電池，這時，食鹽便會起到加速化學反應的作用，在食鹽的作用下，鐵的電化學腐蝕將會被進一步強化。因此，在這里食鹽就能夠充當催化劑，其中蛭石的作用主要是為了保溫。這樣貼近生活化的實驗結果更容易被學生記住，從而有效達到鞏固知識，掌握化學原理的目的。此外，在開展微課視頻教學的過程中，教師可以選擇一些難以理解的知識點來制作微課視頻，通過錄制幻燈片并播放，再加上講解的形式，完成微課視頻的制作。一方面讓學生能夠在課下隨時隨地復習這一類學習難度較大的知識點，從而有效幫助學生消化和吸收相關知識;另一方面，學生也能夠在學習該知識點的過程中隨時暫停視頻，進行思考或是開展相關的討論，讓學生實現隨時隨地的學習。制作完成的微課視頻能夠被下載或是儲存在教學平臺當中，讓學生實現移動式學習，從而豐富學生的課余生活，便于學生反復觀看理解。教學實踐表明，這種微課視頻教學的方式既可以幫助高中化學教師的課堂教學變得更加生動形象，同時，也能夠真實記錄教學的內容，幫助學生完成課下復習，以及知識鞏固，從而幫助學生實現自主高效的化學學習。

二、將數字教學引入高中化學課堂

數字化教學手段是將化學學習與現代技術相互融合在一起的一個最典型的例子，主要是利用多種傳感器和信息處理器來呈現化學教學中的實驗數據或者是對實驗數據進行有效的采集與分析，從而獲得化學實驗的相關結論。通過數字化教學，能夠把實驗數據變得更加直觀形象，能夠定時定量、準確地對實驗數據進行分析，從而提高化學實驗的準確性。此外，還有利于培養學生的數據采集與信息處理能力，從而更好地掌握科學探究的能力[2]。

例如：在教學比較不同分子的分子間作用力大小一課的時候，將蘸有水和酒精的棉花球分別擦拭在手背上，能夠感受到擦乙醇的手涼一些，因為在揮發過程中破壞的是不同分子間的作用力，液體揮發需要吸熱與克服分子間作用力。在該案例中，用到的是溫度傳感器。在日常的高中化學課堂教學過程中，一般來說高中化學教科書上面可提供給學生的參考資料較少，學生僅僅依靠教科書上的材料來學習高中化學知識是遠遠不夠的，因此還需要搜集更多的相關背景信息才能夠更好地學習知識?；瘜W教師在多年的教學過程中，雖然收集了相關的化學案例，以及實驗案例分析等資料，但是無法在有限的課堂時間內一一給學生呈現出來，因此，為了解決這一問題，可以將化學教師手中的資料轉變成為數字化的資料，讓學生能夠通過數字圖書館進行有效學習和瀏覽。也可以將這些學習資料或相關鏈接整理到教師的個人教學博客中，通過這種形式，教師可以不斷往里面豐富化學資料，學生可以隨時隨地自主瀏覽這些數字化的學習資料，同時也能夠開闊學生的眼界，激發學生在課后進行討論的熱情。教師也可以開設留言和答疑討論的板塊，學生能夠隨時在教師的博客當中對某一知識點進行留言，這樣師生就能夠在這一平臺當中相互交換觀點，進行學術上的交流與討論，一方面有助于幫助教師準確把握學生的學習情況，另一方面，也營造出了數字化學習的良好環境，能夠有效建立良好的學習氛圍。學生在進行交流討論的過程當中，也很容易發現自身的知識漏洞，因此，能夠有效地幫助學生實現自我檢測，進一步加深學生對于知識的理解和知識層面的拓展。

三、將實驗視頻引入高中化學課堂

在高中化學的學習過程當中，有一些實驗的危險性較大，因此，需要借助視頻的形式來進行學習和講解。對于有危險、會產生有毒氣體或有害物質的實驗，教師可以通過視頻的形式引入高中化學課堂的教學過程中，從而確保學生的生命健康。此外，還有一類化學實驗在發生化學反應的過程中，出現的實驗現象并不明顯，發生化學反應的過程實際上就是一種比較抽象的微觀概念，為了讓學生理解類似的抽象概念，就需要化學教師在講解過程中借助更高度的攝像機來觀察實驗現象。因此，通過視頻的形式，能夠幫助學生切換到高倍攝像視角，從而確保學生能夠順利觀察到實驗現象。

例如：關于“電化學腐蝕”這一知識點，化學教師可以在課堂上播放這一實驗視頻：將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于試管之中，試管的上方將一根導管連接一只裝有清水的試管當中，在這一裝置中開始進行鐵的電化學腐蝕實驗。通過這一具體的實驗視頻，教師可以給學生講解以下主要知識點：實驗中鐵發生的化學反應主要是吸氧腐蝕的反應，需要掌握的化學反應方程式主要包括兩個：在鐵的電化學腐蝕中，鐵單質失去電子轉化為二價鐵離子，即負極反應為：Fe-2e-=Fe2+，正極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-。此外，通過觀察實驗的現象可以發現：鐵在中性或堿性條件下易發生吸氧腐蝕反應?；瘜W教師還可以利用現代化的檢測儀器來幫助學生更好地認識和量化實驗過程，如在探究析氫腐蝕與吸氧腐蝕的關系時，教師可以利用壓強傳感器、pH傳感器、氧氣傳感器，以及數據采集器等現代化電子信息儀器來記錄實驗室數據，并帶領學生共同分析相關的實驗數據。在探究碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應時，主要用到了PH計、數據采集器、磁力攪拌器等設備，這些現代化的電子設備能夠更好地記錄實驗現象和結果，從而提高實驗的準確性和精密性。通常來說，在使用視頻形式開展課堂教學時，這一類的化學實驗都具有以下特點，在準備過程中所需要用到的器材，以及實驗試劑和藥品的種類過多，對于實驗室中沒有的器材和化學藥劑，如果臨時性地進行采購，就會耽誤化學課堂教學的進程。因此，化學教師可以直接使用視頻教學的方式來代替實驗室操作教學。在實際教學過程當中，教師需要考慮到教學的課時限制，一些課堂演示實驗需要做好大量的前期操作準備，并且對于那些實驗價值比較低，成功率也較低的化學實驗就沒有必要進行實驗室演示教學。

四、將模擬動畫引入高中化學課堂

近年來，隨著多媒體輔助教學的不斷發展和普及，并且針對高中化學學習任務重、時間緊迫的特點，許多課堂演示實驗被動畫模擬實驗所取代，多媒體輔助實驗當中的動畫演示多受到青年教師的推崇，主要是由于多媒體輔助實驗教學具有以下優點：首先，動畫演示實驗的過程簡潔明了，通過3D動畫效果能夠完美地再現實驗的場景，以及實驗儀器的樣貌，并且有助于將分子或者原子的結構、發生化學反應的原理知識更加形象化;其次，動畫演示能夠確保實驗的安全性，可以有效代替一些危險性較高的化學實驗過程，并且教師可以通過動畫來放大實驗的效果，幫助學生更容易觀察到實驗的現象;最后，采用動畫演示實驗的時候，實驗過程可以隨時暫停或者是重放，并且演示的時間也是可以操控的，不會影響課堂教學時間，能夠幫助教師很好地控制課堂教學的進度。

例如：教師可以制作動畫來幫助學生學習“C60的分子模型”，在3D動畫模擬的過程中來分析學習C60的分子結構，在C60的分子結構演示動畫當中，學生能夠明顯地觀察到，C60分子具有60個碳原子，90個共價鍵，12個五元環和20個六元環。再如：可以用動畫模擬的形式來學習苯的結構等，對于一些復雜的分子或者是原子結構，教師可以采用這樣的教學方式來幫助學生更好地辨析，從而更加準確地記住結構特征，并且更好地掌握分子或者是原子的結構知識。在學習“氧化還原反應中電子轉移的表示方法”這一知識的時候，教師可以通過模擬動畫的形式來演示化學反應過程中分子的變化情況，以及反應過程中電子的得失情況等。如在發生氧化還原反應的過程中，教師可以利用動畫演示的方式向學生講解電子的配平過程，從而幫助學生更好地理解發生化學反應時電子數目所出現的變化。學生也能夠通過生動形象的模擬動畫來梳理化學反應的過程，強化自身的知識掌握。在教學實踐當中，利用動畫模擬的教學方法能夠更加清晰地展現化學方程式的含義，展現化學實驗的特點，從而幫助學生更加準確地記憶化學方程式內容，而不再是一味地死記硬背。幫助學生有效夯實基礎知識，不斷地拓展創新，不斷地將科技前沿的化學知識和最新的技術性成果融入實驗教學，豐富化學課堂內容，改進高中化學課堂教學方式;注重高中化學的實效性和可行性。動畫模擬教學能夠為學生創設良好的學習情境，給學生提供一個良好的情境體驗，幫助學生進一步加強自身探索求知的好奇心理，引導學生在學習高中化學課堂知識的過程中加入自身的感悟和體驗，不斷地創新創造。化學教師必須關注學生的自身發展和成長，利用動畫模擬教學來著力提升學生的觀察、分析能力，不斷培養學生的創造性思維能力和團隊合作能力，培育學生的興趣愛好、創新精神、科學素養和意志品質。

結束語

綜上所述，化學與信息技術的有機結合對于現代化學教學的意義重大，信息技術既能增加化學學科的趣味性，也可以使得學生愛上化學知識，并在學習中體會到樂趣。信息化學習環境改變了傳統式教學中“教師主宰一切”的局面，改變了“黑板+粉筆”的過于單一、枯燥乏味的教學方式，激發了學生的學習熱情，使學生學習的主動性和靈活性都得到充分的體現。信息技術作為一種輔助性教學工具在高中化學中的應用可以豐富教師的教學方式，也能夠充分提高學生的化學學習積極性，使得抽象的化學概念知識轉化成具象化的化學理解。幫助學生更好地對高中化學知識進行理解，將信息技術在高中化學課堂上的應用落到實處，發揮出信息技術應用的優勢，學生對化學理論和化學實驗的學習難度大大降低，同時趣味性大大提升。并且，將信息技術在高中化學課堂教學中進行較好的構建和實施，實現了高中化學教學的突破，具有重大意義。

參考文獻

[1]顏培新.高中化學信息技術的應用策略[J].中小學電教（下半月），2018（12）：16.

[2]辛峰.運用信息技術提升高中化學教學[J].數理化解題研究，2016（24）：87.