信息技術與中學化學教學融合應用研究

摘"要：為了推進新課標改革，在中學化學教學中，要將信息技術與中學化學教學相結合，這樣能使課堂變得有趣，滿足學生個性化發展需求，建設有效的課堂。信息技術改變了原有的教學模式，教師借助信息技術的多種手段實施課堂教學，使教學環境和課堂結構得到充實和優化，突破教學重難點，促進學生深度學習，發展學生的核心素養，提升學生的自主學習能力和教師的教學效率。因此，在數字化時代背景下，化學教師要強化信息技術和學科教學的結合和運用，打造素養化課堂，充分發揮信息技術在教學中的價值。

關鍵詞：中學化學；信息技術；核心素養；融合應用

隨著科學技術水平的進步，信息技術成為教育領域的重要工具，教師的數字化素養逐漸受到重視，信息技術在中學化學課程中的應用也越來越廣泛。中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》提出要落實信息化技術在教育中深度融合應用的要求，將信息技術有效融入中學化學教學中，這是時代發展的需要，是適應智能環境下教育發展的一種必然趨勢，是加速教育現代化進程的一種有效方式。黨的二十大報告中提出推進教育數字化。隨著互聯網的高速發展，現代教學已不再局限于課堂，教育教學形式發生了巨大的變革，多種新型信息化教學方式不斷向學校教育中滲透，如微課、希沃白板5、NOBOOK虛擬仿真實驗、數字化手持技術、人工智能教育等，還有一些在線課程，如MOOCs、網易公開課等，這些新型信息化教學方式的出現，可以克服傳統教學方法的不足，教師可以使用不同的多媒體手段，開發多種數字化教學資源。目前，線上與線下融合的教學模式，既可以加強學生的學習興趣，又可以發展學生的獨立、協作學習的能力，更好地提升他們的核心素養。

一、信息技術與高中化學教學有效融合的意義

（一）突破重難點，提高學生的學習效率

高中化學課程包括理論知識和實驗知識兩部分，許多化學概念和理論過于抽象，在傳統的課堂教學過程中，學生很難真正地理解掌握這些概念和理論，導致教師教學效率不理想，學生對知識的掌握也不牢固，借助現代信息技術就可以將這些抽象的知識用直觀的圖像或動畫展現在學生面前，有利于激發學生的興趣，提高學習效率。高中化學知識大部分通過實驗獲取，在實驗課的教學過程中，只是單純地將書本上的知識與實驗現象聯系起來，不利于學生創新能力的發展。利用多媒體教學、虛擬實驗室等，可以有效提升視覺與聽覺渠道的信息傳遞效率，激發學生的學習興趣和好奇心［1］，有利于突破教學重難點，提高學生的學習效率。

（二）提高學生自主合作學習和創新學習的能力

新課改后強調教學要“以教師主導，學生為主體”，在實際教學活動中，教師應明確教學目標，采用豐富的現代信息技術，幫助學生擴展視野，打開思路，選擇合理而有效的方式進行自學，形成自己的化學思維。教師利用豐富的網絡教學資源，靈活掌握信息技術的基本原理，利用問題情境促進學生進行協作交流，使課堂氣氛活躍起來。促進學生的全面發展。學生可以利用在線學習平臺進行自學與復習鞏固，實現線上輔助線下、線下線上相結合的學習，利用信息技術可以加強探索意識，培養學生的創新精神，利用視頻、動畫、思維導圖等資源建設生動的教學模式，使學生能夠在這種新的教學方式中對化學知識進行更好地掌握。

（三）提高學生的核心素養

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出，要關注信息化環境下的教學改革，關注學生個性化、多樣化的學習和發展需求，著力發展學生的核心素養［2］。在教育部的指導規范下，以核心素養作為教育工作的主要理念，積極推進教學模式的創新工作，不斷豐富課程教學內容，有利于開闊學生的化學視野，提高學生對化學學習的濃厚興趣。學生能夠在這種新的教學方式中將知識之間相互關聯起來，構建一個完善的知識架構，從而使學生的整體素質得到提高，使他們的核心素養得到進一步的提升。

二、信息技術與高中化學有效融合的應用

隨著信息技術的不斷發展，我們進入了數字化時代，這為高中化學教育帶來了前所未有的機遇，信息技術可以用于創新教學方法，提供多樣化的教育資源，實現個性化學習，以及培養學生解決問題的能力和創新思維能力［3］。教師要不斷地提升自身的數字化素質，積極地學習先進的信息技術，然而，僅僅依靠信息技術還遠遠無法滿足這一需求，所以，教師必須強化對信息的識別能力、對信息工具的運用能力和信息加工處理能力的培養，結合學生的實際情況，對教學模式不斷創新，實現信息技術與線下教學的有效融合。

（一）豐富教學資源，變革學習與評價方式

在高中階段，學生的思維已經上升到了抽象思維的層次，在學習化學的過程中，他們需要接觸到更多的抽象知識，更多地使用化學符號，要學會遷移和應用所學的知識，掌握其內部的規律，這部分知識會讓一些學生感到困難。教師要根據教學內容選擇適當的、有用的教學資源，并對這些資源加以整理、整合，使之與教學知識更好地融合在一起。新課標基于化學學科本質凝練了化學學科核心素養，倡導基于化學學科核心素養的評價，明確指出積極倡導“教、學、評”一體化，促進每一個學生化學學科核心素養得到不同程度的發展［2］，可以借助電子檔案袋進行教學與評價。

現代信息技術改變了傳統的教學方式，使化學知識不再局限于傳統的課堂教學，教師引導學生開展自主學習時，可以引導學生自己從網絡上收集素材，解決自主學習過程中的難題［4］，學生通過個性化需要進行針對性的學習，使學習不受時間和地點的限制。教師借助信息技術創設情境化課堂，在課前預習、導入新課、突破重難點、課后復習等教學環節，可以將教學內容以一種生動、直觀的方式展現出來，通過“聲、形、視、聽”等多種形式，將化學實驗和反應原理進行了生動的仿真，從各個方面來激發學生的感官，并在課堂上實現師生之間的實時互動，從而更好地掌握課堂教學的有效性。例如，對氮的循環進行教學時，可以利用信息技術進行教學，以互動、多媒體、模擬實驗和自測等教學手段，深化學生對氮的循環過程的理解；在學習物質的分類時，可以借助希沃白板5進行游戲互動，讓學生在游戲中學會對物質的分類，有利于學生記憶知識點。

（二）動態演示，調動學生求知欲望

高中化學中有些概念比較抽象，部分學生理解和掌握起來很困難，教師如果對于這類抽象的知識點繼續采用傳統的教學方法去講解，很容易導致學生因為不理解知識點而逐漸失去學習化學的興趣，而信息技術以其直觀、生動、形象、方便的特性，將文字、圖形、聲音、動畫、圖像等多種媒體相結合，使靜態變為動態。比如，在學習氧化還原的知識時，這種微觀的反應不易觀察和理解，很多學生在學習時會很困惑，用Focusky制作的微課具有3D鏡頭縮放、平移、旋轉等特效，制作出的演示文稿對學生的視覺沖擊產生一定的效果，將氧化還原反應中的宏觀結構與微觀粒子的運動狀態展現出來，能較大程度地吸引學生的注意力，增加了化學課堂的信息色彩，提高學生學習效率，發展學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養；在有機教學過程中，用AR技術制作的可旋轉、移動的乙烯三維立體動畫，對于幫助學生理解碳碳雙鍵的結構特點、建立乙烯的結構模型起到了積極的作用［5］，使用3D打印模型來表示原子分子間的復雜關系，突破化學表征與認知障礙；在學生學習晶體知識時，由于對晶體的各種微觀結構想象起來有一定難度，導致學生有畏難情緒，教師可以采用Diamond軟件將微觀結構直觀立體地展現在學生面前，有助于學生的學習與對知識的理解。借助現代信息技術，將復雜的化學知識用直觀的方式展現出來，結合教師的講解，可以有效地調動學生的求知欲望，提高學習效率，發展學生的化學素養。

（三）虛擬仿真實驗，提升學生創新能力

為貫徹新課程標準要求“在化學學科中培養核心素養”，使每個學生都能有更多的動手做實驗和參與探究的機會，教師借助虛擬實驗能夠突破以往教學在實驗平臺、空間與條件等方面存在的局限，為學生實驗思維與動手操作能力的培養提供充足空間［6］，培養學生嚴謹的實驗態度和科學精神。同時，教師結合自身教學經驗，創新地將實驗資源整合起來，擴大其應用范圍，更好地滿足學生的個性化實驗教學需求。

對于一些危險的實驗或者實驗現象不容易觀察到的實驗，可以借助信息技術進行講解，讓學生更好地觀察到實驗現象。比如，在制備氫氧化亞鐵實驗中，由于實驗現象不明顯，可以借助NOBOOK虛擬實驗平臺放大、放慢操作來進行實驗現象的觀察，發展學生的科學探究與創新意識；在證明分散系的粒子直徑大小關系中，可以利用手持技術數字化實驗證明，培養學生的證據推理與模型認知能力；在鋼鐵腐蝕的過程中，因為鋼的腐蝕速度很慢，而且在學校里也很難做，可以借助虛擬實驗平臺來對實驗進行講解，讓學生更好地接受學習新知識；學習制取氯氣時，可以通過VR虛擬仿真實驗體驗氯氣的制取過程、實驗儀器的組裝及操作步驟等，促進學生對實驗內容的理解與掌握。數字化實驗可以激發學生的學習興趣，提高學生的批判思維和創新精神。

（四）創設真實情境，提高學生社會責任感

教師結合教學實際，創設真實的教學情境，借助信息技術將真實情境展示在學生面前。通過查閱文獻，一般情況下，情境可劃分為生活經驗型、實驗探究型、化學史型、生產應用型、科技前沿型、知識前置型。化學學科知識充斥著我們日常生活中的衣食住行，教師在教學中選擇合適的真實情境，有利于激起學生學習化學的熱情，同時可以培養學生科學精神與社會責任的素養。例如，在葡萄酒中添加SO2，起到抗氧化和抑菌的作用，這種生活經驗情境更貼合學生的實際生活，有利于提高學生的求知欲望與探究精神；學習鐵及其化合物時，引入“打鐵花”的視頻，感受中華傳統文化的魅力，提升民族自信，培養學生的愛國情懷，樹立正確的價值觀，提高社會責任感；在講解氯氣時，借助多媒體視頻，感受化學家們追求真理、實事求是、不懼權威的科學精神，了解科學探究的艱辛歷程，培養中學生追尋真理的毅力以及敢于想象和質疑的精神［7］；在學習原子的結構時，教師可以利用多媒體講解湯姆森發現電子的葡萄干布丁模型、盧瑟福α粒子轟擊金箔實驗推測原子結構的化學史情境，激起學生的學習興趣培養；在學習硅時，可以采用信息技術展示手機的電子芯片，科技前沿情境不僅能豐富課堂內容，還能培養學生的科研精神和科學態度，使學生養成科學的思維方式。

（五）借助信息技術，實現跨學科學習

在高中化學學習中，“化學與社會發展”模塊內容與社會、技術和生活緊密聯系，通過這樣的科學探究和多學科融合的過程，學生能發展多維化學核心素養。在信息技術與化學課程的整合中，HPS是一種新興的跨學科教學方法，學生能夠通過歷史、哲學和社會的視角，更深入地理解和應用化學知識，培養學生的科學思維和批判性思維能力［8］。例如，在學習二氧化硫的知識中，探究其抑菌作用實驗時，可以借助網絡資料在希沃白板上向學生展示實驗，將知識與生物學科融合，培養學生應用多學科知識解決問題的能力；在海水曬鹽教學中，在課前借助信息技術播放化學史視頻進行引入，將化學與人文相融合，有利于全面提高學生的綜合素質，促進學生個性發展，實現全方位育人。在課后習題鞏固環節中，為了更好地將化學知識學以致用，可以布置項目式作業來綜合提高學生的學習能力，有助于學生將理論與實踐相結合，發展學生社會適應能力，符合新課改所倡導的教育理念等特點。

結語

隨著時代的不斷更新，信息技術與高中化學教學融合的趨勢勢在必行，不僅促進了傳統教學模式的革新與發展，也能夠幫助教師構建更有效的課堂教學。學生也可以借助信息技術進行個性化學習及自主學習，有助于提升學習的效率，強化化學核心素養。在實際教學中，教師要對信息技術進行合理的運用，不斷提高和優化化學教學。要實現信息技術與中學化學教學的有效融合應用，是一個漫長的過程，需要教育工作者不斷探索，不斷推進教育事業的發展。

參考文獻：

［1］楊浩.中學化學“發現·探究”教學研究［J］.中學課程輔導，2023（34）：117119.

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［3］孫鳳香.關注信息技術應用，創新化學課堂設計：高中化學教學中的信息技術應用［J］.高考，2023（29）：126128.

［4］李復興，經懷德.整合信息化技術"發展化學核心素養［J］.中學化學教學參考，2020（16）：69.

［5］李新義，夏建華，蔣蓓蓓.學科核心素養引領下信息技術與化學教學的融合創新：以“乙烯”教學為例［J］.化學教學，2017（09）：4046.

［6］南利蕊，韓玉霞，陳超林.提升學生科學探究能力的高中化學數字化教學：以元素化合物虛擬實驗為例［J］.中小學數字化教學，2023（04）：1316.

［7］候林麗，過露露，羅志剛，等.化學課程與教學論“課程思政”教學設計案例研究：以創設教學情境的技能為例［J］.廣東化工，2023，50（21）：189192+200.

［8］劉正富.跨學科視域下高中化學HPS的教學實踐［J］.中學課程輔導，2023（34）：5153.

基金項目：吉林師范大學2024年度校級教育教學改革研究課題（職業教育與成人教育JLNU202409號）

作者簡介：李婷婷（1999—"），女，漢族，山東臨沂人，碩士，研究方向：學科教學（化學）。

*通訊作者：翟宏菊（1973—"），女，漢族，吉林四平人，博士研究生，教授，研究方向：學科教學（化學）、功能微納米材料。