基于信息技術(shù)的初中化學(xué)教學(xué)研究

摘要：信息技術(shù)作為一種輔助教學(xué)工具，以其直觀、生動、趣味性等特征，拉近了學(xué)生與化學(xué)課程之間的距離。文章通過對信息技術(shù)輔助教學(xué)的優(yōu)勢進(jìn)行多角度分析，從課前導(dǎo)入、教學(xué)活動組織、課外實踐延伸等方面入手，詳細(xì)闡述教師借助信息技術(shù)整合信息資源、分層布置實踐任務(wù)等方面的教學(xué)實踐策略，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；信息技術(shù)；輔助教學(xué)

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，初中化學(xué)課程是一門自然科學(xué)課程，具有基礎(chǔ)性和實踐性，應(yīng)大力開展核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)活動。其中，核心素養(yǎng)是確定課程教學(xué)目標(biāo)的依據(jù)。在初中化學(xué)課堂上，信息技術(shù)作為重要的輔助教學(xué)工具，在降低知識理解難度、提高課堂教學(xué)效率等方面優(yōu)勢顯著。利用信息技術(shù)輔助教學(xué)，能夠為學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)提供支持。但是，如何最大化發(fā)揮信息技術(shù)的輔助作用，是教師在教學(xué)實踐中亟須解決的問題。

一、信息技術(shù)的輔助教學(xué)優(yōu)勢

（一）增加教學(xué)趣味性

信息技術(shù)輔助教學(xué)的優(yōu)勢，集中體現(xiàn)在降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，增強課堂教學(xué)的趣味性、直觀性，提高課堂教學(xué)效率與質(zhì)量等方面[1]。利用信息技術(shù)，教師可以將抽象、枯燥的課程內(nèi)容，以形象、具體的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前。例如，經(jīng)過渲染之后的3D模型，可為學(xué)生了解微觀、宏觀世界搭建橋梁。此外，信息技術(shù)支持多元化的應(yīng)用場景，教師在線上和線下課堂教學(xué)活動中均可靈活運用，從而充分激發(fā)學(xué)生的自主探究興趣，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

（二）加深對知識的理解

信息技術(shù)可廣泛應(yīng)用于對重難知識點的講解、演示、實踐驗證等教學(xué)環(huán)節(jié)，有助于加深學(xué)生對學(xué)科知識的理解，幫助學(xué)生完整建構(gòu)課程知識體系。信息技術(shù)的輔助教學(xué)作用，與學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求相適應(yīng)，教師可充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，解決學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中存在的各項問題[2]。在課堂教學(xué)活動中，教師可以整合與課程有關(guān)的信息資源與工具，與學(xué)生共同探究新舊知識之間的聯(lián)系，在增進(jìn)學(xué)生對知識內(nèi)容的理解的同時，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，學(xué)生對課程知識的理解和掌握程度，是教師判斷信息技術(shù)應(yīng)用效果的依據(jù)。

（三）縮短化學(xué)實驗時間

在信息技術(shù)的輔助下，初中化學(xué)課堂的實驗時間能夠大幅度縮短，從而為學(xué)生預(yù)留充足的思考、交流、探究時間，為核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在初中化學(xué)教學(xué)中，很多化學(xué)實驗受限于場地、設(shè)備、材料等因素而無法有效開展[3]。但是，在信息化實驗平臺上，教師能夠引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗主題和目標(biāo)開展虛擬實驗，從而在提升實驗教學(xué)效果的同時，突破傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)的缺陷。借助數(shù)據(jù)分析軟件，學(xué)生能夠從復(fù)雜、繁瑣的數(shù)據(jù)處理中解脫出來，縮短實驗時間，從而更專注地觀察實驗現(xiàn)象、思考實驗過程、歸納實驗結(jié)論。

二、運用信息技術(shù)輔助初中化學(xué)教學(xué)的有效策略

（一）借助信息設(shè)備，優(yōu)化課前導(dǎo)入

在初中化學(xué)課堂中，教師可借助信息設(shè)備，優(yōu)化課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)。教師在引領(lǐng)學(xué)生探究宏觀世界、微觀世界的化學(xué)物質(zhì)與科學(xué)現(xiàn)象時，需要適當(dāng)降低難度，充分利用投影儀、移動終端設(shè)備等，向?qū)W生展示生活中常見的化學(xué)物質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)過程。在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，教師可通過有趣的化學(xué)小故事、引人深思的生活場景與問題，激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。信息技術(shù)與信息資源，能以生動、直觀、形象的方式支持教師的課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，幫助教師有效引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)與生活、化學(xué)與社會之間的關(guān)系[4]。以人教版九年級上冊“空氣和氧氣”課程教學(xué)為例，本單元主要包括三個課題、一個實驗活動、一個跨學(xué)科實踐活動。其中，三個課題分別為：我們周圍的氧氣、氧氣、制取氧氣；實驗活動為氧氣的實驗室制取與性質(zhì)；跨學(xué)科實踐活動為微型空氣質(zhì)量“檢測站”的組裝與使用。在教學(xué)過程中，教師向?qū)W生展示信息設(shè)備上的多媒體素材，即與空氣、氧氣有關(guān)的場景，如氧氣瓶、空氣壓縮裝置的使用場景等。在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以圍繞“空氣”與“氧氣”兩個核心概念，引發(fā)學(xué)生的一系列思考。如教師可圍繞“空氣”的概念，以實例分析的方式推演氧氣在空氣中的主要作用；教師還可鏈接地理、物理學(xué)科的相關(guān)知識，如地球上方的大氣層、空氣與氧氣在加熱之后的運動情況等；教師可將導(dǎo)學(xué)案/學(xué)歷案中預(yù)設(shè)的檢測任務(wù)，通過移動終端設(shè)備共享給全體學(xué)生，使其初步了解本單元的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，并根據(jù)自己感興趣的方式，初步搭建單元學(xué)習(xí)框架；教師可設(shè)計生動直觀的化學(xué)小故事和小游戲，讓學(xué)生意識到氧氣是空氣中至關(guān)重要的、支持生命的、能夠推動化學(xué)反應(yīng)的一種氣體。教師也可圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)，設(shè)計本單元的課程教學(xué)目標(biāo)，并在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)借助投影儀為學(xué)生演示：

1.化學(xué)觀念：形成物質(zhì)的組成和性質(zhì)的觀念，了解空氣和氧氣的性質(zhì)和用途。

2.科學(xué)思維：通過實驗探究和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和推理能力。

3.科學(xué)探究和實踐：學(xué)習(xí)氧氣的制取實驗，體驗科學(xué)探究的過程。

4.科學(xué)態(tài)度和責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和環(huán)保意識。

同時，在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，學(xué)生可通過信息設(shè)備和軟件，了解本單元學(xué)習(xí)需要解決的核心問題：1.空氣的組成和性質(zhì)是什么？2.氧氣有哪些性質(zhì)和用途？3.如何制取氧氣？

在信息設(shè)備、多媒體素材、情境圖等資源的支持下，學(xué)生在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，不僅可以了解“空氣和氧氣”單元的課程內(nèi)容、核心素養(yǎng)目標(biāo)與核心問題，還能對“空氣”“氧氣”產(chǎn)生濃厚的探究興趣。

（二）整合信息資源，優(yōu)化教學(xué)活動

在初中化學(xué)課堂中，教師應(yīng)圍繞課程內(nèi)容、核心素養(yǎng)目標(biāo)、核心問題與任務(wù)、學(xué)生的實際需求等，高效整合高質(zhì)量的信息資源，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)活動的組織實施過程。微課、思維導(dǎo)圖、虛擬實驗平臺，均屬于初中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用頻率比較高的信息資源[5]。根據(jù)九年級學(xué)生的化學(xué)知識理解與掌握情況，教師可向?qū)W生分享不同難度級別的學(xué)習(xí)任務(wù)清單，并在上述信息資源的支持下，提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效率。在教學(xué)活動中，教師應(yīng)為學(xué)生預(yù)留充足的時間和空間，使其充分利用信息資源和平臺，深刻理解重難知識點和實驗原理。

1.發(fā)揮微課、思維導(dǎo)圖的輔助作用

微課具有短小精悍、生動形象、主題明確的特點，將其應(yīng)用在初中化學(xué)課堂教學(xué)中，可以激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，并幫助其快速消化新知識。思維導(dǎo)圖是一種有助于強化學(xué)生思維邏輯的分析工具。思維導(dǎo)圖繪制軟件可以支持學(xué)生在空白畫布上建構(gòu)全面的知識網(wǎng)絡(luò)。在教學(xué)過程中，教師利用思維導(dǎo)圖并結(jié)合具體實例或者實驗活動，能夠有效增強學(xué)生對化學(xué)知識的理解和記憶。

在初中化學(xué)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)充分發(fā)揮微課和思維導(dǎo)圖的輔助作用，創(chuàng)新教學(xué)課堂，提升教學(xué)效率。

以人教版九年級上冊“自然界的水”課程教學(xué)為例，本單元涉及電解水反應(yīng)公式2H2O+O2→2H2↑+O2↑、生石灰溶于水的化學(xué)反應(yīng)公式CaO+H2O→Ca（OH）2↓、二氧化碳溶于水的反應(yīng)公式H2O+O2→H2O3。

在課堂教學(xué)活動中，教師應(yīng)首先讓學(xué)生了解水資源在自然界中的分布情況，并結(jié)合實例分析水資源的開發(fā)和利用方式。然后，教師引領(lǐng)學(xué)生從宏觀世界轉(zhuǎn)換到微觀世界的科學(xué)探究視角，幫助學(xué)生了解水的組成及其物質(zhì)組成的表示方法，最后，教師通過組織開展實驗教學(xué)活動和跨學(xué)科實踐教學(xué)活動，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究、化學(xué)觀念等核心素養(yǎng)。在課題1“水資源及其利用”的課堂教學(xué)活動中，教師可向?qū)W生展示微課視頻中的動畫，詳細(xì)介紹地球上水資源的分布現(xiàn)狀，水資源在人類生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，以及我國部分地區(qū)面臨的水資源短缺和水污染問題。學(xué)生在課前觀看微課之后，能夠初步形成保護(hù)水資源的意識，并勇于提出生活中遇到的水資源浪費和污染問題。在課堂教學(xué)階段，教師可引領(lǐng)學(xué)生觀察、分析電子圖表中的數(shù)據(jù)，并結(jié)合實際案例，讓學(xué)生充分理解合理利用水資源的重要性。同時，教師可組織開展小組活動，讓學(xué)生探討“如何在日常生活中節(jié)約水資源、避免水資源被污染。”為了增強學(xué)生對化學(xué)知識的理解和記憶，在學(xué)生在觀看微課視頻之后，教師可以鼓勵學(xué)生在思維導(dǎo)圖軟件上繪制本堂課的主要知識點。在繪制思維導(dǎo)圖時，學(xué)生可適當(dāng)添加標(biāo)注或者案例數(shù)據(jù)等輔助信息。圖1所示為學(xué)生繪制的思維導(dǎo)圖。

2.發(fā)揮虛擬實驗平臺的輔助作用

在初中化學(xué)課堂中，教師在組織開展實驗探究活動時，應(yīng)充分發(fā)揮虛擬實驗平臺的輔助作用。NB化學(xué)實驗平臺，是一款比較適合九年級學(xué)生開展化學(xué)實驗探究活動的信息化平臺。在虛擬實驗平臺上，學(xué)生可以同步教材上的實驗活動主題，按照導(dǎo)學(xué)案或者實驗報告清單錄入實驗?zāi)康摹嶒炂鞑牡仍敿?xì)信息，并修改實驗器材和材料的使用數(shù)量等參數(shù)。

在實驗活動“水的組成及變化的探究”中，教師可引領(lǐng)學(xué)生開展“氫氣燃燒”“電解水”兩個化學(xué)實驗，讓學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗結(jié)果，客觀認(rèn)識水的組成，進(jìn)而幫助學(xué)生構(gòu)建研究物質(zhì)組成的一般思維模型。氫氣燃燒的化學(xué)反應(yīng)式為：2H2+O2→2H2O，電解水的化學(xué)反應(yīng)式為：2H2O→2H2↑+O2↑。教師通過帶領(lǐng)學(xué)生分析兩個實驗現(xiàn)象，能夠逐步發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理素養(yǎng)。在虛擬實驗平臺上，學(xué)生需要自主選擇水電解器、燒杯、帶尖嘴的玻璃導(dǎo)管、直流電源、酒精燈等實驗器材，修改軟件默認(rèn)的器材數(shù)量參數(shù)，并將硫酸鈉溶液或者氫氧化鈉溶液移動到實驗界面上。在NB化學(xué)實驗平臺，如果學(xué)生的某個實驗操作步驟不準(zhǔn)確，或者某個實驗器材的位置不準(zhǔn)確，軟件會以彈窗的方式予以提示。同時，軟件可全程記錄學(xué)生的實驗操作過程和時間，引導(dǎo)學(xué)生完成全部實驗步驟，并記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，避免手工處理數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論耗費時間和精力。

（三）分層延伸課外，豐富實踐形式

在初中化學(xué)教學(xué)中，信息技術(shù)的輔助作用不僅體現(xiàn)在課前和課中，更體現(xiàn)在課后。教師可根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求，分層延伸課外的各項實踐活動，為學(xué)生鞏固所學(xué)知識、遷移解決實際問題提供資源支持。部分初中化學(xué)課程選用“線上+線下”的混合式教學(xué)模式，所運用的信息技術(shù)工具與資源非常豐富，并可支持學(xué)生收集與課程內(nèi)容有關(guān)的課外實踐項目。

以人教版九年級下冊“金屬和金屬材料”單元課程教學(xué)為例，本單元涉及金屬材料的定義與分類、金屬的化學(xué)性質(zhì)、金屬資源的利用和保護(hù)等課程知識點。在課前和課中學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠了解純金屬與合金在功能用途、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等方面的區(qū)別，并在探究金屬多種化學(xué)性質(zhì)時，總結(jié)歸納了置換反應(yīng)、金屬活躍性順序等重難知識點。在金屬資源的利用和保護(hù)層面，教師引導(dǎo)學(xué)生推斷出鐵的冶煉原理、金屬的銹蝕及保護(hù)方法等。根據(jù)學(xué)生在課堂上的實際學(xué)習(xí)情況，教師選用分層延伸課外的實踐教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生樹立環(huán)保意識和社會責(zé)任感，鼓勵學(xué)生積極參與和金屬資源保護(hù)相關(guān)的環(huán)保實踐項目。教師可設(shè)計小組合作項目任務(wù)，讓學(xué)生以小組為單位，共同完成分層實踐項目：垃圾的分類與回收利用。分層任務(wù)如下：

1.A小組：（1）了解垃圾及其處理的意義；（2）認(rèn)識垃圾的主要分類標(biāo)準(zhǔn)；（3）了解不同城市的垃圾回收利用方式。在課外實踐中，A小組需要共同繪制思維導(dǎo)圖，梳理有關(guān)垃圾分類的政策規(guī)定、法律條文、城市管理部門的相關(guān)舉措，旨在增強學(xué)生信息收集、案例資料分析、數(shù)據(jù)處理等方面的跨學(xué)科實踐能力。

2.B小組：（1）收集互聯(lián)網(wǎng)平臺上的垃圾分類信息資料，如新聞報道和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)圖表；（2）從化學(xué)、生物等學(xué)科的視角，客觀推斷并分析垃圾分類及處理與化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化等方面的關(guān)系。B小組需要前往環(huán)保部門、市政部門收集訪談資料，在組內(nèi)探討垃圾分類、金屬廢物治理等方面的主要問題，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺上的信息資料，總結(jié)歸納與問題對應(yīng)的解決方案。

三、結(jié)束語

綜上所述，在初中化學(xué)教學(xué)中引入信息技術(shù)，對于增強化學(xué)課堂教學(xué)的趣味性、加深學(xué)生對化學(xué)知識的理解、有效縮短化學(xué)實驗的時間等方面效果顯著。在初中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況，借助信息設(shè)備優(yōu)化課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，并高效整合信息資源，優(yōu)化組織課堂教學(xué)活動。教師可分層布置延伸課外的實踐活動，利用信息技術(shù)豐富實踐形式，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。

作者單位：韓賀濤 潁上縣第八初級中學(xué)

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