崔立斌，張國(guó)婷，王素利，倫 怡

(1.河北北方學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院,河北 張家口 075000；2.河北北方學(xué)院 理學(xué)院，河北 張家口 075000)

受傳統(tǒng)教育模式影響，目前中國(guó)大部分地區(qū)的高中化學(xué)教學(xué)包括實(shí)驗(yàn)探究部分主要以知識(shí)講解為主。由于高中階段課時(shí)有限且教學(xué)任務(wù)重，實(shí)際演示和動(dòng)手操作具有種種局限性，為了完成教學(xué)進(jìn)度，教師幾乎都是在黑板上講述實(shí)驗(yàn)，或者通過播放視頻讓學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)，這不僅不能鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，還會(huì)使其失去學(xué)習(xí)興趣。2018年，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》指出：“教育信息化具有突破時(shí)空限制、快速?gòu)?fù)制傳播、呈現(xiàn)手段豐富的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)”，為新高考背景下高中化學(xué)課堂教學(xué)改革指明了方向。

一、信息技術(shù)融入化學(xué)教學(xué)的重要意義

美國(guó)視聽教育家戴爾提出了“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論，將取得經(jīng)驗(yàn)的各種途徑從具體到抽象分為12個(gè)層次，布魯納進(jìn)一步將其濃縮為動(dòng)作性學(xué)習(xí)、映像性學(xué)習(xí)和抽象性學(xué)習(xí)3個(gè)階層[1]。其中，塔的下層動(dòng)作性學(xué)習(xí)是學(xué)生親自動(dòng)手操作獲得的真實(shí)感受，效果比較可靠。但對(duì)于高中化學(xué)教學(xué)而言，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性和時(shí)空局限性導(dǎo)致學(xué)生無法親自進(jìn)行所有實(shí)驗(yàn)。所以，借助信息技術(shù)進(jìn)行映像性學(xué)習(xí)可以彌補(bǔ)學(xué)生動(dòng)作性學(xué)習(xí)的不足，實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。塔的上層是利用視覺符號(hào)和言語符號(hào)進(jìn)行的抽象性教學(xué)?，F(xiàn)在的高中化學(xué)教學(xué)注重知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)的講解，雖然效率高，但學(xué)生對(duì)于微觀概念和化學(xué)理論等抽象名詞難以理解，教師單靠語言文字等符號(hào)也難以形象表述。如果利用信息技術(shù)將抽象的概念形象化，學(xué)生就能夠更好地理解概念，并增強(qiáng)觀察能力和反應(yīng)能力。所以，教師授課應(yīng)當(dāng)結(jié)合視聽內(nèi)容，即“映像性”部分，通過信息技術(shù)等手段充分調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官，豐富教學(xué)形式。在信息技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，互聯(lián)網(wǎng)為教育提供的視聽資源已無比豐富。隨著軟件技術(shù)、虛擬技術(shù)和互動(dòng)課堂平臺(tái)等的發(fā)展，信息技術(shù)能為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建更加動(dòng)態(tài)逼真的學(xué)習(xí)情景，豐富教學(xué)的“映像性”部分，有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。不僅如此，通過信息資源的共享和傳遞，還可極大地豐富教師的教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)大課堂容量。

二、新高考背景下信息技術(shù)融入高中化學(xué)教學(xué)的作用

2019年，河北省人民政府印發(fā)《河北省普通高?？荚囌猩贫雀母飳?shí)施方案》，明確高考選考科目實(shí)行“3+1+2”模式。其中，歷史和物理是二選一科目，化學(xué)屬于四選二科目。隨著物理科目地位的提升，化學(xué)科目面臨種種尷尬。因化學(xué)科目自身內(nèi)容繁雜且難度高，對(duì)學(xué)生而言屬于較難的科目，考生同時(shí)選擇物理和化學(xué)兩科無疑難度極大。因此，一些生源中下的高中出現(xiàn)“棄考”化學(xué)現(xiàn)象。如果仍沿襲原來僅限于書本的教學(xué)方式，很容易讓學(xué)生失去繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的信心，在選科時(shí)放棄化學(xué)科目。但化學(xué)是一門重要的科目，它是生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、食品醫(yī)藥、生物和工程等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)，國(guó)家科技的發(fā)展離不開化學(xué)。新課標(biāo)鼓勵(lì)教師運(yùn)用信息技術(shù)提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量，強(qiáng)化信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)的深度融合，促進(jìn)教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變[2]。為了為國(guó)家培養(yǎng)人才，化學(xué)教師應(yīng)該探索新的教學(xué)模式和方法。信息技術(shù)融入高中化學(xué)教學(xué)可提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教育理念，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

三、信息技術(shù)融入化學(xué)教學(xué)的策略

2014年，教育部頒布的《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》(教基二[2014]4號(hào))中提到“充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，改進(jìn)教學(xué)方式，適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求”，信息技術(shù)逐漸成為促進(jìn)教學(xué)改革的重要手段。采用合理的信息技術(shù)融入化學(xué)教學(xué)，將信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)進(jìn)一步融合，有利于提升學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的認(rèn)知和興趣。

(一)利用信息技術(shù)使抽象概念形象化

在高中化學(xué)教學(xué)過程中，微觀物質(zhì)的教學(xué)主要通過教師的直接描述和概念分析來進(jìn)行。這些內(nèi)容教師無法實(shí)際展示，學(xué)生也很難在頭腦中形成直觀印像。如有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)化學(xué)中的電子軌道和金屬晶體堆積模型等，學(xué)生很難直接建構(gòu)相應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)。通過信息技術(shù)動(dòng)畫模擬將分子中原子的結(jié)合方式和空間位置關(guān)系動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)出來，可使學(xué)生獲得直觀性的認(rèn)識(shí)，并培育其模型認(rèn)知素養(yǎng)。再如化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率的微觀過程，教師對(duì)此無法直接描述，學(xué)生理解也相對(duì)困難。利用Chemation等計(jì)算機(jī)軟件模擬化學(xué)反應(yīng)，可將微觀現(xiàn)象進(jìn)行形象化和動(dòng)態(tài)化的展示，使學(xué)生獲得來自于宏觀和微觀兩個(gè)層次的認(rèn)識(shí)，直觀理解物質(zhì)變化，降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，同時(shí)提高學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析能力。

(二)利用信息技術(shù)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)

自從李克強(qiáng)總理提出“互聯(lián)網(wǎng)+”的行動(dòng)計(jì)劃，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”這種新的教育形式越來越普及。特別是在新型冠狀病毒肺炎防控期間，為了“停課不停教、停課不停學(xué)”，各中學(xué)充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)開展在線教育，各學(xué)科的教學(xué)工作如火如荼進(jìn)行。但在化學(xué)教學(xué)過程中，線上實(shí)驗(yàn)探究課較難呈現(xiàn)，如金屬鈉與水的反應(yīng)、原電池的工作原理和鋁熱反應(yīng)等。通過NOBOOK化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)與線上教學(xué)方式的結(jié)合[3]，可以突破疫情下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)面臨的時(shí)空限制，讓學(xué)生參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣。

(三)利用數(shù)字化手持技術(shù)輔助探究性教學(xué)

新課程改革提倡教育信息化，數(shù)字化手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)相結(jié)合的新型數(shù)字化實(shí)驗(yàn)手段，集數(shù)據(jù)采集分析于一體，具有便攜、直觀、實(shí)時(shí)和定量等特點(diǎn)[4]。如在制備Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以觀察到實(shí)驗(yàn)生成的白色絮狀沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，并猜想變色的原因可能是Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化。但傳統(tǒng)教學(xué)無法通過證據(jù)推理出反應(yīng)原理。手持技術(shù)的應(yīng)用可以將這些難以觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通過數(shù)據(jù)和圖像實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)出來，學(xué)生可以根據(jù)數(shù)據(jù)圖像按照邏輯推理出氧化過程和原因，培養(yǎng)學(xué)生探究和分析能力。

(四)利用信息技術(shù)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)原理是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)。常規(guī)的演示實(shí)驗(yàn)是由教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和講解，大部分學(xué)生不易觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)由于是同步操作，教師也不能及時(shí)對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。利用同屏技術(shù)，教師可使用手機(jī)進(jìn)行實(shí)錄或拍攝視頻，獲取實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后在投影儀上直接展示，幫助學(xué)生交流和反思。

(五)利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景

真實(shí)有效的學(xué)習(xí)情景可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望和興趣，營(yíng)造合作學(xué)習(xí)和交流討論的教學(xué)氛圍[5]。信息技術(shù)可為化學(xué)教學(xué)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景。如中國(guó)的泛科普類視頻PaperClip具有時(shí)間短、節(jié)奏快和趣味性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅能引起學(xué)生的科學(xué)探究興趣，還能使學(xué)生感受到化學(xué)世界的神奇魅力。教師在講解焰色反應(yīng)時(shí)，可使用“如何制造爆款煙花”視頻來引起學(xué)生興趣，帶動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

綜上，文章立足于教育信息化以及新高考背景，介紹了信息技術(shù)融入化學(xué)教學(xué)的重要意義和作用，并提出具體策略，希望能為信息技術(shù)與化學(xué)課程教學(xué)乃至其他學(xué)科的融合提供一些新思路。