新高考背景下信息技術融入高中化學教學的策略

崔立斌，張國婷，王素利，倫 怡

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

受傳統(tǒng)教育模式影響，目前中國大部分地區(qū)的高中化學教學包括實驗探究部分主要以知識講解為主。由于高中階段課時有限且教學任務重，實際演示和動手操作具有種種局限性，為了完成教學進度，教師幾乎都是在黑板上講述實驗，或者通過播放視頻讓學生觀看實驗，這不僅不能鍛煉學生的實驗能力，還會使其失去學習興趣。2018年，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》指出：“教育信息化具有突破時空限制、快速復制傳播、呈現(xiàn)手段豐富的獨特優(yōu)勢”，為新高考背景下高中化學課堂教學改革指明了方向。

一、信息技術融入化學教學的重要意義

美國視聽教育家戴爾提出了“經(jīng)驗之塔”理論，將取得經(jīng)驗的各種途徑從具體到抽象分為12個層次，布魯納進一步將其濃縮為動作性學習、映像性學習和抽象性學習3個階層[1]。其中，塔的下層動作性學習是學生親自動手操作獲得的真實感受，效果比較可靠。但對于高中化學教學而言，化學實驗的復雜性和時空局限性導致學生無法親自進行所有實驗。所以，借助信息技術進行映像性學習可以彌補學生動作性學習的不足，實現(xiàn)高效學習。塔的上層是利用視覺符號和言語符號進行的抽象性教學?，F(xiàn)在的高中化學教學注重知識點、重點和難點的講解，雖然效率高，但學生對于微觀概念和化學理論等抽象名詞難以理解，教師單靠語言文字等符號也難以形象表述。如果利用信息技術將抽象的概念形象化，學生就能夠更好地理解概念，并增強觀察能力和反應能力。所以，教師授課應當結合視聽內容，即“映像性”部分，通過信息技術等手段充分調動學生多種感官，豐富教學形式。在信息技術發(fā)達的今天，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、虛擬技術和互動課堂平臺等的發(fā)展，信息技術能為學習者創(chuàng)建更加動態(tài)逼真的學習情景，豐富教學的“映像性”部分，有助于學生提高學習效率和質量。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內容，擴大課堂容量。

二、新高考背景下信息技術融入高中化學教學的作用

2019年，河北省人民政府印發(fā)《河北省普通高?？荚囌猩贫雀母飳嵤┓桨浮?，明確高考選考科目實行“3+1+2”模式。其中，歷史和物理是二選一科目，化學屬于四選二科目。隨著物理科目地位的提升，化學科目面臨種種尷尬。因化學科目自身內容繁雜且難度高，對學生而言屬于較難的科目，考生同時選擇物理和化學兩科無疑難度極大。因此，一些生源中下的高中出現(xiàn)“棄考”化學現(xiàn)象。如果仍沿襲原來僅限于書本的教學方式，很容易讓學生失去繼續(xù)學習化學的信心，在選科時放棄化學科目。但化學是一門重要的科目，它是生命科學、材料科學、環(huán)境科學、能源科學、醫(yī)藥學、食品醫(yī)藥、生物和工程等領域的重要基礎，國家科技的發(fā)展離不開化學。新課標鼓勵教師運用信息技術提高課堂教學效率和質量，強化信息技術與化學教學的深度融合，促進教師教學方式和學生學習方式的改變[2]。為了為國家培養(yǎng)人才，化學教師應該探索新的教學模式和方法。信息技術融入高中化學教學可提升學生的實驗水平并激發(fā)學生學習興趣，體現(xiàn)以學生為中心的教育理念，促進學生化學學科核心素養(yǎng)的形成。

三、信息技術融入化學教學的策略

2014年，教育部頒布的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》(教基二[2014]4號)中提到“充分利用現(xiàn)代信息技術手段，改進教學方式，適應學生個性化學習需求”，信息技術逐漸成為促進教學改革的重要手段。采用合理的信息技術融入化學教學，將信息技術與化學教學進一步融合，有利于提升學生對化學學科的認知和興趣。

(一)利用信息技術使抽象概念形象化

在高中化學教學過程中，微觀物質的教學主要通過教師的直接描述和概念分析來進行。這些內容教師無法實際展示，學生也很難在頭腦中形成直觀印像。如有機化合物的分子結構、結構化學中的電子軌道和金屬晶體堆積模型等，學生很難直接建構相應的空間結構。通過信息技術動畫模擬將分子中原子的結合方式和空間位置關系動態(tài)地呈現(xiàn)出來，可使學生獲得直觀性的認識，并培育其模型認知素養(yǎng)。再如化學反應達到平衡狀態(tài)時，正反應速率等于逆反應速率的微觀過程，教師對此無法直接描述，學生理解也相對困難。利用Chemation等計算機軟件模擬化學反應，可將微觀現(xiàn)象進行形象化和動態(tài)化的展示，使學生獲得來自于宏觀和微觀兩個層次的認識，直觀理解物質變化，降低學生學習難度，同時提高學生宏觀辨識與微觀探析能力。

(二)利用信息技術模擬化學實驗

自從李克強總理提出“互聯(lián)網(wǎng)+”的行動計劃，“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”，各中學充分利用網(wǎng)絡信息技術開展在線教育，各學科的教學工作如火如荼進行。但在化學教學過程中，線上實驗探究課較難呈現(xiàn)，如金屬鈉與水的反應、原電池的工作原理和鋁熱反應等。通過NOBOOK化學虛擬仿真實驗教學平臺與線上教學方式的結合[3]，可以突破疫情下網(wǎng)絡教學面臨的時空限制，讓學生參與整個實驗操作過程，增強其學習興趣。

(三)利用數(shù)字化手持技術輔助探究性教學

新課程改革提倡教育信息化，數(shù)字化手持技術實驗是計算機和微電子技術相結合的新型數(shù)字化實驗手段，集數(shù)據(jù)采集分析于一體，具有便攜、直觀、實時和定量等特點[4]。如在制備Fe(OH)2的實驗中，學生可以觀察到實驗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)教學無法通過證據(jù)推理出反應原理。手持技術的應用可以將這些難以觀察的實驗現(xiàn)象通過數(shù)據(jù)和圖像實時動態(tài)地呈現(xiàn)出來，學生可以根據(jù)數(shù)據(jù)圖像按照邏輯推理出氧化過程和原因，培養(yǎng)學生探究和分析能力。

(四)利用信息技術觀察實驗現(xiàn)象

觀察實驗現(xiàn)象和分析實驗原理是化學實驗教學必不可少的環(huán)節(jié)。常規(guī)的演示實驗是由教師進行實驗操作和講解，大部分學生不易觀察到實驗現(xiàn)象。學生進行探究實驗時由于是同步操作，教師也不能及時對學生的表現(xiàn)進行點評。利用同屏技術，教師可使用手機進行實錄或拍攝視頻，獲取實驗過程中學生的表現(xiàn)和實驗現(xiàn)象，然后在投影儀上直接展示，幫助學生交流和反思。

(五)利用信息技術創(chuàng)設學習情景

真實有效的學習情景可以激發(fā)學生的求知欲望和興趣，營造合作學習和交流討論的教學氛圍[5]。信息技術可為化學教學創(chuàng)設學習情景。如中國的泛科普類視頻PaperClip具有時間短、節(jié)奏快和趣味性強的特點，不僅能引起學生的科學探究興趣，還能使學生感受到化學世界的神奇魅力。教師在講解焰色反應時，可使用“如何制造爆款煙花”視頻來引起學生興趣，帶動學習氣氛，從而提高學生學習效率。

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