新高考背景下信息技术融入高中化学教学的策略

崔立斌，张国婷，王素利，伦 怡

(1.河北北方学院 信息科学与工程学院,河北 张家口 075000；2.河北北方学院 理学院，河北 张家口 075000)

受传统教育模式影响，目前中国大部分地区的高中化学教学包括实验探究部分主要以知识讲解为主。由于高中阶段课时有限且教学任务重，实际演示和动手操作具有种种局限性，为了完成教学进度，教师几乎都是在黑板上讲述实验，或者通过播放视频让学生观看实验，这不仅不能锻炼学生的实验能力，还会使其失去学习兴趣。2018年，教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》指出：“教育信息化具有突破时空限制、快速复制传播、呈现手段丰富的独特优势”，为新高考背景下高中化学课堂教学改革指明了方向。

一、信息技术融入化学教学的重要意义

美国视听教育家戴尔提出了“经验之塔”理论，将取得经验的各种途径从具体到抽象分为12个层次，布鲁纳进一步将其浓缩为动作性学习、映像性学习和抽象性学习3个阶层[1]。其中，塔的下层动作性学习是学生亲自动手操作获得的真实感受，效果比较可靠。但对于高中化学教学而言，化学实验的复杂性和时空局限性导致学生无法亲自进行所有实验。所以，借助信息技术进行映像性学习可以弥补学生动作性学习的不足，实现高效学习。塔的上层是利用视觉符号和言语符号进行的抽象性教学。现在的高中化学教学注重知识点、重点和难点的讲解，虽然效率高，但学生对于微观概念和化学理论等抽象名词难以理解，教师单靠语言文字等符号也难以形象表述。如果利用信息技术将抽象的概念形象化，学生就能够更好地理解概念，并增强观察能力和反应能力。所以，教师授课应当结合视听内容，即“映像性”部分，通过信息技术等手段充分调动学生多种感官，丰富教学形式。在信息技术发达的今天，互联网为教育提供的视听资源已无比丰富。随着软件技术、虚拟技术和互动课堂平台等的发展，信息技术能为学习者创建更加动态逼真的学习情景，丰富教学的“映像性”部分，有助于学生提高学习效率和质量。不仅如此，通过信息资源的共享和传递，还可极大地丰富教师的教学内容，扩大课堂容量。

二、新高考背景下信息技术融入高中化学教学的作用

2019年，河北省人民政府印发《河北省普通高校考试招生制度改革实施方案》，明确高考选考科目实行“3+1+2”模式。其中，历史和物理是二选一科目，化学属于四选二科目。随着物理科目地位的提升，化学科目面临种种尴尬。因化学科目自身内容繁杂且难度高，对学生而言属于较难的科目，考生同时选择物理和化学两科无疑难度极大。因此，一些生源中下的高中出现“弃考”化学现象。如果仍沿袭原来仅限于书本的教学方式，很容易让学生失去继续学习化学的信心，在选科时放弃化学科目。但化学是一门重要的科目，它是生命科学、材料科学、环境科学、能源科学、医药学、食品医药、生物和工程等领域的重要基础，国家科技的发展离不开化学。新课标鼓励教师运用信息技术提高课堂教学效率和质量，强化信息技术与化学教学的深度融合，促进教师教学方式和学生学习方式的改变[2]。为了为国家培养人才，化学教师应该探索新的教学模式和方法。信息技术融入高中化学教学可提升学生的实验水平并激发学生学习兴趣，体现以学生为中心的教育理念，促进学生化学学科核心素养的形成。

三、信息技术融入化学教学的策略

2014年，教育部颁布的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》(教基二[2014]4号)中提到“充分利用现代信息技术手段，改进教学方式，适应学生个性化学习需求”，信息技术逐渐成为促进教学改革的重要手段。采用合理的信息技术融入化学教学，将信息技术与化学教学进一步融合，有利于提升学生对化学学科的认知和兴趣。

(一)利用信息技术使抽象概念形象化

在高中化学教学过程中，微观物质的教学主要通过教师的直接描述和概念分析来进行。这些内容教师无法实际展示，学生也很难在头脑中形成直观印像。如有机化合物的分子结构、结构化学中的电子轨道和金属晶体堆积模型等，学生很难直接建构相应的空间结构。通过信息技术动画模拟将分子中原子的结合方式和空间位置关系动态地呈现出来，可使学生获得直观性的认识，并培育其模型认知素养。再如化学反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率的微观过程，教师对此无法直接描述，学生理解也相对困难。利用Chemation等计算机软件模拟化学反应，可将微观现象进行形象化和动态化的展示，使学生获得来自于宏观和微观两个层次的认识，直观理解物质变化，降低学生学习难度，同时提高学生宏观辨识与微观探析能力。

(二)利用信息技术模拟化学实验

自从李克强总理提出“互联网+”的行动计划，“互联网+教育”这种新的教育形式越来越普及。特别是在新型冠状病毒肺炎防控期间，为了“停课不停教、停课不停学”，各中学充分利用网络信息技术开展在线教育，各学科的教学工作如火如荼进行。但在化学教学过程中，线上实验探究课较难呈现，如金属钠与水的反应、原电池的工作原理和铝热反应等。通过NOBOOK化学虚拟仿真实验教学平台与线上教学方式的结合[3]，可以突破疫情下网络教学面临的时空限制，让学生参与整个实验操作过程，增强其学习兴趣。

(三)利用数字化手持技术辅助探究性教学

新课程改革提倡教育信息化，数字化手持技术实验是计算机和微电子技术相结合的新型数字化实验手段，集数据采集分析于一体，具有便携、直观、实时和定量等特点[4]。如在制备Fe(OH)2的实验中，学生可以观察到实验生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，并猜想变色的原因可能是Fe(OH)2被空气中的氧气氧化。但传统教学无法通过证据推理出反应原理。手持技术的应用可以将这些难以观察的实验现象通过数据和图像实时动态地呈现出来，学生可以根据数据图像按照逻辑推理出氧化过程和原因，培养学生探究和分析能力。

(四)利用信息技术观察实验现象

观察实验现象和分析实验原理是化学实验教学必不可少的环节。常规的演示实验是由教师进行实验操作和讲解，大部分学生不易观察到实验现象。学生进行探究实验时由于是同步操作，教师也不能及时对学生的表现进行点评。利用同屏技术，教师可使用手机进行实录或拍摄视频，获取实验过程中学生的表现和实验现象，然后在投影仪上直接展示，帮助学生交流和反思。

(五)利用信息技术创设学习情景

真实有效的学习情景可以激发学生的求知欲望和兴趣，营造合作学习和交流讨论的教学氛围[5]。信息技术可为化学教学创设学习情景。如中国的泛科普类视频PaperClip具有时间短、节奏快和趣味性强的特点，不仅能引起学生的科学探究兴趣，还能使学生感受到化学世界的神奇魅力。教师在讲解焰色反应时，可使用“如何制造爆款烟花”视频来引起学生兴趣，带动学习气氛，从而提高学生学习效率。

综上，文章立足于教育信息化以及新高考背景，介绍了信息技术融入化学教学的重要意义和作用，并提出具体策略，希望能为信息技术与化学课程教学乃至其他学科的融合提供一些新思路。