基于现代教育技术构建高中化学多元化教学方法与实践

黄甜甜 曾巧 凡素华 武海

摘  要 基于多媒体辅助教学、化学软件联用、微视频及翻转课堂等多种现代教育技术构建多元化教学方法，应用于高中化学课堂教学，实现教师从灌输者到引导者、学生从被迫学习到主动学习的转变，既丰富教学内容，强化知识渗透，增强趣味性，又激发学生学习主动性和创新意识，对增强教学效果具有重要作用。

关键词 现代教育技术;高中化学;多元化教学方法;信息技术;微视频;多媒体;化学应用软件;核心素养;思维导图

中图分类号：G633.8    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）15-0003-05

0  前言

传统的高中化学教学方式以教师为中心，灌输式教授课本知识，学生被迫接受和学习，限制了创新思维的培养和创新能力的提升。但是，传统教学在公式推导、重难点讲解、逻辑思维培养、系统知识传授等方面仍具有一定优势。尤其在班级人数多、教室空间小、教育设备现代化程度较低、学生教育背景和素质参差不齐的教育国情下，粉笔授课的传统教学仍然是当前初高中占据主导形式的教学方式。然而，新课标理念要求化学课程以发展核心素养为主旨，倡导化学教学应从学生和社会发展的需要出发，课程改革以科学探究为突破口，凸显学科优势，激发学生的科学探究与创新意识，培养科学精神与社会责任[1]。因此，如何将高中化学开设成以学生为中心，具有形象生动、深入浅出、宏微结合、知识交叉特色，并融入思政元素和科学前沿的高中课程，是当前高中化学教育和教学的重要课题。

现代教育技术是指以现代教育理论和思想为指导，以多媒体为载体，通过对教与学的过程进行管理和评价，实现教学优化的现代教学手段，具有改革教学方式、优化教学过程、增加教学内容、减轻教师负担等优势[2]。教无定法，如何有效结合现代教育技术构建多元化教学方法，以实现最优的教学效果，需要化学教师潜心开展教学研究和教学方法改革。

本文通过对PowerPoint、化学应用软件、Flash、微视频、翻转课堂等与传统教学相结合的应用实践进行研究，表明构建多元化教学模式既可以加强知识间的联系和系统教学，又可以使学生增强学习化学的乐趣，激发学习主动性，拓展知识面，提高教学效率，对培养学生的综合素质具有巨大作用。

1  现代教育技术与传统教学结合的优势

传统高中化学教学存在过度重视知识掌握、教学方式单一、学生缺乏实践和思考机会的问题，固化了学生思维，限制了综合素质的发展，忽视了学生在学习过程中的情感的变化，学生被动接受知识，没有达成对知识的自我建构。这就容易导致教学质量低下，不利于提高教学效率，具有一定的局限性。

信息技术是推动教育改革的重要工具，在教学中被越来越广泛地应用，信息化教学具有操作简单、教学内容广泛、教学效果突出、教学手段多样化等特点。因此，现代教育技术与传统高中化学教学方法相结合，取长补短，具有以下几方面的优势：

1）多媒体教学可以使化学抽象概念形象化，微观现象具体化;

2）教学软件联用制作课件及授课，可以形象直观地反映化学分子结构与性质、性质与反应机理之间的关系，激发学生学习的兴趣;

3）发挥智慧课堂优势，调动学生自主性，培养其创新意识，使被动学习变为主动探索;

4）促进信息化资源利用，最大限度地拓展学生知识面，巩固知识体系，提高学生素养。

因此，将现代信息化教育技术与课堂教学有效结合，对于推动当前初高中化学教育方法改革具有重要意义。

2  现代教育技术结合传统教学的应用实践

2.1  多媒体辅助教学

多媒体技术是当前课堂教学中使用最广泛的信息技术，通过图片、视频、音频等方式进行教学，具有直观、生动、丰富、信息容量大等特点[3]。根据教学目标和高中学生的特点，合理设计教学情境，采用多媒体辅助教学，可以达到最优化教学效果。对一些化学史、绿色化学、人物事迹、环境保护、食品安全等内容的讲授，通过创设情境与生活实例相结合，可有效激发学生学习兴趣[4]。如在“蒸馏提纯”的教学设计中，可以通过中国酒文化的传承和发展，展示苏东坡所撰《物类相感志》中“酒中火焰以青布拂之，自灭”的话，询问为何酒中会有火焰？此现象说明了什么？引发学生思考并得出结论：因为此酒应是蒸馏酒，其中乙醇的浓度达到可燃程度，表明古人当时已经掌握蒸馏提纯的方法。从而引出蒸馏提纯的原理。这样既激发了学生的求知欲，同时使学生体会到我国传统文化源远流长，培养学生文化自信和爱国主义情怀。

再如，在化学前沿教学中，以“纳米材料”为例，教师通过“纳米材料抓犯人”事例，讲述一种荧光纳米纤维化纤维素/碳点纸可以提高检测过程中的对比度、灵敏度和准确度，保留指纹图案的细节，实现粗糙表面的指纹快速可视化，使学生认识化学知识是促进现代科技进步和发展的重要桥梁，学好化学可以造福人类，建立坚定的学习信念。

同时，多媒体辅助教学有利于与生活、食品安全、环境污染、社会热点等相关知识点的拓展，结合生活实例，让学生了解化学的用途，激发学习兴趣。尤其在抗击新冠疫情的当下，教师通过多媒体向学生展示新冠病毒的结构、致病机理、防范措施，新冠疫苗的开发，口罩材质构成及其为何能有效降低病毒传播风险等，引发学生思考，引导学生建立科学的世界观，传播正能量。因此，通过制作精美课件，利用多媒体结合传统课堂教学，信息量大，教學情境生动，能最大限度地增强教学效果，培养学生综合素质。

2.2  化学应用软件结合传统教学

现代教育不再是以教师、教材、课堂为中心的“三中心”式的教学模式，教学手段呈现多样化，许多教学软件如ChemOffice、NB化学实验室、仿真化学实验室、101教育PPT、Origin、Flash、XMind等被广泛应用于化学教学中。本文以ChemOffice、XMind和Flash为例，阐述化学软件与传统教学结合在化学教学中的应用。

2.2.1  ChemOffice软件  ChemOffice组成主要有ChemDraw化学结构绘图、Chem3D分子模型及仿真和Chem-Finder化学信息搜寻整合系统，能够更加完美地结合化学和生物学。利用ChemDraw可以直观形象地展示分子结构（如图1a所示）、立体结构式球棍模型（如图1b所示）和比例模型（如图1c所示）。并且，利用分子式或者结构式，能自动生成该物质的物理性质（如熔点、沸点、摩尔质量、键角甚至其核磁共振氢谱等），如图1d和图1e所示。同时，通过绘制的三维结构图，为结合其他软件进行机理动画制作、化学反应、能级轨道等提供必要基础。ChemOffice软件可以模拟搭建化学实验装置，既可以为实验之前的预习，也可以为没有实验条件的学生，提供更形象的实验模拟过程，如图1f所示。

2.2.2  XMind软件  思维导图以图示、图解直观形象地展示高中化学各章节中物质与物质、知识点彼此之间的联系。XMind是一款非常实用的思维导图软件，应用全球最先进的Eclipse RCP软件架构，打造易用、高效的可视化思维导图。XMind除了可以画逻辑图外，还支持组织结构图、树状图、辐射导图、鱼骨图、二维图（表格），在教学或学习过程中可选择需要的思维导图或者逻辑图对知识进行构建。如图2所示，以物质分离与提纯为例，根据需要利用XMind选择合适的框架构图，绘制思维导图。学生也可以用XMind制作分离提纯知识框架，教师根据不同学生的特点给予反馈，学生根据教师的意见对自己的框架图进行修改完善，此过程也是知识的复习巩固过程。将XMind软件应用于课堂教学具有诸多优势：

1）教师通过使用XMind与多媒体结合的形式，可清晰地展示一堂课的主要内容和核心知识要点;

2）学生可以使用XMind对某知识点或某章节进行总结，形成自己个性化的学习，实现知识的内化，提高学习效率;

3）XMind满足修改、存储和跨平台使用，有利于教师教学交流和教学方法构建，也有利于培养学生对知识的建构能力。

2.2.3  Flash软件  Flash是由Macromedia公司推出的动画软件，它包含丰富的视频、图形和动画，被广泛用于动画制作和图形演示中。如图3所示，以HBr与丙烯加成反应为例，采用Flash软件制作两者反应机理，展示从HBr键断裂到H+和Br-进行加成反应的一系列过程。另外，为了使高中学生对加成反应产生更深层次地了解，与大学部分内容进行衔接，拓展学生的知识，可以进一步演示顺式加成和反式加成后的产物，拓展立体构型下的同分异构现象。Flash动画应用于课堂教学，不仅可以生动呈现教学内容，而且能让学生直观形象地观察反应过程中原子结合情况和分子构型的变化，容易理解和记忆，激发学习兴趣。

2.3  微视频教学与传统教学结合

化学是一门以实验为基础的自然学科。无论是在初中还是高中化学教学中，都涉及大量的实验。传统实验教学的安排和设计以教师演示实验为主，教师演示实验要求教师有较高的操作技能，保证实验的成功率和良好的实验现象。对于有些实验现象，如产生声音、烟、运动、热、光等，如果教室环境不理想，后排的学生不易观察到这些实验现象，造成学生的注意力无法集中，对演示实验没有探究欲望。

微视频是指个人通过手机、摄像机等设备拍摄出的视频片段。视频的长短不定，一般不超过10分钟;视频内容广泛，形态多样，具有短、快、精的特点，并且可以随时播放、暂停和重放。在高中化学实验教学过程中，教师可以采用微视频进行实验前注意事项、实验现象、实验结果讨论等的讲解。图4是金属钠分别与乙醇和水反应的对照实验，教师在课前录制对照实验的操作及现象，经过适当剪辑，形成一段精美小视频。在授课中，教师借助多媒体播放实验视频，可通过暂停和重放功能，启发学生观察实验的反应快慢、金属钠的状态、滴有酚酞溶液的颜色的变化等现象，讨论实验原因，总结乙醇和水与钠反应的结论。因此，運用微视频和传统教学结合进行授课有诸多的优点：

1）有利于开展“以教师为引导、学生为主体”的教学，激发学生学习积极性和主动性;

2）有利于多次多班使用，为教师备课节省时间，更好地进行课程资源建设;

3）有利于全体学生观察实验操作和现象，讨论总结知识点;

4）可播放、暂停、重放，有利于实验现象的重点讲解，提高教学效率[5]。

2.4  翻转课堂与传统教学结合

翻转课堂，又称颠倒课堂，指重新规划课堂内外时间，将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，学生课前学习教师发布的教学视频和学习任务，课上师生互动交流，采用讲授法和协作法满足学生的需要和促进个性化学习[6]。学生之间讨论，完成课堂作业，课后巩固复习，达成知识内化。但是，当前很多高中教育仍然是以应试教育为主，对化学知识掌握和教学效果的评价仍然以高考成绩为标准进行，对教材中知识的掌握和熟练程度会影响学习成绩。想要使学生既掌握知识，又学会自主学习，培养学生创造性思维，在实际教学中采用传统教学和翻转课堂结合的方式进行教学效果更佳[7]。

如图5所示，以“铁的重要化合物”为例，将翻转课堂与传统教学紧密结合，按“自主学习—课堂互动—课后巩固”的教学环节进行，课前以教师为引导，学生自学为主;课堂以“学生为中心”，实现“生生互动、师生互动”的教学活动，并结合传统教学的系统讲授和总结;课后采用练习和测试巩固，实现教师评价与学生总结的内化过程。通过翻转课堂与传统教学相结合的模式，不仅实现学生自主学习及综合能力的提升，而且系统完成知识的学习，并能深层次地巩固所学知识，达到化学课程核心素养的培养目标。

3  结语

总之，教学实践表明，高中化学传统教学结合多媒体辅助教学、化学应用软件、微视频和翻转课堂等不同教学手段的优势，在课堂教学中实现多元化教学，既可以提高学生学习的主动性，丰富教学内容，拓展学生的思维，又可以减轻学生学习的压力，同时节约教学时间，提高教学效率，对发展化学学科核心素养具有重要的意义。

参考文献

[1]袁欢，姜建文.核心素养导向的微项目模块分析与教学建议：以鲁科版高中化学必修教材为例[J].中国教育技术装备，2020（3）：43-45.

[2]唐孙茹，冷静，谭积斌，等.有效教学PPT设计策略研究[J].中国教育信息化，2021（2）：78-82.

[3]杨思狄.多媒体辅助下的高等数学教学策略研究[J].教育现代化，2020，7（54）：165-168.

[4]李宗怀.多媒体教学中的绿色化学观渗透研究[J].中国教育技术装备，2017（11）：42-43.

[5]郑会勤.微视频技术在基础化学实验教学中的实践应用[J].化学教育（中英文），2019，40（22）：82-87.

[6]张宏坤，吴崇田.基于超星学习通APP的《有机化学》翻转课堂的构建与应用[J].高教学刊，2021（3）：116-119.

[7]刘盈，张镖，王丽丽，等.基于翻转课堂-PBL的混合式“金课”教学：以“药物分析”为例[J].化学教育（中英文），2020，41（20）：92-97.