信息技术支持下的中学化学思维可视化教学探索

杨浩

【摘要】信息技术飞速发展为化学教学提供了丰富的数字化资源，化学教师要充分发挥信息技术的优势，进行思维可视化教学，创设多样化的教学情境，提高化学教学的趣味性，落实学生的主体地位，降低学生理解化学知识的难度，让学生在适宜的情境中享受学习过程，提高教学效率。

【关键词】信息技术;中学化学;思维可视化

一、问题的提出

思维可视化是用来组织和表达知识的重要工具，能够将所有的知识点或者概念都穿成线，利用直接连线的方式将各种知识连接到一起，在此过程中能够通过对概念可视化的方式来提升对知识的掌握，并且思维可视化可以让每一个知识点之间都能够进行全面的联系，确保学生能力可以得到全面提升，并且综合地满足了学生对知识点的掌握，有利于培养学生的思维能力。中学阶段是学生思维能力提升的黄金时期，化学教师要充分发挥信息技术的优势，进行思维可视化教学，从课内延伸到课外，从知识领会到探究实践，打造智慧课堂，并学以致用，逐步培养学生化学学科核心素养。

二、运用信息技术实现思维可视化教学

（一）创设教学情境

著名课程论专家钟启泉教授认为核心素养“不是直接由教师教出来的，而是在问题情境中借助问题解决的实践培育起来的”。教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。相对于传统的教学媒体，信息技术具有信息容量大、传播速度快、直观、生动等特点，能高效地创设图文并茂、生动逼真的化学情境，促进学生学习方式的转变，引发学生思考，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。

（二）突破教学难点

信息技术能把生动的动画、图像、清晰的文字注解和优美的声音有机地集成并显示在屏幕上，能抛开某些表面的、次要的、非本质的因素，将内在的、重要的、本质的东西突现出来，在屏幕上实施微观放大，宏观缩小，动静结合，帮助学生理解抽象概念，想象难以观察清楚的現象和跨越时空的事物，顺利突破教学难点。在讲原电池原理时，通过Flash动画模拟原电池的工作原理，变抽象为具体，降低了学习难度，使教学难点得以顺利突破。

（三）优化实验教学

《普通高中化学课程标准（2017版）》指出，化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。通过PPT将化学知识的重要原理、图表、实验装置、实验总结高效地展示出来，让学生全面了解实验装置，帮助学生直观地掌握实验操作。此外，采用希沃授课助手等实时投屏技术进行实验教学，让学生更好地观察实验过程，真切地体验实验活动，获得相应实验知识。信息技术支持下的实验教学，可以强化学生对于实验的观察和理解，提高学生对化学实验的兴趣，促进学生参与到实验教学中，为学生理解和掌握其变化规律提供最充分的可视认知，实现高效学习。

（四）构建知识体系

高中化学是一门十分倾向于考察学生知识应用能力的学科，所以一定要把知识点前后的关系都理清，让学生就能够顺利完成知识体系的建构。例如，金属钠的教学，用“维导图软件X-Mind”做出精美的框架结构图，对钠的全部要点进行梳理和展示，编辑中心主题，然后分级设置子主题，即得思维导图。首先让学生知道钠的外观，核外电子数的排布情况（电子的得失程度影响了它的氧化性和还原性），然后再了解它的物理性质、化学性质等等， 以此为基础，再对比学习镁、铝等金属的性质，就会发现它们之间有很多规律可循。

（五）打造教学模式

可视化教学，是一种新兴的教学模式，教师可以将思维可视化全面的融入到教学当中，以其灵活、直观、多角度的优势，把授课内容形象、生动地展现在学生面前，变“静”为“动”，从而激起他们对未知世界探索的兴趣，增强他们对教学内容的理解，充分发挥现代教育媒体的优势将各种思维都完成可视化的展示，让学生思维得到锻炼、优化、提升。例如，在《碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应》的教学中，课堂中引导用数字化实验探究碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的分步反应原理，通过情境引入，给学生介绍实验装置后，给出不同用途的传感器，让学生结合本节课的知识选择所需传感器，预测现象，尝试预测图像。接着用所选传感器结合改进后的发生装置进行实验，学生从宏观看到溶液颜色变化过程，同时通过数据采集器中曲线的变化感知了微观变化，最后和学生一起标点分析图像，进行评价。课堂中学生积极思考，不断解决问题，了解了新的科学探究方法，科学探究思维不断得到提升。

三、结语

2018年4月，《教育信息化2.0行动计划》的发布，彻底开启了教育行业的新一轮转型。大数据、人工智能等先进技术与教育的深度融合，已经成为教育现代化的大势所趋。因此，教师要努力提升信息技术素养，大胆探索新媒体新技术与化学学科的融合应用，利用人工智能、大数据等信息技术手段进行化学思维可视化教学，让技术助力化学教学，优化化学课堂，更好地从多途径、多层次、多方位落实教学目标，提升教学实效。

【本文系广东省教育科研“十三五”规划2020年度教育科研一般项目“信息技术支持下的中学化学思维可视化教学研究”（课题编号：2020YQJK353）研究成果】

参考文献：

[1] 钟启泉，基于核心素养的课程发展：挑战与课题[J] .全球教育展望，2016，45（1）：3-25.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：3.