信息技术促进化学教学模式改革创新研究

李德志 姜虹

摘 要：随着经济科技的高速发展，国家对教育提出了更高的要求，信息技术和网络的高速发展为课堂教学模式的改革创新提供了强大的技术支持，广大高中化学教师也在教学过程中不断探索，信息技术的使用也越来越多样化。通过信息技术，教师可以获得更多的教学资源，根据教学目标进行整合利用，教学方法也更加灵活多样，教学更加丰富多彩，不仅可以开阔学生的视野，还可以帮助学生进行深入的认知和思考。

关键词：化学教学；教育模式改革；信息技术；网络

信息科技的飞速发展，引起了对教育地位、作用的重新认识，教师的教育观念也迎来了更新和变革，高中化学的教育教学也必须相应改变，才能应对这样的挑战。新的信息科技不断融合在教学中，为化学教学开辟了新的途径。通过使用信息技术，教师可以将自己要教的知识更生动直观地传递给学生，有效地提高学生的学习热情，缩短师生之间的距离，提高教学效率。

一、高中化学教学中信息技术运用的必要性

传统教学方式的教学滞后与信息社会知识爆炸式增长产生矛盾。传统教学媒体除了黑板、粉笔、教材外，还有挂图、模型等帮助，但这些内容有时落后于科学发展，无法及时反馈前沿知识，阻碍学生新进展、新知识的理解，阻碍知识的更新和扩大。在培养学生化学核心素养、培养信息时代所需的高素质创新型人才的前提下，有着极大的限制。

《普通高中化学课程标准》中，明确提出了高中化学学科的核心素养，核心素养的培养是化学教学的难点——如何从宏观现象中探索微观世界，如何在变化中理解平衡的奥秘，如何从实验现象中挖掘背后的本质，如何从枯燥的学科学习中树立科学的世界观和责任感。

融合信息技术可以将学生带入奇妙的化学世界，增强学生的感官体验，有助于学生理解化学问题。在实际教学中，化学教师需要发挥信息技术本身的优势，根据学生的学习需要，运用信息技术进行教学，加强师生之间的相互交流，促进学生的综合发展。

建构主义学习理论为信息技术下化学教学模式改革提供了理论基础，它主张以学生为中心，学生是信息加工的主体，是知识意义的能动建构者：知识不是由教师注入的，而是学习者在一定情况下通过合作、讨论、交流、相互帮助，并且认为是借必要的信息资源能动性地构建的。所以，“情况创设”“合作讨论”和“信息提供”是建构主义学习环境的基本要素。建构主义教学理论强调教师要成为学生自主建构的帮助者、促进者、课堂教学的主导者和组织者，而不是课堂的“主宰者”或知识灌输者，学生主要用自主发现的方式学习。建构主义学习理论为真正体现多媒体和网络教学应用优势的以学生为中心的教学模式提供了理论基础。

二、探索信息技术与高中化学教学整合的教学模式

（一）课堂运用视频帮助学生学习

微观探测是化学学科素养的重要环节。教师可以向学生展示具体的物质，但很难展示其微观结构。教师可以进行演示实验，或者学生自己进行实验，但是很难展示化学反应的机制。因此，从宏观认识到微观分析，实在是化学学习的难点。信息技术的发展可以很好地解决这个问题。运用技术手段，生动形象地展现了物质的微观结构、化学反应的微观过程，在学生理解和掌握化学知识的过程中为宏观与微观之间的鸿沟架起了桥梁。

Chem3D、ChemDraw、KingDraw、鸿鹄3D化学等多种软件，有助于教师让学生看到物质的微观结构。学生可以比较直观地观察微观粒子的三维空间结构，如球体模型、比例模型、原子和分子电子云等，大大帮助了学生解决微观世界不可见测量引起的学习障碍。教师不擅长使用这些软件也没关系。在强大的互联网上，你可以在微信公众号、抖音、快手等短视频网站上找到大量视频资源直接用于课堂教学。

此外，适当插入与课程密切相关的视频材料，有助于开阔学生的视野，激发学习热情，创设学习环境，培养科学态度和社会责任。利用信息技术，通过创设情境，将与教学内容相关的图像、动画、声音、文字等作为材料引入课堂，通过多感官的参与，激发学生的学习兴趣，进而使学生的被动学习变成主动学习。心理学家兼教育家布鲁纳所说的“学习的最高刺激是对所学材料的兴趣”这句话也得到了很好的解释。

（二）传统课堂中辅助运用希沃交互智能白板，希沃助手等实现计算机和手机的交互，丰富课堂，提高课堂效率，使评价即时、全面

在传统课堂教学中，师生互动也是必要的，需要展示学生掌握的知识。传统的方法主要是通过学生的口头表达和板书演示，能参加的学生数量很少，也往往需要时间。近年来，随着网络、信息技术、数字化等的发展，无数的电子产品被开发出来，课程与多媒体信息技术充分融合。在信息时代背景下，希沃互动智能平板电脑、希沃白板、希沃手机助理等硬件和软件为课堂师生互动、生生互动、人机互动提供了技术支持[1]。

在课堂上最大可能实现电脑与手机的交互，将手机拍摄的图片通过Wi-Fi传输到电脑上，在大屏幕上展示，让更多的学生展示学习成果，相互交流，更加直观高效。

（三）手持技术数字化实验促进学生在化学实验过程中的深入学习

手持式技术的发展，对许多高中化学课程中的定量乃至定性实验具有良好的辅助提高作用，手持式技术数字化实验具有准确、实时、可视化、定量化、自动化等技术特点。例如：利用压力传感器，将高中化学中影响化学反应速率因素的相关实验由简单观察气球变化，提升为准确、实时、快速、自动收集气体引起的气压变化曲线。

通过氣体传感器，在金属氧化的过程中能更直观地感知氧的存在及其浓度变化，而不是用观察容器内的液面变化这样的间接的方法。溶液中的离子反应是高中化学的一个重点、难点，对于很多学生来说，从宏观认识到微观探测是一条难以跨越的鸿沟，电导率传感器、pH传感器，帮助学生“观察”离子的存在，深入了解离子反应的原理，它可以帮助实现从宏观到微观的连接。

此外，通过这些手持技术的数字化实验，如色度传感器、浊度传感器……，学生不仅可以在化学实验活动中观察实验现象，还可以从微观角度感知化学物质，更深入理解化学反应原理，构建抽象概念，分析实验数据不仅可以更直观地形成结论，还可以帮助学生预测反应趋势。通过手持技术数字化实验，使学生在从“观察现象”到“表征本质”的深入学习过程中发展化学学科核心素养[2]。

（四）疫病时代造就的在线课程

自2020年初特殊时期，各地师生开始适应网上教学模式，从最初的茫然态度，到后来已经习惯了，信息技术是其中最不可缺少的技术支撑。但网络课程不同于线下，课程难度远高于线下。由于在线教学缺乏互动，课堂气氛不足，教师无法直接面对学生，缺乏监管，学生无法集中精力，并且在线教学中缺少师生之间、生生之间交流互动，学习氛围不足。作业随波逐流，还可以使用搜索软件完成作业，这样的课后反馈失去了意义。然而，我们必须承认，网课作为信息技术背景下的新的教育形式，让师生们在疫情下能够摆脱时空和地域的局限，使用电脑、手机或者平板等硬件设施，通过钉钉会议、腾讯会议等视频软件就可以展开教育教学，进行适当的师生互动。这就要求作为教师，运用信息技术、网络技术，通过互联网尽可能地获取优质丰富的教育资源，丰富课堂，提高课堂魅力，提高课堂效率。

即使特殊时期结束，网课也有着不可替代的优势。网课丰富了学生的学习方式，而且很多平台除了直播，还能进行课程回放，学生可以在学校上课之余观看视频回放加以补充，进行自主学习，使得学生学习知识的途径更广泛。

（五）优质的微课资源是翻转课堂教学的有力保障

随着手机的普及，短视频网站掀起热潮，微课应运而生，越来越丰富。这种方式简短，不用占用学生太多的时间，也可以作为课堂以及课外的补充。老师们各显其能，或幽默风趣，或深入浅出……多姿多彩的微课在丰富学生课余生活之余，也对他们的学业起到了良好的促进作用，而且学生还可以针对自己的短板或者兴趣进行选择。

优质的微课资源是翻转课堂教学的有力保障。在课堂交流和评价环节中，互联网发挥了重要作用，很好地实现了教学目标，同时也有助于师生利用零碎的时间不断学习。它把学习的决定权从教师转移到学生身上，调整课堂内外的时间，是对传统课堂教学结构和教学流程的颠覆，引发了教师角色、授课模式、管理模式等一系列变革。信息技术下翻转课堂的教学模式示例如下，教学过程包括：环节1利用微课、互联网自主预习—环节2课交流讨论—环节3利用微课解析重难点—环节4总结提升—环节5利用问卷星进行评价。各环节的设计意图为：培养学生融合信息、自主学习的能力，激励学生主动学习—培养表达、交往、合作能力，使学生有获得学习的幸福感—发展学生化学核心素养—形成化学概念和化学思想—推进“教、学、评”一体化教学。

除了课程补充外，问卷星等平台还可以作为在线作业和在线测试的良好载体。线上与线下相结合的教学模式变革，可以真正改变教学方式和学习方式，实现新课程标准所倡导的教学评的一致性。

（六）使用问卷星进行在线测试，提高教与学的效率

问卷星考试功能可以涵盖多种常见题型：单选题、多选题、判断题、填空题等，而且支持考试文件的上传，包括问卷的制作、属性设置、问卷项目的发布。利用问卷星平台进行在线测试，可以帮助教师收集学生在学习过程中的信息，快速揭示学生的答题结果和错误统计，及时、有效地对本课堂进行教学评价，帮助教师及时改进教学，能够更有针对性地进行教学活动，既减轻教师的工作负担，又促进课前课后知识的增强，促进学生自主学习，体现信息技术与课程体系的融合。

使用问卷星的在线测试可以在上课前、上课中、上课后进行。在上新课之前，可以调查学情，了解学生的学习现状和学习需求。此外，根据学情设定更合理、恰当的教学内容，可以更有效地促进学生的学习。课堂教学中，随堂小测可以帮助学生验证本课的学习情况，及时得到结果分析，是一种形成性评价方法，教师可以在课堂中进行弱势部分的强化，提高课堂的时效性。也可用于课后作业、单元或专题检测等，提高评审效率，进行精准强化训练。

通过问卷星平台创设问题情境，可以激发学生强烈的问题意识和探究动机，引发学生的积极思考。在线问题解答使不同层次的学生在教学过程中发挥各自的才能和智慧，从而使所有学生都能有所得、享受成功的喜悦。

三、高中化学教学中信息技术运用的意义

构建多元教学模式，最大限度地拓展学生的思维和视野，激发学习兴趣，大力优化课堂教学，提高教学质量，培养学生的主动性、积极性、创造性，促进学生的全面发展[3]。课堂已不再局限于教室，知识也不再禁锢于课本，可谓处处是课堂，时时有学问。随着网络越来越普及、越来越先进，信息技术越来越为化学教学改革创新提供了更多的可能性，具有广阔的发展前景。信息技术时代进一步激活了对人的自主、和谐、可持续发展的推动，形成了被广大个人和群体认同的新价值观。

（一）培养学生的创造性思维和创造性精神。只有创设良好的情境，才能激发学生学习新知识的兴趣，在信息技术时代更容易在教学活动中创设良好的情境，激发学生的创新热情。在探究新知识的过程中，学生可以做出新发现、新发明、新创作。因此，创设良好的情况，可以激发学生的创新欲望，更可以利用“互联网+”环境，给学生创造机会，激发学生进行创造性思维和创造性精神活动，发展学生的创造性思维。

（二）培养学生开放的精神世界。信息技术时代每个人都可以通过各种信息手段、信息工具随时随地进行沟通，不同的价值观、不同的风俗习惯、不同的生活方式直接展现在人们面前，不同国家、不同民族的人们通过“互联网+”的方式认识、交流、学习、交往、进行借鉴，达成共识、沟通和理解，大大增强了人的开放思想和开放意识，奠定了时代发展所需的开放精神。

（三）培养学生的自主意识、平等意识。“互联网+”时代使阶层概念逐渐失去价值，人人都有可能成为中心，人与人之间变得平等，不再受等级制度的控制，体现了人生平等的哲学意义。学校教育也越来越重视培养和塑造学生的这些价值观，同时使人的自主发展意识不断增强，个性意识不断觉醒，使社会获得了五光十色、个性夸张的多元化发展源泉。

（四）提高师生信息素养水平。当今世界是信息爆炸的时代，信息和知识的时效性也越来越短，教育的目标绝不是简单地教知识，而是学会在新形势下学习新知识的能力，以及发现信息、整理信息、分析信息、处理信息的信息素养水平彼此之间的差异正在逐渐形成。

结束语

总之，从教师层面看，信息技术彻底改变了传统的教学思维，现代信息技术的发展，使多媒体、投影仪、互动白板、微课、网络教学等各种现代化方式应用于教学领域，这些方式包括传统的教师讲、学生听的模式相比，趣味性强、内容更丰富、形象，能显著提高学生的学习热情，提高课堂教学效果。同时信息技术的应用，给课堂带来了大量的优质资源，如动画、视频、图像等信息资源，可以丰富化学课的内容。

从学生层面看，在信息技术环境下，学生的学习活动也更加丰富多样，学生在学习过程中，可以自主利用信息技术寻找相应的学习资源，满足自身的发展需求。同时学生也可以利用信息技术获得更豐富多样的资料，大大开阔了学生的视野，促进了学生的良好发展。

当然，作为教师，要清醒地认识到，信息技术和网络都是技术，不能代替教师的教育理念和专业修养，也不能代替教师授课。作为教师，要始终追求自身素质的全面提高，掌握更多的先进技术为自己的教育服务，是教师的最终目标。

参考文献

[1]周春春.希沃白板在高中化学教学中的应用[J].安徽教育科研，2021（33）：82-83.

[2]谢杭，陈剑峰.基于手持技术在中学化学实验中应用的研究：数字化比较化学反应速率装置的研制[J].中学理科园地，2016，12（6）：64-66.

[3]吴星，吕琳，刘金丽.发展学科核心素养的化学课堂教学变革[J].中学化学教学参考，2020（9）：1-4.

本文系河北省教育科学研究“十四五”规划专项课题“信息技术促进中学化学教学模式改革创新研究”（课题编号：2107015）研究成果。