信息技术与中学化学教学融合应用研究

摘"要：为了推进新课标改革，在中学化学教学中，要将信息技术与中学化学教学相结合，这样能使课堂变得有趣，满足学生个性化发展需求，建设有效的课堂。信息技术改变了原有的教学模式，教师借助信息技术的多种手段实施课堂教学，使教学环境和课堂结构得到充实和优化，突破教学重难点，促进学生深度学习，发展学生的核心素养，提升学生的自主学习能力和教师的教学效率。因此，在数字化时代背景下，化学教师要强化信息技术和学科教学的结合和运用，打造素养化课堂，充分发挥信息技术在教学中的价值。

关键词：中学化学；信息技术；核心素养；融合应用

随着科学技术水平的进步，信息技术成为教育领域的重要工具，教师的数字化素养逐渐受到重视，信息技术在中学化学课程中的应用也越来越广泛。中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》提出要落实信息化技术在教育中深度融合应用的要求，将信息技术有效融入中学化学教学中，这是时代发展的需要，是适应智能环境下教育发展的一种必然趋势，是加速教育现代化进程的一种有效方式。党的二十大报告中提出推进教育数字化。随着互联网的高速发展，现代教学已不再局限于课堂，教育教学形式发生了巨大的变革，多种新型信息化教学方式不断向学校教育中渗透，如微课、希沃白板5、NOBOOK虚拟仿真实验、数字化手持技术、人工智能教育等，还有一些在线课程，如MOOCs、网易公开课等，这些新型信息化教学方式的出现，可以克服传统教学方法的不足，教师可以使用不同的多媒体手段，开发多种数字化教学资源。目前，线上与线下融合的教学模式，既可以加强学生的学习兴趣，又可以发展学生的独立、协作学习的能力，更好地提升他们的核心素养。

一、信息技术与高中化学教学有效融合的意义

（一）突破重难点，提高学生的学习效率

高中化学课程包括理论知识和实验知识两部分，许多化学概念和理论过于抽象，在传统的课堂教学过程中，学生很难真正地理解掌握这些概念和理论，导致教师教学效率不理想，学生对知识的掌握也不牢固，借助现代信息技术就可以将这些抽象的知识用直观的图像或动画展现在学生面前，有利于激发学生的兴趣，提高学习效率。高中化学知识大部分通过实验获取，在实验课的教学过程中，只是单纯地将书本上的知识与实验现象联系起来，不利于学生创新能力的发展。利用多媒体教学、虚拟实验室等，可以有效提升视觉与听觉渠道的信息传递效率，激发学生的学习兴趣和好奇心［1］，有利于突破教学重难点，提高学生的学习效率。

（二）提高学生自主合作学习和创新学习的能力

新课改后强调教学要“以教师主导，学生为主体”，在实际教学活动中，教师应明确教学目标，采用丰富的现代信息技术，帮助学生扩展视野，打开思路，选择合理而有效的方式进行自学，形成自己的化学思维。教师利用丰富的网络教学资源，灵活掌握信息技术的基本原理，利用问题情境促进学生进行协作交流，使课堂气氛活跃起来。促进学生的全面发展。学生可以利用在线学习平台进行自学与复习巩固，实现线上辅助线下、线下线上相结合的学习，利用信息技术可以加强探索意识，培养学生的创新精神，利用视频、动画、思维导图等资源建设生动的教学模式，使学生能够在这种新的教学方式中对化学知识进行更好地掌握。

（三）提高学生的核心素养

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》指出，要关注信息化环境下的教学改革，关注学生个性化、多样化的学习和发展需求，着力发展学生的核心素养［2］。在教育部的指导规范下，以核心素养作为教育工作的主要理念，积极推进教学模式的创新工作，不断丰富课程教学内容，有利于开阔学生的化学视野，提高学生对化学学习的浓厚兴趣。学生能够在这种新的教学方式中将知识之间相互关联起来，构建一个完善的知识架构，从而使学生的整体素质得到提高，使他们的核心素养得到进一步的提升。

二、信息技术与高中化学有效融合的应用

随着信息技术的不断发展，我们进入了数字化时代，这为高中化学教育带来了前所未有的机遇，信息技术可以用于创新教学方法，提供多样化的教育资源，实现个性化学习，以及培养学生解决问题的能力和创新思维能力［3］。教师要不断地提升自身的数字化素质，积极地学习先进的信息技术，然而，仅仅依靠信息技术还远远无法满足这一需求，所以，教师必须强化对信息的识别能力、对信息工具的运用能力和信息加工处理能力的培养，结合学生的实际情况，对教学模式不断创新，实现信息技术与线下教学的有效融合。

（一）丰富教学资源，变革学习与评价方式

在高中阶段，学生的思维已经上升到了抽象思维的层次，在学习化学的过程中，他们需要接触到更多的抽象知识，更多地使用化学符号，要学会迁移和应用所学的知识，掌握其内部的规律，这部分知识会让一些学生感到困难。教师要根据教学内容选择适当的、有用的教学资源，并对这些资源加以整理、整合，使之与教学知识更好地融合在一起。新课标基于化学学科本质凝练了化学学科核心素养，倡导基于化学学科核心素养的评价，明确指出积极倡导“教、学、评”一体化，促进每一个学生化学学科核心素养得到不同程度的发展［2］，可以借助电子档案袋进行教学与评价。

现代信息技术改变了传统的教学方式，使化学知识不再局限于传统的课堂教学，教师引导学生开展自主学习时，可以引导学生自己从网络上收集素材，解决自主学习过程中的难题［4］，学生通过个性化需要进行针对性的学习，使学习不受时间和地点的限制。教师借助信息技术创设情境化课堂，在课前预习、导入新课、突破重难点、课后复习等教学环节，可以将教学内容以一种生动、直观的方式展现出来，通过“声、形、视、听”等多种形式，将化学实验和反应原理进行了生动的仿真，从各个方面来激发学生的感官，并在课堂上实现师生之间的实时互动，从而更好地掌握课堂教学的有效性。例如，对氮的循环进行教学时，可以利用信息技术进行教学，以互动、多媒体、模拟实验和自测等教学手段，深化学生对氮的循环过程的理解；在学习物质的分类时，可以借助希沃白板5进行游戏互动，让学生在游戏中学会对物质的分类，有利于学生记忆知识点。

（二）动态演示，调动学生求知欲望

高中化学中有些概念比较抽象，部分学生理解和掌握起来很困难，教师如果对于这类抽象的知识点继续采用传统的教学方法去讲解，很容易导致学生因为不理解知识点而逐渐失去学习化学的兴趣，而信息技术以其直观、生动、形象、方便的特性，将文字、图形、声音、动画、图像等多种媒体相结合，使静态变为动态。比如，在学习氧化还原的知识时，这种微观的反应不易观察和理解，很多学生在学习时会很困惑，用Focusky制作的微课具有3D镜头缩放、平移、旋转等特效，制作出的演示文稿对学生的视觉冲击产生一定的效果，将氧化还原反应中的宏观结构与微观粒子的运动状态展现出来，能较大程度地吸引学生的注意力，增加了化学课堂的信息色彩，提高学生学习效率，发展学生宏观辨识与微观探析的核心素养；在有机教学过程中，用AR技术制作的可旋转、移动的乙烯三维立体动画，对于帮助学生理解碳碳双键的结构特点、建立乙烯的结构模型起到了积极的作用［5］，使用3D打印模型来表示原子分子间的复杂关系，突破化学表征与认知障碍；在学生学习晶体知识时，由于对晶体的各种微观结构想象起来有一定难度，导致学生有畏难情绪，教师可以采用Diamond软件将微观结构直观立体地展现在学生面前，有助于学生的学习与对知识的理解。借助现代信息技术，将复杂的化学知识用直观的方式展现出来，结合教师的讲解，可以有效地调动学生的求知欲望，提高学习效率，发展学生的化学素养。

（三）虚拟仿真实验，提升学生创新能力

为贯彻新课程标准要求“在化学学科中培养核心素养”，使每个学生都能有更多的动手做实验和参与探究的机会，教师借助虚拟实验能够突破以往教学在实验平台、空间与条件等方面存在的局限，为学生实验思维与动手操作能力的培养提供充足空间［6］，培养学生严谨的实验态度和科学精神。同时，教师结合自身教学经验，创新地将实验资源整合起来，扩大其应用范围，更好地满足学生的个性化实验教学需求。

对于一些危险的实验或者实验现象不容易观察到的实验，可以借助信息技术进行讲解，让学生更好地观察到实验现象。比如，在制备氢氧化亚铁实验中，由于实验现象不明显，可以借助NOBOOK虚拟实验平台放大、放慢操作来进行实验现象的观察，发展学生的科学探究与创新意识；在证明分散系的粒子直径大小关系中，可以利用手持技术数字化实验证明，培养学生的证据推理与模型认知能力；在钢铁腐蚀的过程中，因为钢的腐蚀速度很慢，而且在学校里也很难做，可以借助虚拟实验平台来对实验进行讲解，让学生更好地接受学习新知识；学习制取氯气时，可以通过VR虚拟仿真实验体验氯气的制取过程、实验仪器的组装及操作步骤等，促进学生对实验内容的理解与掌握。数字化实验可以激发学生的学习兴趣，提高学生的批判思维和创新精神。

（四）创设真实情境，提高学生社会责任感

教师结合教学实际，创设真实的教学情境，借助信息技术将真实情境展示在学生面前。通过查阅文献，一般情况下，情境可划分为生活经验型、实验探究型、化学史型、生产应用型、科技前沿型、知识前置型。化学学科知识充斥着我们日常生活中的衣食住行，教师在教学中选择合适的真实情境，有利于激起学生学习化学的热情，同时可以培养学生科学精神与社会责任的素养。例如，在葡萄酒中添加SO2，起到抗氧化和抑菌的作用，这种生活经验情境更贴合学生的实际生活，有利于提高学生的求知欲望与探究精神；学习铁及其化合物时，引入“打铁花”的视频，感受中华传统文化的魅力，提升民族自信，培养学生的爱国情怀，树立正确的价值观，提高社会责任感；在讲解氯气时，借助多媒体视频，感受化学家们追求真理、实事求是、不惧权威的科学精神，了解科学探究的艰辛历程，培养中学生追寻真理的毅力以及敢于想象和质疑的精神［7］；在学习原子的结构时，教师可以利用多媒体讲解汤姆森发现电子的葡萄干布丁模型、卢瑟福α粒子轰击金箔实验推测原子结构的化学史情境，激起学生的学习兴趣培养；在学习硅时，可以采用信息技术展示手机的电子芯片，科技前沿情境不仅能丰富课堂内容，还能培养学生的科研精神和科学态度，使学生养成科学的思维方式。

（五）借助信息技术，实现跨学科学习

在高中化学学习中，“化学与社会发展”模块内容与社会、技术和生活紧密联系，通过这样的科学探究和多学科融合的过程，学生能发展多维化学核心素养。在信息技术与化学课程的整合中，HPS是一种新兴的跨学科教学方法，学生能够通过历史、哲学和社会的视角，更深入地理解和应用化学知识，培养学生的科学思维和批判性思维能力［8］。例如，在学习二氧化硫的知识中，探究其抑菌作用实验时，可以借助网络资料在希沃白板上向学生展示实验，将知识与生物学科融合，培养学生应用多学科知识解决问题的能力；在海水晒盐教学中，在课前借助信息技术播放化学史视频进行引入，将化学与人文相融合，有利于全面提高学生的综合素质，促进学生个性发展，实现全方位育人。在课后习题巩固环节中，为了更好地将化学知识学以致用，可以布置项目式作业来综合提高学生的学习能力，有助于学生将理论与实践相结合，发展学生社会适应能力，符合新课改所倡导的教育理念等特点。

结语

随着时代的不断更新，信息技术与高中化学教学融合的趋势势在必行，不仅促进了传统教学模式的革新与发展，也能够帮助教师构建更有效的课堂教学。学生也可以借助信息技术进行个性化学习及自主学习，有助于提升学习的效率，强化化学核心素养。在实际教学中，教师要对信息技术进行合理的运用，不断提高和优化化学教学。要实现信息技术与中学化学教学的有效融合应用，是一个漫长的过程，需要教育工作者不断探索，不断推进教育事业的发展。

参考文献：

［1］杨浩.中学化学“发现·探究”教学研究［J］.中学课程辅导，2023（34）：117119.

［2］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］.北京：人民教育出版社，2020.

［3］孙凤香.关注信息技术应用，创新化学课堂设计：高中化学教学中的信息技术应用［J］.高考，2023（29）：126128.

［4］李复兴，经怀德.整合信息化技术"发展化学核心素养［J］.中学化学教学参考，2020（16）：69.

［5］李新义，夏建华，蒋蓓蓓.学科核心素养引领下信息技术与化学教学的融合创新：以“乙烯”教学为例［J］.化学教学，2017（09）：4046.

［6］南利蕊，韩玉霞，陈超林.提升学生科学探究能力的高中化学数字化教学：以元素化合物虚拟实验为例［J］.中小学数字化教学，2023（04）：1316.

［7］候林丽，过露露，罗志刚，等.化学课程与教学论“课程思政”教学设计案例研究：以创设教学情境的技能为例［J］.广东化工，2023，50（21）：189192+200.

［8］刘正富.跨学科视域下高中化学HPS的教学实践［J］.中学课程辅导，2023（34）：5153.

基金项目：吉林师范大学2024年度校级教育教学改革研究课题（职业教育与成人教育JLNU202409号）

作者简介：李婷婷（1999—"），女，汉族，山东临沂人，硕士，研究方向：学科教学（化学）。

*通讯作者：翟宏菊（1973—"），女，汉族，吉林四平人，博士研究生，教授，研究方向：学科教学（化学）、功能微纳米材料。