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摘要：隨著教育信息化的深入推進，利用數(shù)字化資源開展教學(xué)特別是實驗教學(xué)已成趨勢。本文對目前在化學(xué)教學(xué)中使用數(shù)字化資源的現(xiàn)狀及存在的問題進行深入分析，探討如何有效整合數(shù)字化資源，促進教學(xué)理念與教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變和學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；有效整合；數(shù)字化資源；化學(xué)實驗

人類文明發(fā)展得益于科學(xué)進步。科學(xué)技術(shù)改變著人類生活方式，也不斷更新教育教學(xué)手段。數(shù)字化資源作為時展的產(chǎn)物，將進一步提升教育教學(xué)整體水平。作為新時代的化學(xué)教師，應(yīng)當(dāng)充分利用并整合優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化資源，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時促進學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展。

一、數(shù)字化資源之于化學(xué)教學(xué)的作用

隨著教育現(xiàn)代化的推進，數(shù)字化資源越來越廣泛地被用于各個學(xué)科。對于化學(xué)學(xué)科來說，數(shù)字化資源融入化學(xué)課堂教學(xué)具有以下作用。其一，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。21世紀(jì)是信息時代，人們已置身于信息網(wǎng)絡(luò)中，教育也無法脫離信息單獨存在。融入數(shù)字化資源的化學(xué)課堂教學(xué)，可以幫助學(xué)生獲取書本外的信息，讓學(xué)生學(xué)會如何有效獲取相關(guān)化學(xué)信息以及如何充分利用信息。數(shù)字化資源的應(yīng)用實現(xiàn)了教學(xué)與前沿的信息接軌，能幫助提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。其二，提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。新世紀(jì)的教師不能滿足于傳授知識，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)才是最終的任務(wù)。對于化學(xué)學(xué)科來講，教師要幫助學(xué)生發(fā)展的素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”。素養(yǎng)的提高僅靠知識傳遞是無法實現(xiàn)的，利用數(shù)字化資源，創(chuàng)造更多理想化的情境，可以幫助學(xué)生發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。其三，調(diào)整課堂結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。無論是傳統(tǒng)的化學(xué)課堂教學(xué)還是實驗教學(xué)，都需要在教師的講解下完成，脫離了教師的講解，教學(xué)無法完成——學(xué)生是在被動接受知識。將數(shù)字化資源融入化學(xué)教學(xué)，增加了學(xué)生主動探究的機會，比如讓學(xué)生通過微課或者是網(wǎng)頁鏈接在課前自學(xué)部分內(nèi)容，再如學(xué)生利用數(shù)字化傳感器自主探究某些化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化。利用這些數(shù)字化資源可以幫助學(xué)生實現(xiàn)課上或課下對化學(xué)課程的自主學(xué)習(xí)，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。其四，易于學(xué)生理解化學(xué)知識。化學(xué)是在原子、分子水平上，研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的學(xué)科。化學(xué)學(xué)科有其獨特性。化學(xué)知識較為抽象，但從認(rèn)知水平看，中學(xué)生的抽象思維還處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，他們對部分知識理解困難。教師利用信息技術(shù)和數(shù)字化資源可以將很多化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)用數(shù)據(jù)或模型等形式表現(xiàn)出來，有效降低了理解難度，易于學(xué)生學(xué)習(xí)。

二、將數(shù)字化資源整合融入化學(xué)教學(xué)的案例

化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)是在中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，基于化學(xué)學(xué)科本質(zhì)高度凝練后提出的適于化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。筆者認(rèn)為化學(xué)知識教學(xué)是培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的基礎(chǔ)——一個知識點的教學(xué)不應(yīng)只對應(yīng)一項素養(yǎng)的培養(yǎng)，往往是多個。在此，筆者將從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個方面闡釋融合應(yīng)用數(shù)字化資源教學(xué)的案例，意在突出如何在知識教學(xué)的基礎(chǔ)上，借助于數(shù)字化資源的應(yīng)用實現(xiàn)對學(xué)生素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。需要說明的是：每項素養(yǎng)列舉了一個或兩個知識點，但并不意味著該知識點的教學(xué)只能培養(yǎng)這一項素養(yǎng)，沒有將素養(yǎng)或知識割裂之意。

(一)以虛擬實驗輔助教學(xué)，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)

從微觀與宏觀的角度認(rèn)識物質(zhì)是化學(xué)最顯著的特征，培養(yǎng)學(xué)生從宏觀與微觀相結(jié)合的視角分析與解決問題的能力是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的重要目標(biāo)之一。但是以傳統(tǒng)的方式教學(xué)不利于學(xué)生從微觀層面認(rèn)識物質(zhì)，而借助數(shù)字化手段可以將微觀的粒子展現(xiàn)出來，讓學(xué)生一目了然。例如，學(xué)習(xí)“水的分解”，學(xué)生需要理解電解水的微觀過程，但是在實驗中學(xué)生無法直接觀察到微觀的變化過程，此時教師可以應(yīng)用動畫軟件制作電解水的視頻，虛擬實驗過程。在這樣的情境下，學(xué)生直接觀看電解水的過程甚至參與虛擬實驗，拖動H2O分子中的原子，使氫原子和氧原子分離后再組合，然后看到有大量氫氣和氧氣分子產(chǎn)生。除此之外，很多化學(xué)反應(yīng)的微觀變化過程可以借助動畫進行模擬，讓學(xué)生們直觀感受反應(yīng)過程中原子與分子的變化。

（二）利用動畫演示離子變化過程，培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)

“變化觀念與平衡思想”是化學(xué)教學(xué)中較為重要的素養(yǎng)，將這一素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿整個化學(xué)教學(xué)，需要教師研究并有效整合利用數(shù)字化資源。例如，在學(xué)習(xí)“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”時，教師以尿結(jié)石病人為何什么要多喝水為例引發(fā)學(xué)生思考，接著讓學(xué)生利用離子濃度傳感器觀測草酸鈣中加入水后離子濃度的變化，然后利用動畫軟件演示離子變化的過程，最終讓學(xué)生在探究的過程中明白多喝水可以降低離子濃度，促進平衡向正向移動，幫助草酸鈣溶解。

（三）應(yīng)用傳感器量化實驗結(jié)果，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)

課標(biāo)要求通過化學(xué)教學(xué)使學(xué)生具有證據(jù)意識，能夠基于證據(jù)對物質(zhì)及其變化提出可能的假設(shè)，并建立認(rèn)知模型，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。傳統(tǒng)教學(xué)在此素養(yǎng)的培養(yǎng)方面存在諸多困難，而利用數(shù)字化資源可有效引導(dǎo)學(xué)生形成證據(jù)意識并學(xué)會建立模型。例如，在教學(xué)“碳酸鈉與碳酸氫鈉”時，傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ较陆處煏⑻妓徕c和碳酸氫鈉分別與稀鹽酸反應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩種物質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)的快慢以及釋放氣體的多少，進而探討產(chǎn)生現(xiàn)象的原因（碳酸鈉中的碳酸根離子需先與氫離子結(jié)合），最后得出碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)較慢的結(jié)論。但此實驗缺乏證據(jù)支持，只通過肉眼觀察是不夠的。如果應(yīng)用二氧化碳傳感器，教師可將反應(yīng)的快慢以及釋放氣體的多少用數(shù)據(jù)（模型）展示出來，讓學(xué)生直觀觀察并計算兩種物質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)速率以及產(chǎn)生二氧化碳的量。

（四）線上線下探究“原電池”，培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)

“興趣是最好的老師”，學(xué)生只有在興趣的驅(qū)動下才能進行化學(xué)知識的高效探究，深入掌握化學(xué)規(guī)律，提高科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。例如，在教學(xué)“原電池”時，教師可以采取“線上線下+微課”的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生自主探究如何自行制作原電池。教師在線上以微課的形式為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資料，例如推送關(guān)于“1780年，意大利的伽伐尼教授發(fā)現(xiàn)將金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉時，當(dāng)金屬的另一端相碰時，蛙腿會抽動”的原因分析以及“生活中常見電池的材料”的介紹。教師設(shè)置任務(wù)單讓學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)了解制作原電池所必需的條件，然后在線下課堂為學(xué)生提供實驗材料，讓學(xué)生自主設(shè)計方案，完成原電池的設(shè)計。線上線下融合教學(xué)，要求教師精心設(shè)置合理的問題，引導(dǎo)學(xué)生多角度多維度分析問題并解決問題，實現(xiàn)自主探究學(xué)習(xí)，在學(xué)生自主實驗的過程中逐漸形成創(chuàng)新思維。又如，江蘇中學(xué)教師董金水利用交互式電子白板和數(shù)字化實驗系統(tǒng)在“化學(xué)反應(yīng)速率”的教學(xué)中進行嘗試性應(yīng)用，設(shè)計啟發(fā)性學(xué)案進行相關(guān)實驗探究，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究，使之逐步形成一種在學(xué)習(xí)中善于質(zhì)疑、樂于探索、努力求知的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。教師在利用數(shù)字化實驗引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)時，一定要在基于教材，結(jié)合數(shù)字化實驗的特點和學(xué)生認(rèn)知的特點設(shè)計教學(xué)方案，提出明確的問題啟發(fā)學(xué)生思考，達到提高學(xué)生科學(xué)探究能力與創(chuàng)新意識的目的。該教學(xué)模式對學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性要求較高，現(xiàn)階段我國學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性較為缺乏，因此培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力也是當(dāng)今教學(xué)的重點之一。

（五）借助數(shù)字技術(shù)研討化學(xué)事件，培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)

化學(xué)與人們的生活息息相關(guān)，衣食住行樣樣離不開化學(xué)。隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，物質(zhì)文明與生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了一些矛盾。如何平衡化學(xué)在人類生活中的角色，也是教師應(yīng)當(dāng)傳授給學(xué)生的知識。例如，教學(xué)“氯氣的性質(zhì)”時，教師可以借助互聯(lián)網(wǎng)將授課所需要的圖文資料輸入資料庫，建立獨立的網(wǎng)頁。上課時讓學(xué)生打開網(wǎng)頁，通過網(wǎng)頁了解生產(chǎn)生活中氯氣的用途以及因氯氣引發(fā)的安全事故。比如，生活中使用氯氣凈化水（或制作84消毒液），氯氣泄漏事故的處理過程。再如，教學(xué)“二氧化硫”時，利用交互式電子白板以網(wǎng)頁形式鏈接二氧化硫形成酸雨以及二氧化硫被用作食品保鮮劑的數(shù)字化資源。教師以“二氧化硫的功與過”為主題讓學(xué)生展開辯論，并用形象生動的畫面激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)事件保持正確的態(tài)度與看法。

三、數(shù)字化資源使用中尚存的問題與對策建議

（一）化學(xué)數(shù)字化實驗教學(xué)中存在的問題

1.迫于課時壓力，仍以傳統(tǒng)教學(xué)為主

化學(xué)課程集中在初中三年級及高中階段。這兩個階段都是學(xué)生生涯中較為重要的學(xué)習(xí)時期，多數(shù)教師迫于升學(xué)壓力，沒有辦法在課堂教學(xué)中高頻應(yīng)用數(shù)字化資源。原因在于數(shù)字化資源的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的授課方式——由傳統(tǒng)的教師講授學(xué)生聆聽的教學(xué)方式變?yōu)樵黾痈嘧寣W(xué)生自主探究的教學(xué)模式。一方面學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)自主性，造成教學(xué)質(zhì)量不佳；另一方面學(xué)生的好奇心重，對一些新鮮的事物存在極大的興趣，在授課的過程中學(xué)生可能偏離教學(xué)中心，造成注意力分散，影響教學(xué)質(zhì)量。所以，很多教師不敢輕易嘗試在教學(xué)的過程中大量使用數(shù)字化資源。

2.教師信息化素養(yǎng)薄弱

教師整體的信息素養(yǎng)水平不高，主要存在認(rèn)識和能力兩方面問題。一方面，大部分化學(xué)教師對信息化資源的認(rèn)識較膚淺，對信息化資源缺乏理性的認(rèn)識。很多教師認(rèn)為化學(xué)課堂教學(xué)中不宜使用數(shù)字化資源，數(shù)字化資源只能用以輔助課堂教學(xué)，過多應(yīng)用不利于學(xué)生掌握知識，所以很多教師不愿意探索和使用數(shù)字化資源。另一方面，教師使用數(shù)字化資源的水平參差不齊。這與教師知識結(jié)構(gòu)和心態(tài)等因素有關(guān)，部分年長的教師在他們在校接受教育的年代幾乎接觸不到數(shù)字化資源，現(xiàn)在讓其使用數(shù)字化資源教學(xué)困難重重，一些年輕的化學(xué)教師雖然在使用上不存在困難，但是缺乏自主探究的精神，還有部分教師存在時間和精力有限等問題。一些教師對如何將其應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)中的思考較少，在化學(xué)教學(xué)中使用數(shù)字化資源教學(xué)自然就少。

3.數(shù)字化校園建設(shè)不健全

教育信息化是當(dāng)今世界各國應(yīng)對知識經(jīng)濟挑戰(zhàn)、實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的一個重要戰(zhàn)略選擇。隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等信息技術(shù)的發(fā)展和普及，信息化、個性化、多元化成為現(xiàn)代教學(xué)的需要。一方面，我國已經(jīng)啟動了數(shù)字化校園的建設(shè)工作，而數(shù)字化校園的建設(shè)依舊處于初級探索階段，數(shù)字化校園建設(shè)體制尚不完善。另一方面，由于數(shù)字化校園建設(shè)費用較高，而我國各地區(qū)經(jīng)濟、教育水平發(fā)展不平衡，存在城鄉(xiāng)差異，導(dǎo)致部分農(nóng)村學(xué)校還沒有啟動數(shù)字化校園的建設(shè)工作，因此接觸不到優(yōu)質(zhì)數(shù)字化資源。一些學(xué)校還缺乏條件為教師提供數(shù)字化教學(xué)資源培訓(xùn)的機會以及學(xué)習(xí)平臺，部分教師無法及時共享國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化教學(xué)資源。此外，很多教師對一些較為專業(yè)的數(shù)字化資源較為陌生，不能及時掌握并使用最新的數(shù)字化資源。

（二）有效整合數(shù)字化教學(xué)資源的意見

1.國家與社會層面

2018年4月，教育部印發(fā)了《教育信息化2.0行動計劃》，我國教育現(xiàn)代化建設(shè)步伐加快。近日，教育部又印發(fā)了中小學(xué)六學(xué)科教學(xué)裝備配置標(biāo)準(zhǔn)，其中包括《初中化學(xué)教學(xué)裝備配置標(biāo)準(zhǔn)（JY/T0620—2019）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）。《標(biāo)準(zhǔn)》不僅充分吸納了近十幾年來我國化學(xué)教學(xué)裝備研究與實踐的新成果，有力呼應(yīng)了當(dāng)前素養(yǎng)導(dǎo)向下的教育教學(xué)改革對教學(xué)裝備的新要求，還增加了數(shù)字化、微型化等實驗儀器，精心篩選出適合初中化學(xué)教學(xué)使用的能進行數(shù)據(jù)采集和處理的數(shù)字化實驗儀器，更新了初中化學(xué)實驗探究的技術(shù)手段。由此可見，國家對于實驗儀器的配置更強調(diào)時代性，有力體現(xiàn)了加快教育現(xiàn)代化的目標(biāo)追求。從國家層面來看，初中化學(xué)教學(xué)裝備標(biāo)準(zhǔn)的提出為化學(xué)學(xué)科現(xiàn)代化指明了方向。國家教育部門應(yīng)當(dāng)出臺更多有利于教育向著現(xiàn)代化邁進的政策，為各個學(xué)科的教學(xué)現(xiàn)代化指明方向。從社會層面來看，在國家政策的引領(lǐng)下，社會各界應(yīng)當(dāng)積極配合與響應(yīng)國家的政策，為我國教育現(xiàn)代化貢獻力量。隨著數(shù)字化時代的來臨，目前愈加迫切地向出版社提出了新的要求，在做好紙質(zhì)教材的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化教材資源，成為迫切需求。筆者建議，動員社會各界力量投入到教學(xué)資源的研發(fā)中，倡導(dǎo)企業(yè)與教育機構(gòu)聯(lián)合，吸收國外精品數(shù)字化資源，研發(fā)出更多適合我國數(shù)字化教學(xué)的教材（精品課程）和裝備（儀器）等，形成基于數(shù)字化技術(shù)的教學(xué)資源立體開發(fā)格局，為我國的數(shù)字化教學(xué)注入新的活力，同時盡可能降低數(shù)字化資源使用成本，讓每所學(xué)校都能享用數(shù)字化資源。

2.學(xué)校與教師層面

從學(xué)校層面來看，學(xué)校作為教育教學(xué)的重要組織者和領(lǐng)導(dǎo)者，要加快數(shù)字化校園建設(shè)步伐，建立并完善教育現(xiàn)代化教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)機制和評價機制。學(xué)校要積極為教師提供數(shù)字化教學(xué)的平臺，為教師營造良好的教學(xué)環(huán)境，定期對教師隊伍進行培訓(xùn)。同時，鼓勵不同學(xué)科的教師合作交流，尤其是信息技術(shù)教師與其他學(xué)科教師的交流，建立以信息技術(shù)教師為中心的數(shù)字化教學(xué)科研團隊，鼓勵教師創(chuàng)新教學(xué)方式，豐富課堂教學(xué)。從教師層面來看，從“三維目標(biāo)”到“核心素養(yǎng)”，改變的不僅是教學(xué)目標(biāo)，還有教師的教學(xué)理念與教學(xué)方式。在信息化的大背景下，化學(xué)教師要學(xué)會利用云平臺等網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)注并使用優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，不斷提高自身的專業(yè)知識能力和信息化能力，在吃透教材的基礎(chǔ)上積極探索如何將優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化資源應(yīng)用于本學(xué)科教學(xué)。同時，教師應(yīng)當(dāng)加強合作交流，不斷探索新的教學(xué)方式，充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)科獨特育人功能，實現(xiàn)跨學(xué)科綜合育人的目標(biāo)，最終達成培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)。互聯(lián)網(wǎng)時代，在化學(xué)課堂教學(xué)中，教師要充分整合利用數(shù)字化資源，將枯燥的理論知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生帶著濃厚興趣的自主學(xué)習(xí)；要不斷提高自身的信息素養(yǎng)，積極思考如何利用數(shù)字化資源提高化學(xué)課堂教學(xué)效率。

參考文獻

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[2]蔡琰.如何在課堂教學(xué)中有效整合數(shù)字化資源[J].文教資料,2019(4):216-217.

作者:鎖瑋 吳曉紅 單位:瑋系寧夏大學(xué)