新时代化学教学中信息技术的应用探索

时间:2019-09-27

　　摘    要：　在新时代, 化学教学如何搭上信息技术的高铁?教师要境界高远, 加强学习与培训, 让同屏技术、电子白板交互技术、小蚂蚁移动技术、手持技术、微课等现代教学技术手段走进课堂、走近学生, 改变教与学的方式, 推动教育、教学模式现代化, 实现教育公平。

　　关键词：　化学教学; 电子白板; 中学; 数字化实验; 翻转课堂;
 

　　中共中央、国务院印发的《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》要求“教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革, 积极有效开展教育教学”, 为建设教育强国作出积极的贡献。各地政府为了推进教育现代化, 积极为学校配备了各种现代化教育装备, 例如衢州市生机比达5?1, 多媒体班套比实现1?1, 基本实现宽带网络千兆到校、百兆到班, 数字化实验室、平板电脑、学科教室等各种先进设施在学校已经很常见。那么, 教师有没有顺应时代的发展, 及时掌握和运用现代教育装备和信息技术进行课堂教学呢?本学期, 笔者带着这个问题走访了10所学校, 听了笔者名师工作室12位学员的课, 发现绝大多数教师的课还是很传统, 除了演示多媒体课件外, 其他教育装备和信息技术的使用几乎为零。这引发深思:新时代的化学教学应如何搭上信息技术的高铁呢?

　　一、把无线同屏技术用起来, 让每个学生都能看清演示实验现象

　　演示实验是教师演示实验过程, 展示化学反应的现象, 引导学生观察和思维, 从而认识物质的性质及变化规律的教学方法。但在实际教学中, 由于受到教学场地的限制, 经常出现后几排学生看不清讲台上教师演示的实验现象, 更看不清一些细微的变化, 不能形成直观体验, 无法进行有效的宏观辨识与微观探析。因此, 提高演示实验的可视度, 让每个学生都能看清实验现象, 是提高实验教学有效性的关键。

　　随着“互联网+”等现代信息技术在教学中应用的不断深化与发展, 传统的化学演示实验在结合各种信息智能设备、拓展和延伸演示实验的展示方式等方面, 有了空前的突破, 较大程度上提高了演示实验的可视度。目前比较常用的是无线同屏同步投影技术。无线同屏器可以将手机或是平板同屏映射到电视机或电子显示屏上, 现在有一种专门的同屏器, 如果电视机带有HDMI接口, 只要买个同屏器就可以了。如果手机是安卓4.2的系统, 一般在设置—显示—无线显示系统有这个无线显示功能, 再买个同屏器就可以把手机或是平板电脑的内容全部同屏或是推送到电视机或是投影机里。

　　有了无线同屏器, 并与电脑或投影仪适当连接, 在做演示实验时, 就可以一边实验, 一边用智能手机拍摄实验视频, 其实验现象就可以通过无线同屏器同步在投影仪或大屏电视机或电子显示屏等终端显示出来, 如实验直播一样。如果学生有手机或平板电脑, 可以通过网络将实验视频同步到平板电脑、智能手机等终端, 让学生在自己的座位上观看实验。实验同屏直播的优点是可以让学生更清晰地观察到实验过程和实验中的粒子运动或变化的细微现象, 有效地解决实验过程中的可视度障碍问题。还可以通过高清地放大特写, 解决实验中的重、难点问题。在学生分组实验中, 还可以实时拍摄一些学生错误的实验操作, 将其展示在屏幕上, 让学生分析与评价, 从而水到渠成地让学生认识不足、改进操作, 同时培养实验观察能力、思维能力、评价能力和证据推理能力。

　　二、把电子白板的多功能发挥出来, 让每个学生都能参与互动

　　教学过程是教师“主导”与“学生主体”“学生交互”发展的过程。教学要以学生为中心开展多样化的教学活动, 引导学生主动进行学习, 通过互动启发学生思维, 促进学生的知识结构与思维方式的转变, 发挥评价过程的激励和诊断作用, 通过反思和矫正实现对学习的掌握和达标。“交互式电子白板”的诸多功能为开展交互式教学提供了便利条件, 目前, 几乎每个教室都安装了“交互式电子白板”, 使课堂教学进入交互式电子白板时代。

　　电子白板功能超强, 可以丰富课堂教学手段和方法:能通过电子白板软件的按键实现对PPT上下翻页功能, 方便教学;可以在任何界面下书写, 随意更换笔的颜色和粗细;可以一键式回放, 无须先进行录屏再用播放器播放等复杂的过程;能进行局部擦除和一次性擦除, 且擦的大小可任选;能将手绘的图形自动识别成标准图形, 还可以把静态的图形变成动态, 生动直观;课堂中播放的一些视频、重要的实验现象或需要重点强调的知识点可以用视频截图功能截取下来, 放在屏幕上进行重点强调;写画在白板上的任何文字、图形或插入的任何图片都可以被保存至硬盘或移动存储设备, 供下节课、下学年或在其他班级使用, 或与其他教师共享, 也可以以电子格式或打印出来分发给学生, 供课后温习或作为复习资料;可以很方便地把屏幕上的部分内容放大和缩小, 吸引学生注意, 突出该部分内容;通过手机或平板可实现对课堂课件的无线操控, 把教师从黑板或电脑前解放出来, 实现了在讲台以外的区域通过手机或者平板对白板内容进行批注、转换等操控, 更重要的是能随时把学生的交流成果、作业成果等以图片和视频的形式展现在屏幕上, 激发学生交流的热情。

　　电子白板基于上述功能, 可以让课堂教学实现“五个互动”, 即师生互动、生生互动、师机互动、生机互动和机机互动, 能让学生在情感、行为、思维上积极参与化学学习过程, 提高学生学习的参与度。师生互动、生生互动与传统课堂教学相同。师机互动是指教师在交互白板上用各种“工具”, 操作各种交互按钮, 向学生呈现知识、操作、绘制思维导图等;授课时通过交互式按钮, 可链接微课视频, 交互到文字、网页或图片, 实现文字的飞入、飞出, 显示和隐藏, 实现机机互动。生机互动即学生在电子白板上推演各种图形, 例如, 在学习氯气的实验室制法时, 学生在电子白板上使用化学学科工具里的仪器组装功能进行操作探究, 对仪器施行变化、增添和组装;在学习晶体结构时, 学生在电子白板上拖拽小球, 形成各种堆积结构的晶体, 也可以预先在电子白板中贮存有关晶体的视频或图片, 让学生想看哪里就可点哪里, 实现菜单式学习。

　　应用电子白板教学有利于教学创新, 有利于提高学生的学习兴趣和参与度, 增强课堂的活力, 让教学富有成效。但是, 对大多数教师而言, 电子白板的功能仅限于播放PPT和视频, 成为一个放映屏幕, 很可惜。作为新时代的教师, 要加强学习, 充分利用电子白板进行教学创新, 形成属于自己的具有时代特点的教学风格。

　　三、把小蚂蚁系统建起来, 让每个学生都能听到名师的课

　　当前, 优质教育资源总量不足, 各地各校教育不够均衡、优质师资分布不均衡等问题是制约学校发展的主要短板[1]。各校的日常教学研究通常依靠本校的教研组或备课组开展, 但不少学校名师资源不足, 教研水平很受局限。小蚂蚁教学移动平台可以打破教学的时空界线, 让每个学生都能听到优秀教师的课, 实现教育公平。

　　小蚂蚁教学移动平台把传统课堂原样搬到互联网上:在线答题、举手提问、随手笔记, 教师实时为你答疑解惑, 交流互动。不仅能随时和世界名师请教问题, 还可以与不同地区的学生讨论问题, 交流想法。如果多校共同开设该功能, 就可以打造校际联盟, 整合各校教师力量, 共享教学资源, 突破各校单打独斗的局面。例如, 可以开展由多所学校参与的大型化学教研活动, 请各校名师在本校开课, 其他学校师生也在本校教室参与同步联合开课或直播听课。主讲教师提前把准备好的教案、学案等内容共享, 参与共建共享的学校事先下载、印制给学生做, 然后一起听课交流。在听课过程中, 甲校的学生可以随时向其他学校的授课教师提出问题, 甲、乙、丙……多校的教师或学生之间可以共同展开讨论与交流。一名教师备课, 集一个学校的集体智慧, 其他学校共同享受, 既减轻了备课负担, 又增强了教研效果。大家既是共建者, 又是受益者。传统的跨校交流, 如果亲临其地的话, 要舟车劳顿, 路上来回奔波, 费事、费力、费钱;如果看录像的话, 又缺乏及时互动。而异地联合开课这种形式可以形成多校教师、学生的隔空互动、跨校交流。这种交流与互动对于师生来说都会印象深刻。

　　小蚂蚁教学移动平台还有其他诸多功能, 例如:教师通过手机等移动设备实现课件和电子白板的远程遥控, 课件、音频、微课视频灵活控制, 走下讲台, 重塑信息化时代师生关系;课堂学生反馈拍照甩图推送电子白板, 展示每个学生、小组探究学习成果, 随手批改、标注笔记, 让课堂充满科技感, 培养学生信息化素养;课堂上开启小蚂蚁数字移动展台, 实时动态投屏实验过程、学习成果、试卷作业讲解、学生书本笔记展示, 代替传统固定展台, 让课堂移动起来;课堂不局限于学校教室, 只要想学, 哪怕在出门旅游、访亲走友的路上, 学生照样不缺课, 支持手机、iPad、电脑等多途径进入课堂。

　　目前, 大多数学校还没有建设小蚂蚁教学移动平台, 希望予以重视, 尽快引进这个现代化的教学系统, 尽早让每个学生都能听到各校名师的课。

　　四、把课堂教学翻转起来, 让每个学生都有自主学习的时空

　　美国心理学家布卢姆提出的“掌握学习理论”认为只要提供最佳的教学并给予足够的时间, 多数学习者能获得优良的学习成绩。在翻转课堂过程中, 课前让学生根据自己的学习任务学习教师制作的微课教程, 并完成相应的微练习。学生学习微课不受时间限制, 可以根据自己的实际情况自主调整学习的进度, 摆脱群体教学模式中教学进度的困扰, 可以回看, 可以反复学习, 还可通过QQ群、微信群等网络渠道与同学及教师交流探讨学习, 并将所有疑惑汇报给教师。课堂上让学生针对课前任务中的疑难点开展合作学习, 生生互动, 师生互动, 分享学习成果, 探究并深化知识。课前与课堂不同的教与学的方式使得教学多元化, 足以适应大多数学生的学习, 多数学生能够获得优良的学习成绩。

　　但是, 目前翻转课堂在大部分学校和教师中, 还处于概念阶段, 并没有真正实施, 还有多方面的制约因素需要解决。

　　首先, 翻转课堂的实行需要一系列的微课来支撑。但制作微课需要学习相关技术, 一个精美的微课从设计到制作完成需要大量的时间, 从教材内容到学生实际, 需要教师不断提高备课和授课水准, 要耐得住寂寞, 沉下心来刻苦钻研, 精心琢磨。目前大部分教师不会制作微课, 也有的教师会制作但不愿付出大量的时间和精力去开发。学校的教研部分一方面要积极推进微课校本研修, 帮助教师积极开发校本化特色微课;另一方面也可利用网上的外部优质微课资源, 并和校本化特色微课相结合, 建立本校教学特色的微课资源库, 实现优质教育资源的共享。定期组织“微课库”的观摩、学习、评课、反思和研讨等活动, 突破传统的听评课模式, 推进基于微课的翻转课堂教学研究, 提高教师制作微课、应用微课、实施翻转课堂教学的水平。

　　其次, 翻转课堂的推进是一个系统的过程, 需要将其融入整个教学过程中。目前, 大部分学校是不让学生带手机上学的, 学校也没有足够多的电脑让学生自主观看微课, 因此, 教学环节断链, 翻转课堂的教学难以展开。学校管理要顺应信息化教学的要求, 建立网络交流平台, 允许学生自带手机或平板。让学生能在课前或课后自主观看微课, 在正式课堂与非正式课堂间自由进行切换, 达到无缝学习;在遇到问题时可以通过网络与同学、教师讨论, 也能供教师及时地掌握学生的学习情况, 保证翻转课堂教学的顺畅实施, 提高教育、教学的质量。

　　五、把数字化实验室开放起来, 让每个学生想用就用

　　《普通高中化学课程标准》指出:“应培养学生独立或合作完成实验, 记录实验现象和数据, 初步认识实验条件控制、数据处理等方法。提高学生的科学素养和培养创新精神……”[2]数字化实验是科学探究的重要方式, 不但有利于化学实验面向现代化、科技化, 加速化学教学与新时代接轨, 而且能让学生亲身感受实验的智能化, 使学生学会学习和掌握科学方法, 为终身学习和工作奠定基础。

　　基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的计算机建模和图像分析等技术为开展数字化实验教学提供了技术支撑。运用这种技术可以弥补某些定性实验的缺陷, 使实验的方法更加先进, 实验的数据更加准确, 实验的现象更加清晰, 同时能更直观、定量和全面地培养学生化学学习能力、分析化学问题和解决化学问题的能力。例如, 在Cl2+H2O幑幐H++Cl-+HClO的实验中增加Cl-的浓度, 平衡会发生移动吗?能否设计实验进行验证?如果用传统实验, 对照观察氯水中加氯化钠固体前后溶液颜色及pH值的变化, 肉眼观察发现溶液颜色变化不明显, 用pH试纸测定的结果也没有差别且试纸变色后又即褪色。但使用pH传感器测定加入氯化钠固体前后氯水pH值的变化, 一条pH值变化曲线就清晰地展现在师生面前, Cl-浓度对氯水平衡移动的影响结论就应运而生。

　　目前, 很多学校都新建了数字化实验室, 开展精准化实验探究成为可能。但大部分学校的数字化实验室使用率都非常低, 只有在开设公开课或参加优质课比赛时才用一下, 平时都锁着门, 里面的现代化实验装备一直闲置, 存在隐性闲置浪费现象。

　　数字化实验目前没有被广泛应用, 至少有以下两方面的原因:许多实验用传统的实验仪器就能完成, 数字化实验系统成本比较高, 加之一些传感器的保存要求较高, 使用寿命有限, 很多教师怕学生用坏仪器, 宁可闲置也不敢放手让学生用;数字化实验没有进教材, 也没有列入高考范围, 教师迫于升学压力, 无暇对这样新型工具进行认识和研究, 也不让学生沉迷于高科技的数字采集游戏。

　　大数据时代, 用数据来说话, 用科学来思考, 是现代文明社会的必然趋势。为了培养学生的定量意识和学科素养, 教师要摒弃一切为了高考的做法, 将传统实验与数字化实验进行完美整合, 将部分传统的定性实验改进为探究型的数字化实验, 或结合社会生产生活实际适当开发一些数字化实验, 应用于日常教学与学生的研究型学习、化学兴趣小组实验、课外活动实验, 拓展学生的学习空间。教学装备的终极价值在于服务学生成长, 装备的管理理念应由“小心保管、少用少坏”向“宁可用坏, 不可放坏”转变[3]。要把数字化实验室向学生开放, 让每个学生想用就用, 让学生的学习方式与新时代接轨。

　　六、结语

　　信息化是当今世界经济、社会和教育发展的大趋势, 学校里的教学装备也几乎一年一个样, 教育现代化的发展更是日新月异。作为一名教师, 不要把教学目标仅仅盯在高考上, 要境界高远, 加强学习与培训, 及时掌握现代教育教学新理念、新装备、新技术、新方法, 跟上时代的步伐, 让同屏技术、电子白板交互技术、小蚂蚁移动技术、手持技术、微课等现代教学技术走进课堂、走近学生, 帮助化学教学搭上信息时代的高铁。

　　参考文献：

　　[1]徐朝金.现代教学方式让教育发展更平衡、更充分[N].浙江教育报, 2108-01-24 (01) .
　　[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准 (实验) [M].北京:人民教育出版社, 2003:20.
　　[3]徐朝金.教育装备如何从“深闺”走近学生[J].人民教育, 2018 (2) :53-56.

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