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摘要：隨著教育信息化的深入推進，利用數字化資源開展教學特別是實驗教學已成趨勢。本文對目前在化學教學中使用數字化資源的現狀及存在的問題進行深入分析，探討如何有效整合數字化資源，促進教學理念與教學方式的轉變和學生化學學科核心素養的提升。
關鍵詞：化學教學；有效整合；數字化資源；化學實驗
人類文明發展得益于科學進步?？茖W技術改變著人類生活方式，也不斷更新教育教學手段。數字化資源作為時展的產物，將進一步提升教育教學整體水平。作為新時代的化學教師，應當充分利用并整合優質的數字化資源，在提高教學質量的同時促進學生的化學學科核心素養發展。
一、數字化資源之于化學教學的作用
隨著教育現代化的推進，數字化資源越來越廣泛地被用于各個學科。對于化學學科來說，數字化資源融入化學課堂教學具有以下作用。其一，提高學生的信息素養。21世紀是信息時代，人們已置身于信息網絡中，教育也無法脫離信息單獨存在。融入數字化資源的化學課堂教學，可以幫助學生獲取書本外的信息，讓學生學會如何有效獲取相關化學信息以及如何充分利用信息。數字化資源的應用實現了教學與前沿的信息接軌，能幫助提升學生的信息素養。其二，提高學生的化學學科素養。新世紀的教師不能滿足于傳授知識，發展學生的學科素養才是最終的任務。對于化學學科來講，教師要幫助學生發展的素養包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”。素養的提高僅靠知識傳遞是無法實現的，利用數字化資源，創造更多理想化的情境，可以幫助學生發展化學學科核心素養。其三，調整課堂結構，提高學生學習主動性。無論是傳統的化學課堂教學還是實驗教學，都需要在教師的講解下完成，脫離了教師的講解，教學無法完成——學生是在被動接受知識。將數字化資源融入化學教學，增加了學生主動探究的機會，比如讓學生通過微課或者是網頁鏈接在課前自學部分內容，再如學生利用數字化傳感器自主探究某些化學反應中物質的變化。利用這些數字化資源可以幫助學生實現課上或課下對化學課程的自主學習，改變學生的學習方式，提高學生的學習自主性。其四，易于學生理解化學知識?；瘜W是在原子、分子水平上，研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的學科?；瘜W學科有其獨特性。化學知識較為抽象，但從認知水平看，中學生的抽象思維還處于發展狀態，他們對部分知識理解困難。教師利用信息技術和數字化資源可以將很多化學現象的本質用數據或模型等形式表現出來，有效降低了理解難度，易于學生學習。
二、將數字化資源整合融入化學教學的案例
化學學科的核心素養是在中國學生發展核心素養的基礎上，基于化學學科本質高度凝練后提出的適于化學學科的核心素養。筆者認為化學知識教學是培養化學學科素養的基礎——一個知識點的教學不應只對應一項素養的培養，往往是多個。在此，筆者將從化學學科核心素養的五個方面闡釋融合應用數字化資源教學的案例，意在突出如何在知識教學的基礎上，借助于數字化資源的應用實現對學生素養的培養目標。需要說明的是：每項素養列舉了一個或兩個知識點，但并不意味著該知識點的教學只能培養這一項素養，沒有將素養或知識割裂之意。
(一)以虛擬實驗輔助教學，培養“宏觀辨識與微觀探析”素養
從微觀與宏觀的角度認識物質是化學最顯著的特征，培養學生從宏觀與微觀相結合的視角分析與解決問題的能力是化學學科教學的重要目標之一。但是以傳統的方式教學不利于學生從微觀層面認識物質，而借助數字化手段可以將微觀的粒子展現出來，讓學生一目了然。例如，學習“水的分解”，學生需要理解電解水的微觀過程，但是在實驗中學生無法直接觀察到微觀的變化過程，此時教師可以應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生。除此之外，很多化學反應的微觀變化過程可以借助動畫進行模擬，讓學生們直觀感受反應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“變化觀念與平衡思想”素養
“變化觀念與平衡思想”是化學教學中較為重要的素養，將這一素養的培養貫穿整個化學教學，需要教師研究并有效整合利用數字化資源。例如，在學習“難溶電解質的溶解平衡”時，教師以尿結石病人為何什么要多喝水為例引發學生思考，接著讓學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）應用傳感器量化實驗結果，培養“證據推理與模型認知”素養
課標要求通過化學教學使學生具有證據意識，能夠基于證據對物質及其變化提出可能的假設，并建立認知模型，揭示現象的本質與規律。傳統教學在此素養的培養方面存在諸多困難，而利用數字化資源可有效引導學生形成證據意識并學會建立模型。例如，在教學“碳酸鈉與碳酸氫鈉”時，傳統的實驗模式下教師會將碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與稀鹽酸反應，引導學生觀察兩種物質與稀鹽酸反應的快慢以及釋放氣體的多少，進而探討產生現象的原因（碳酸鈉中的碳酸根離子需先與氫離子結合），最后得出碳酸鈉與稀鹽酸反應較慢的結論。但此實驗缺乏證據支持，只通過肉眼觀察是不夠的。如果應用二氧化碳傳感器，教師可將反應的快慢以及釋放氣體的多少用數據（模型）展示出來，讓學生直觀觀察并計算兩種物質與稀鹽酸反應速率以及產生二氧化碳的量。
（四）線上線下探究“原電池”，培養“科學探究與創新意識”素養
“興趣是最好的老師”，學生只有在興趣的驅動下才能進行化學知識的高效探究，深入掌握化學規律，提高科學探究與創新意識。例如，在教學“原電池”時，教師可以采取“線上線下+微課”的教學方式，引導學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生提供學習資料，例如推送關于“1780年，意大利的伽伐尼教授發現將金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉時，當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。教師設置任務單讓學生在線自主學習了解制作原電池所必需的條件，然后在線下課堂為學生提供實驗材料，讓學生自主設計方案，完成原電池的設計。線上線下融合教學，要求教師精心設置合理的問題，引導學生多角度多維度分析問題并解決問題，實現自主探究學習，在學生自主實驗的過程中逐漸形成創新思維。又如，江蘇中學教師董金水利用交互式電子白板和數字化實驗系統在“化學反應速率”的教學中進行嘗試性應用，設計啟發性學案進行相關實驗探究，引導學生自主學習、探究，使之逐步形成一種在學習中善于質疑、樂于探索、努力求知的良好學習習慣。教師在利用數字化實驗引導學生自主探究學習時，一定要在基于教材，結合數字化實驗的特點和學生認知的特點設計教學方案，提出明確的問題啟發學生思考，達到提高學生科學探究能力與創新意識的目的。該教學模式對學生學習的自主性要求較高，現階段我國學生的學習主動性較為缺乏，因此培養學生自主學習能力也是當今教學的重點之一。
（五）借助數字技術研討化學事件，培養“科學態度與社會責任”素養
化學與人們的生活息息相關，衣食住行樣樣離不開化學。隨著人們物質生活水平的不斷提高，物質文明與生態環境出現了一些矛盾。如何平衡化學在人類生活中的角色，也是教師應當傳授給學生的知識。例如，教學“氯氣的性質”時，教師可以借助互聯網將授課所需要的圖文資料輸入資料庫，建立獨立的網頁。上課時讓學生打開網頁，通過網頁了解生產生活中氯氣的用途以及因氯氣引發的安全事故。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“二氧化硫”時，利用交互式電子白板以網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字化資源。教師以“二氧化硫的功與過”為主題讓學生展開辯論，并用形象生動的畫面激發學生的社會責任感，引導學生對化學事件保持正確的態度與看法。
三、數字化資源使用中尚存的問題與對策建議
（一）化學數字化實驗教學中存在的問題
1.迫于課時壓力，仍以傳統教學為主
化學課程集中在初中三年級及高中階段。這兩個階段都是學生生涯中較為重要的學習時期，多數教師迫于升學壓力，沒有辦法在課堂教學中高頻應用數字化資源。原因在于數字化資源的應用改變了傳統的授課方式——由傳統的教師講授學生聆聽的教學方式變為增加更多讓學生自主探究的教學模式。一方面學生缺乏學習自主性，造成教學質量不佳；另一方面學生的好奇心重，對一些新鮮的事物存在極大的興趣，在授課的過程中學生可能偏離教學中心，造成注意力分散，影響教學質量。所以，很多教師不敢輕易嘗試在教學的過程中大量使用數字化資源。
2.教師信息化素養薄弱
教師整體的信息素養水平不高，主要存在認識和能力兩方面問題。一方面，大部分化學教師對信息化資源的認識較膚淺，對信息化資源缺乏理性的認識。很多教師認為化學課堂教學中不宜使用數字化資源，數字化資源只能用以輔助課堂教學，過多應用不利于學生掌握知識，所以很多教師不愿意探索和使用數字化資源。另一方面，教師使用數字化資源的水平參差不齊。這與教師知識結構和心態等因素有關，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字化資源，現在讓其使用數字化資源教學困難重重，一些年輕的化學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用于化學教學中的思考較少，在化學教學中使用數字化資源教學自然就少。
3.數字化校園建設不健全
教育信息化是當今世界各國應對知識經濟挑戰、實現教育現代化的一個重要戰略選擇。隨著通信、網絡、多媒體等信息技術的發展和普及，信息化、個性化、多元化成為現代教學的需要。一方面，我國已經啟動了數字化校園的建設工作，而數字化校園的建設依舊處于初級探索階段，數字化校園建設體制尚不完善。另一方面，由于數字化校園建設費用較高，而我國各地區經濟、教育水平發展不平衡，存在城鄉差異，導致部分農村學校還沒有啟動數字化校園的建設工作，因此接觸不到優質數字化資源。一些學校還缺乏條件為教師提供數字化教學資源培訓的機會以及學習平臺，部分教師無法及時共享國內外優質的數字化教學資源。此外，很多教師對一些較為專業的數字化資源較為陌生，不能及時掌握并使用最新的數字化資源。
（二）有效整合數字化教學資源的意見
1.國家與社會層面
2018年4月，教育部印發了《教育信息化2.0行動計劃》，我國教育現代化建設步伐加快。近日，教育部又印發了中小學六學科教學裝備配置標準，其中包括《初中化學教學裝備配置標準（JY/T0620—2019）》（以下簡稱《標準》）?！稑藴省凡粌H充分吸納了近十幾年來我國化學教學裝備研究與實踐的新成果，有力呼應了當前素養導向下的教育教學改革對教學裝備的新要求，還增加了數字化、微型化等實驗儀器，精心篩選出適合初中化學教學使用的能進行數據采集和處理的數字化實驗儀器，更新了初中化學實驗探究的技術手段。由此可見，國家對于實驗儀器的配置更強調時代性，有力體現了加快教育現代化的目標追求。從國家層面來看，初中化學教學裝備標準的提出為化學學科現代化指明了方向。國家教育部門應當出臺更多有利于教育向著現代化邁進的政策，為各個學科的教學現代化指明方向。從社會層面來看，在國家政策的引領下，社會各界應當積極配合與響應國家的政策，為我國教育現代化貢獻力量。隨著數字化時代的來臨，目前愈加迫切地向出版社提出了新的要求，在做好紙質教材的基礎上，大力發展優質的數字化教材資源，成為迫切需求。筆者建議，動員社會各界力量投入到教學資源的研發中，倡導企業與教育機構聯合，吸收國外精品數字化資源，研發出更多適合我國數字化教學的教材（精品課程）和裝備（儀器）等，形成基于數字化技術的教學資源立體開發格局，為我國的數字化教學注入新的活力，同時盡可能降低數字化資源使用成本，讓每所學校都能享用數字化資源。
2.學校與教師層面
從學校層面來看，學校作為教育教學的重要組織者和領導者，要加快數字化校園建設步伐，建立并完善教育現代化教學領導機制和評價機制。學校要積極為教師提供數字化教學的平臺，為教師營造良好的教學環境，定期對教師隊伍進行培訓。同時，鼓勵不同學科的教師合作交流，尤其是信息技術教師與其他學科教師的交流，建立以信息技術教師為中心的數字化教學科研團隊，鼓勵教師創新教學方式，豐富課堂教學。從教師層面來看，從“三維目標”到“核心素養”，改變的不僅是教學目標，還有教師的教學理念與教學方式。在信息化的大背景下，化學教師要學會利用云平臺等網絡空間關注并使用優質教學資源，不斷提高自身的專業知識能力和信息化能力，在吃透教材的基礎上積極探索如何將優質的數字化資源應用于本學科教學。同時，教師應當加強合作交流，不斷探索新的教學方式，充分發揮化學學科獨特育人功能，實現跨學科綜合育人的目標，最終達成培養學生核心素養的目標?；ヂ摼W時代，在化學課堂教學中，教師要充分整合利用數字化資源，將枯燥的理論知識傳授轉變為學生帶著濃厚興趣的自主學習；要不斷提高自身的信息素養，積極思考如何利用數字化資源提高化學課堂教學效率。
參考文獻
[1]馬琳.國內外優秀數字化教學資源出版情況的比較與研究[J].學園,2014(15):190-191.
[2]蔡琰.如何在課堂教學中有效整合數字化資源[J].文教資料,2019(4):216-217.
作者:鎖瑋 吳曉紅 單位:瑋系寧夏大學
