基于信息化2.0环境的初中化学实验教学模式探究

摘要：基于信息化2.0环境创新初中化学实验教学模式，是目前初中教育改革的重要事项。文章简要分析了信息化2.0环境的现实内涵，并阐述了新模式的实践意义，围绕传统环境下信息化教学模式的现状与不足，归纳信息化2.0环境下新模式应用要点，通过设定素养为本改革目标、配置先进工具强化体验、依托微课视频攻克难点、以智慧教育平台鼓励自主学习、以化学实验模拟软件优化环境路径，旨在确保初中化学实验教学工作在新模式助力下提升教学质量，助力初中生良性成长。

关键词：教育信息化2.0；初中化学实验；希沃白板；微课视频；信息技术素养

中图分类号：G43文献标识码：A文章编号：1673-8918（2024）33-0114-06

教育信息化2.0是在2018年4月施行的《教育信息化2.0行动计划》中提出的教育概念，既属于教育信息化的一次升级，又是专用资源向大资源转变的关键保障。为达成信息技术素养提升目标，教师宜在开展初中化学实验教学工作期间，顺应时代变化趋势完善教育信息化2.0改革方案，在改善初中化学实验教学有效性的前提下，促使教师在新模式指引下优化实验教学环境。

一、 信息化2.0环境的现实内涵

教育信息化2.0是教育信息化发展阶段的一次重大突破，基于应用融合发展向创新融合发展、信息技术应用能力培养向信息技术素养提升的转变，意味着初中化学实验教学工作值得在新环境下研发新模式，便于依靠新模式优化教学效果。之所以要在信息化2.0环境下研究新教学模式，主要在于新环境可以增加初中化学实验教学课堂形式的丰富性与形象化，甚至可以清晰化放大实验反应，学生有望留取深刻记忆。

经过对比传统环境与信息化2.0环境下的教学模式，能够发现教育信息化2.0在教学设计、学业评价以及学法指导上具有显著突破。以往多以文稿设计、数字教育资源管理为主，通过在课堂上导入多媒体视频，提升学生的信息素养。而新环境侧重于打造虚实结合的学习情境，对跨学科学习活动给予个性化指导，使学生在教育信息化2.0导向开发的新模式助力下逐渐形成创新精神，从原有的量规评价、数据评价、可视化呈现方式，转变为数据分析模型与数据分析微模型学业评价方式。这表明基于教育信息化2.0环境创新教学模式，属于教育领域重大改革成就，具体可以利用现实场景中的应用效果，总结新模式的实践应用步骤。

二、 基于信息化2.0环境创新初中化学实验教学模式实践意义

基于信息化2.0环境，创新适用于初中化学实验教学场景的新教学模式具有深刻意义，集中表现在以下几个方面：①提升学生信息技术素养，新模式下学生有更多机会接触高新技术，并意识到信息技术在实验活动中的重要性，无形中提升信息技术素养。例如在沪教版初一第四章《燃烧，燃料》课程中，教师组织学生完成“探究可燃物燃烧条件”的实验任务时，可以利用红磷与白磷燃烧反应微课视频，引导学生自行摸索燃烧条件，亦能对现实生活中“白磷自燃”现象产生独特见解，善于从科学角度剖析生活中的化学现象，继而提高个人信息素养水平；②促进学生高效深度学习，新模式下教师可以适当降低实验难度，因获取教学资源的渠道更加丰富，且教学工具更为先进，促使学生能在有利条件的支撑下快速知晓实验反应特征，继而梳理清晰的实验操作思路，便于在高效学习中加深对实验内容的记忆；③增强化学实践应用能力，教师通过新模式指导学生参与化学实验活动，更易培养学生的自主探究思维，主动将所学知识用在实际问题解决过程中。例如在沪教版初一第七章《应用广泛的酸、碱、盐》课程中，教师指引学生观察“酚酞溶液遇到碱性溶液变为红色”化学反应时，可以在智慧教育平台提供的丰富资源中知晓，pH值在1～2之间的厕所清洁剂以及pH值=3～4的橘子汁，pH=12～13的炉具清洁剂以及黄瓜皮等常见物品，在遇到酚酞溶液时，只有黄瓜皮和炉具清洁剂有变色反应，继而引导学生借助该知识点筛选出生活中的碱性物品，就此锻炼学生的实践应用能力；④推动实验教学创新改革，目前初中化学实验教学期间，倾向于以信息化教学手段为学生展示化学反应，如借助多媒体设备播放录制视频。而教育信息化2.0环境下，可以促使实验教学工作在现有基础上尽快迈向新征程，从信息化教学模式向智慧环境教学模式转变，进而加快初中教育改革速度。由此表明：信息化2.0环境下新模式的研究推广确有深远影响。

三、 教育信息化环境下初中化学实验教学模式现状不足

传统教育环境下开发的初中化学实验信息化教学模式，已然成为主流趋势，随着《中国教育现代化2035》《关于加强“三个课堂”应用的指导意见》《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》《教育部基础教育司2022年工作要点》等相关教育政策的先后颁布，初中教育工作已开始将信息化教学模式视作改革重点。然而在全面推进“互联网+教育”融合创新发展，推动教育现代化，打造智慧教育环境背景下，信息化2.0环境下创新教学模式的实施刚好可以应对信息化教学模式缺陷，继而依靠新模式强化教学成效。就信息化教学模式实际应用成果分析，其不足之处具体包括以下几点：①素养提升融合度一般。信息化教学模式实则以信息技术为学生讲解实验步骤及相关注意事项，虽然该模式也强调学生信息技术素养的有效提升，但整体融合度一般，教师依旧将化学实验教学重点放在观察、领会实验现象上，未真正达成素养提升教学目标；②课堂互动体验感不强。信息化教学模式已在传统模式之上适当调整课堂活跃度，并且利用信息化管理手段协调师生关系，然而实验教学中仍旧存在课堂互动体验感不强状况，部分学生在教师所用单一性信息化教学工具下难以获得新颖体验，长此以往容易削弱学生的创新积极性，因而教师应在信息化2.0环境下为学生选择多样性且带有科技感的教学工具，以期强化课堂互动体验感，赋予学生充分感知实验流程的实践机会；③实验难点掌握度不高。因某些化学实验在可操作性上存在局限性，导致学生难以深度掌握实验重难点，所以不利于发挥信息化教学模式的实践作用。而基于信息化2.0环境开发新模式有助于解决传统模式现存问题。比如在沪教版初一第二章《我们身边的物质》教学环节开展“性质活泼的氧气——实验室制取氧气实验”活动时，其难点在于学生首次尝试在实验室制取特定物质缺乏一定经验，容易感到迷茫。信息化教学模式导向下，教师只是以演示他人实验步骤、标注实验说明等方式鼓励学生自行完成实验，显然容易加大实验操作难度；④资源获取渠道有待拓展。传统环境下应用信息化教学模式，其薄弱处还体现在“有限资源”上，虽然教师可以通过登录网站获取所需资源，但集中于特定教育类资源，这一点与信息化2.0环境下“大资源的转变”有明显区别，若教师获取的化学实验教学资源较为单一，可能不利于开阔学生视野，因而更有必要依托新环境创新新模式；⑤实验环境安全有待改善。信息化环境下对应的信息化教学模式，尽管也考虑实验环境安全管理，但多以“视频展示”为主，甚至直接告知学生实验结果，如镁条燃烧过程中存在毒气侵害、强光刺激等危害性，尽管某些教师并不要求学生在实验中独立完成燃烧步骤。

根据对信息化环境下信息化教学模式的研究分析，证实基于信息化2.0环境创新教学模式是应对上述不足的关键保障，在初中化学实验教学模式创新改革中应用教育信息化2.0显然具有重要价值，因而应明确新模式实际应用路径，促使在新模式支持下，初中化学实验教学工作尽快达到预期效果。

四、 基于信息化2.0环境创新初中化学实验教学模式的实践路径

关于信息化2.0环境下初中化学实验新教学模式的应用研究，主要按照目标→工具→课堂内容→实验平台→操作环境的顺序加以改进，便于新模式成为初中生提高实验效率、深刻理解实验知识点的关键依托，同时也能为信息化教学模式的升级改造奠定坚实基础，助力初中生在良好的信息化2.0教学条件下获得显著的学习成果。

（一）设定素养为本改革目标

信息化2.0环境下创新教学模式，应先行设定“素养为本”教学目标，以往倾向于培养学生的信息技术实践应用能力，而今应巩固提升信息技术素养的重要地位。首先，教师在应用新模式时，应先明确“为什么开展实验教学活动”和“在实验教学活动中教什么”两项内容。前者早在新时代教育理念中强调“为落实立德树人任务开展化学实验”，这就表明在化学实验教学期间，应运用新模式渗透德育理念，包括在实验中引导学生尊重他人实验结果，激励学生在实验失败中总结经验，形成严谨且不气馁的实验精神，以便通过化学实验塑造初中生完善的品格，始终坚守“以人为本”的教学立场。后者要求教师在化学实验教学期间，同步教授学生丰富的化学知识和实验思维，最终将实验中养成的思维习惯延伸至现实环境中；其次，教师在确定好新模式的教学重点后，还应权衡好信息化2.0新模式中教学任务、教学情境、教学活动、教学评价与教学目标的递进关系，无论是为学生开设“探究酸碱反应特征”还是“制取特定物质”实验活动，都应当以促进学生信息技术素养为教学重点；最后，教师还要引领学生在实验中形成质疑意识，正如金属物质与酸性溶液的置换反应，当金属量变化或金属材质变化时，是否会影响反应强度等，教师可以鼓励学生对个人在实验中的不解展开探讨，便于学生以提问、质疑等方式锻炼自身信息技术应用能力，并在生活中找到解答实验疑惑的途径。

例如在上述提到的“酚酞溶液遇碱变红”化学实验中，教师以新模式落实实验教学内容时，可以鼓励学生通过观察浸泡酚酞溶液的干燥滤纸在氢氧化钠、氯化钠及稀盐酸溶液中的变化特征，提出“干燥滤纸为什么在接触氢氧化钠溶液后有变色反应？”“是否能够找到其他可替代变色溶液？”等问题，以此确保学生在教师的指导下，敢于创新实验细节。而且在“燃烧条件”实验活动中，教师可以利用80℃热水、20℃冷水以及白磷、红磷在不同水杯中的放置位置等差异性条件，鼓励学生从中思考白磷与红磷的着火点情况，以便从中自行归纳燃烧时应满足一定条件才能引发白磷燃烧结果。当教师能够在化学实验教学课堂上体现出素养提升重要性时，信息化2.0的应用有望取得显著成效，立足“素养为本”目标创设培养化学思维的教学情境，更容易在传统模式（信息化教学模式）之上实现有力突破。经过教师对新模式的有效引进，初中生将有更大可能性成长为高素养人才，在今后运用先进信息技术时，也能继续保持端正的实验态度审视信息化2.0环境下信息技术进步的利弊关系。

（二）配置先进工具强化体验

信息化2.0环境下开发的新模式相比信息化教学模式，在教学工具上有所改变，不仅仅局限于教学工具的科技水平上，而且在工具种类上也有改变，经由先进工具的助力，可以增强学生在化学实验活动中的互动体验感，从而将学生立足于课堂主体地位上，摆脱教师牵引束缚。此处列举两种应用效果较好且推广性较强的教学工具：

其一，希沃白板。希沃白板本身具有辅助教师高效备课功能，且能够支持区域录制、教学视频素材制作、信息编辑、资源上传等教学行为，同时配有自定义授课工具，保证教师通过希沃白板可以切实展现出独特的授课风格。一般情况下，希沃白板实际应用中包含“云课件”“课件库”“云课堂”“我的学校”等界面，教师可以按照初中化学实验主题自行采集教学资源，或根据学情自行设计课件。经过希沃白板的合理应用有望打造“智慧实验课堂”。例如在上文提到的“燃烧的条件”相关内容中，学生只能在课堂上通过演示白磷燃烧或其他物质燃烧步骤，以对比分析、肉眼观察等方法记录实验现象。但对其他物质显然无法在一堂课上全部演示，若教师能够合理应用希沃白板，可直观地为学生演示“建筑爆炸现场燃烧物变化特点”，从而细致分析生活中可燃物的危害性，并让学生知晓建筑起火原因，以便于在现实场景中不仅可以立即根据可燃物火焰颜色区分物质性质，还能快速采取《破坏燃烧条件》的手段进行消防灭火，这对学生素养提升亦有促进作用。此外还可在初一第二章《自然界中的水》实验中，以操作希沃白板的方式了解水资源污染原因，并以化学元素降解作用找到水资源保护方法。经过有效推广希沃白板，教师更易在信息化2.0环境下及早依靠新模式增强实验操作互动性。

其二，智能黑板。信息化环境与信息化2.0环境下开发的教学模式，前者只是将信息技术融入实验课堂上，基本未对传统教学配置进行更新，而后者可以利用智能黑板促进创新融合发展。所谓智能黑板实则是指“电子化黑板”，不再单纯以信息显示作用为主，而是可以通过连接HOHO软件共享实验资源，同时还具备信息在线和录制功能，可供师生随时调用、录制视频，实现对实验步骤的回顾性分析，这样更容易加深学生的记忆。特别是在实验失败或操作步骤不规范情况下，教师可以随时在智能黑板上校对实验细节，而且连接软件后还可促进实验教学活动与化学习题训练活动的有效融合，真正改善学生实验过程中化学知识的应用技能。经过上述先进工具的引进，初中化学实验教学工作刚好可以满足教育信息化2.0模式实施需求，值得引起教师的高度重视。

（三）依托微课视频攻克难点

在信息化2.0环境下，可以通过多种形式进行初中化学实验教学，利用先进的技术手段、丰富的数字教育资源，构建智慧教学环境，改变教学与教研方式。将微课应用于初中化学实验教学，利用视频、动画，针对重点、难点问题进行细致的讲解，进而帮助学生理解和掌握相关知识点。微课视频可以作为学生的学习资源，能够满足其自主学习、探究的需求。在初中化学实验教学中，学生难以理解抽象的化学知识，对各类化学反应现象的认知较为浅显。微课视频在实验教学中的应用主要有：在视频中演示各种化学实验反应现象，详细讲解每个实验步骤，强调实验操作中的注意事项，结合实验结果，说明实验原理。利用微课视频进行化学实验教学，无须重复进行实验操作，可以有效提高教学效率。学生能够根据自身的情况，在不同层次、难度的微课视频里进行选择，满足个性化的学习需求。除化学实验教学课堂外，学生还可以利用微课视频进行课前预习、课后复习。与此同时，微课视频的应用，可以实现对教材内容的拓展、延伸，呈现出多种多样的化学实验现象，有助于增加学习的趣味性，激发学生的学习热情。