摘要：信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用已成為提升教學(xué)效果的重要手段。本文旨在探討信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究，通過(guò)分析信息化教學(xué)工具和資源在化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)習(xí)成效?；诖耍疚难芯啃畔⒒虒W(xué)設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)介紹在初中化學(xué)教學(xué)中如何運(yùn)用多媒體課件、虛擬實(shí)驗(yàn)室、在線互動(dòng)平臺(tái)等信息化工具，以及這些工具如何幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)證研究表明，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)能顯著提高學(xué)生的參與度，增強(qiáng)他們對(duì)化學(xué)知識(shí)的記憶，為初中化學(xué)教學(xué)帶來(lái)積極的變化，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：信息化教學(xué)設(shè)計(jì)；初中化學(xué)；多媒體課件；虛擬實(shí)驗(yàn)室；在線互動(dòng)平臺(tái)

一、引言

信息化教學(xué)設(shè)計(jì)是指利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，系統(tǒng)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等，進(jìn)一步提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效率。隨著信息技術(shù)飛速發(fā)展，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在初中化學(xué)教學(xué)中，其應(yīng)用研究具有重要的實(shí)踐意義。初中化學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性和理論性相結(jié)合的學(xué)科，其教學(xué)內(nèi)容涉及大量的化學(xué)現(xiàn)象，傳統(tǒng)教學(xué)模式很難滿足學(xué)生對(duì)實(shí)踐操作的需求，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源、虛擬實(shí)驗(yàn)等手段，為學(xué)生提供直觀的學(xué)習(xí)材料，幫助學(xué)生全面掌握化學(xué)知識(shí)。同時(shí)，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，通過(guò)設(shè)計(jì)互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。在初中化學(xué)教學(xué)中，教師利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)探究性學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索資料、參與在線討論、進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)等方式，自主探索化學(xué)現(xiàn)象主要作用是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。因此，本文將探討信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在初中化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用策略和實(shí)踐效果，以期為初中化學(xué)教學(xué)改革提供參

考[1]。

二、信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在初中化學(xué)教學(xué)中的作用

（一）豐富教學(xué)資源

在初中化學(xué)教學(xué)中，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)能有效整合網(wǎng)絡(luò)上的豐富資源，為學(xué)生提供直觀的學(xué)習(xí)材料，有效豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受限于實(shí)驗(yàn)條件和安全因素，很多實(shí)驗(yàn)無(wú)法在課堂上進(jìn)行。而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源，教師輕松播放高質(zhì)量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，查看反應(yīng)細(xì)節(jié)和結(jié)果，從而加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的理解。例如：三維分子模型是信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)軟件，學(xué)生旋轉(zhuǎn)、放大、縮小分子模型，從不同角度觀察分子的結(jié)構(gòu)，直觀理解分子間的相互作用，這種互動(dòng)式學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生建立起空間思維能力，加深對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

（二）提高教學(xué)互動(dòng)性

在初中化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)用信息化手段能豐富教學(xué)資源，還能顯著提高教學(xué)的互動(dòng)性，為學(xué)生提供生動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在運(yùn)用信息化手段時(shí)，能讓教學(xué)活動(dòng)具有較強(qiáng)的互動(dòng)性，幫助教師設(shè)計(jì)在線問(wèn)答環(huán)節(jié)，讓學(xué)生即時(shí)反饋學(xué)習(xí)中的疑問(wèn)，教師進(jìn)行即時(shí)解答，形成即問(wèn)即答的教學(xué)模式。實(shí)而時(shí)投票功能讓教師快速了解學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略；小組討論是以在線平臺(tái)為基礎(chǔ)，學(xué)生在平臺(tái)上發(fā)表自己的見(jiàn)解，與同伴進(jìn)行深入交流，這種互動(dòng)不僅提高了學(xué)生的參與度，也促進(jìn)學(xué)生之間的合作與溝通。

（三）強(qiáng)化試驗(yàn)教學(xué)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教育中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，但傳的實(shí)驗(yàn)教學(xué)受到設(shè)備不足、安全風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題限制，嚴(yán)重影響到整個(gè)教學(xué)效果，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)為解決這些問(wèn)題提供了新的途徑，特別是在強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，其作用日益凸顯。信息化教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)等方式，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)這種方式，模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，避免實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，讓學(xué)生在安全的環(huán)境中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。例如：在初中化學(xué)教學(xué)中，教師虛擬實(shí)驗(yàn)軟件來(lái)模擬化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察不同條件下化學(xué)反應(yīng)的變化，便于學(xué)生直觀理解化學(xué)反應(yīng)的原理，加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解[2]。

三、初中化學(xué)信息化教學(xué)現(xiàn)狀

（一）教學(xué)方式過(guò)于單一

當(dāng)前，很多初中化學(xué)教師在運(yùn)用信息化手段時(shí)，局限于使用PPT進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行展示，缺乏多樣化的教學(xué)方法。這種單一的教學(xué)方式嚴(yán)重限制學(xué)生的思維發(fā)展，使得課堂變得枯燥乏味，教師要探索多元化信息化教學(xué)手段，如利用虛擬實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)模擬軟件等，讓學(xué)生在互動(dòng)中學(xué)習(xí)，提高教學(xué)的趣味性和實(shí)效性。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足

化學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的學(xué)科，其理論知識(shí)較為抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易感到枯燥，信息化教學(xué)雖然提供豐富的多媒體資源，但如果不能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，其效果將大打折扣。因此，教師需設(shè)計(jì)有趣的教學(xué)活動(dòng)，如化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻、互動(dòng)問(wèn)答等，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索化學(xué)的奧秘，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（三）學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)不足

良好的學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)效果具有至關(guān)重要的作用，但在信息化教學(xué)中，很多學(xué)校和教師忽視學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)，教室內(nèi)信息化設(shè)備配置不足，網(wǎng)絡(luò)資源利用不充分，這些都限制信息化教學(xué)的深入實(shí)施。這時(shí)，學(xué)校要增加加大信息化教學(xué)設(shè)施的投入，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置，為學(xué)生創(chuàng)造充滿科技感的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生在良好的環(huán)境中自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率[3]。

四、信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）利用信息技術(shù)，開(kāi)展生活情境教學(xué)設(shè)計(jì)

信息化教學(xué)設(shè)計(jì)是指利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，系統(tǒng)規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程、教學(xué)資源等，提高教學(xué)效率。在初中化學(xué)教學(xué)中，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)幫助學(xué)生直觀理解抽象的化學(xué)概念，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的互動(dòng)性，提高其學(xué)習(xí)積極性。

例如：在《碳和碳的氧化物》單元中，針對(duì)“金剛石、石墨、C60”的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一系列生活情境教學(xué)活動(dòng)。利用多媒體展示金剛石、石墨、C60的結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)動(dòng)畫演示它們的形成過(guò)程和物理性質(zhì)的差異，讓學(xué)生直觀感受不同碳單質(zhì)的特性。設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上模擬金剛石和石墨的制備過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作了解它們的化學(xué)性質(zhì)和工業(yè)應(yīng)用。同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)資源，組織學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，搜集關(guān)于C60在醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，討論其在現(xiàn)實(shí)生活中的重要性和潛在價(jià)值。還要積極開(kāi)展生活化的問(wèn)題解決活動(dòng)，如設(shè)計(jì)相關(guān)情景：假設(shè)你是一名珠寶設(shè)計(jì)師，如何利用金剛石和石墨的特性設(shè)計(jì)一款獨(dú)特的首飾？通過(guò)這樣的活動(dòng)，讓學(xué)生將化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。通過(guò)上述信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，能使初中化學(xué)教學(xué)更加生動(dòng)有趣，幫助學(xué)生建立起化學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[4]。

（二）利用信息技術(shù)，開(kāi)展課前知識(shí)預(yù)習(xí)輔助

課前預(yù)習(xí)是教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其能幫助學(xué)生提前接觸新知識(shí)，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在化學(xué)教學(xué)中，由于化學(xué)知識(shí)的抽象性，課前預(yù)習(xí)尤為重要，通過(guò)預(yù)習(xí)，有利于學(xué)生對(duì)即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容有初步的了解，從而引導(dǎo)其課堂上進(jìn)行專注學(xué)習(xí)。

例如：在《二氧化碳和一氧化碳》教學(xué)時(shí)，教師利用PowerPoint、Prezi等軟件制作多媒體課件，將一氧化碳的物理性質(zhì)、可燃性、環(huán)氧性通過(guò)圖文并茂的方式呈現(xiàn)給學(xué)生。課件中包含一氧化碳的分子結(jié)構(gòu)圖、燃燒反應(yīng)動(dòng)畫演示、環(huán)氧反應(yīng)實(shí)驗(yàn)視頻，使學(xué)生能夠在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上對(duì)知識(shí)有直觀的認(rèn)識(shí)。教師引導(dǎo)學(xué)生訪問(wèn)教育資源網(wǎng)站，如Khan Academy、Bilibili教育頻道等，搜索關(guān)于一氧化碳的教學(xué)視頻和科普文章，讓學(xué)生觀看專業(yè)講解和實(shí)驗(yàn)演示，能深入理解一氧化碳的性質(zhì)和反應(yīng)。同時(shí)，利用Kahoot、Quizlet等互動(dòng)式學(xué)習(xí)平臺(tái)，設(shè)計(jì)與一氧化碳相關(guān)的問(wèn)答游戲和在線測(cè)試，學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中參與這些活動(dòng)，檢驗(yàn)自己的預(yù)習(xí)效果，在游戲中鞏固知識(shí)點(diǎn)。在課堂上，教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行針對(duì)性的講解和實(shí)驗(yàn)演示，通過(guò)提問(wèn)和討論，便于教師了解學(xué)生對(duì)一氧化碳性質(zhì)的理解程度，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。此外，教師利用信息技術(shù)收集學(xué)生的反饋信息，采用在線問(wèn)卷調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)感受和建議，以便不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)[5]。

（三）利用信息技術(shù)，開(kāi)展課內(nèi)知識(shí)試驗(yàn)探究

在初中化學(xué)教學(xué)中，如何利用信息技術(shù)有效引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)，特別是在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，是教師們關(guān)注的焦點(diǎn)[6]。本文以《二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)》這一課程為例，探討信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用?！抖趸嫉膶?shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)》是初中化學(xué)的重要內(nèi)容，涉及二氧化碳的制取原理、裝置搭建、收集方法、性質(zhì)檢驗(yàn)、驗(yàn)滿等多個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生掌握二氧化碳的基本知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究精神。在教學(xué)過(guò)程中，，教師制作多媒體課件，通過(guò)動(dòng)畫、視頻等形式，直觀展示二氧化碳的制取原理。如通過(guò)動(dòng)畫模擬石灰石與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的過(guò)程，幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，借助虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生在電腦上模擬二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取過(guò)程。這種模擬實(shí)驗(yàn)不僅安全，且能進(jìn)行反復(fù)操作，幫助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)步驟，理解實(shí)驗(yàn)裝置的搭建和使用。還要開(kāi)發(fā)互動(dòng)式學(xué)習(xí)軟件，通過(guò)游戲化學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在玩中進(jìn)行學(xué)習(xí)，加深對(duì)二氧化碳收集、檢驗(yàn)、驗(yàn)滿等知識(shí)點(diǎn)的理解。例如：設(shè)計(jì)“二氧化碳偵探”游戲，學(xué)生在游戲中利用實(shí)驗(yàn)操作“偵破”二氧化碳的秘密，并建立在線討論區(qū)，鼓勵(lì)學(xué)生在課后就實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行交流，教師充當(dāng)引導(dǎo)者的角色，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，共同解決問(wèn)題，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[7]。

（四）利用信息技術(shù)，開(kāi)展微觀模型3D演示

在初中化學(xué)教學(xué)中，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為提升教學(xué)效果的重要手段，傳統(tǒng)教學(xué)模式很難滿足學(xué)生對(duì)實(shí)踐操作的需求，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源、虛擬實(shí)驗(yàn)等手段，為學(xué)生提供直觀的學(xué)習(xí)材料，幫助學(xué)生全面掌握化學(xué)知識(shí)。特別是在《碳和碳的氧化物》這課程教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用3D化教學(xué)軟件進(jìn)行微觀模型的3D結(jié)構(gòu)空間演示，幫助學(xué)生直觀理解化學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

例如：在《碳和碳的氧化物》課程中，金剛石、石墨、富勒烯等碳的同素異形體，其微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜。通過(guò)3D模型，學(xué)生360度全方位觀察這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，理解它們?cè)诳臻g中的排列方式，從而更深刻地認(rèn)識(shí)到物質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性。同時(shí)，3D演示能夠增強(qiáng)學(xué)生的空間想象能力，化學(xué)中的很多概念都要學(xué)生具備較強(qiáng)的空間想象能力，如分子間的相互作用、化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理等。通過(guò)3D化教學(xué)軟件的動(dòng)態(tài)演示，學(xué)生在虛擬空間中觀察到分子或原子的運(yùn)動(dòng)軌跡，理解化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力具有重要意義。教師利用3D化教學(xué)軟件設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與到模型的構(gòu)建和操作中來(lái)，學(xué)生利用軟件自己搭建碳的同素異形體模型，或者模擬化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，這種互動(dòng)體驗(yàn)提高學(xué)生的參與度[8]。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在信息化浪潮的推動(dòng)下，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)已成為初中化學(xué)教學(xué)改革的重要方向，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)能為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)方式，利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等工具，學(xué)生接觸到直觀的化學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)方式，有助于學(xué)生對(duì)抽象化學(xué)概念的理解，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。然而，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)在實(shí)施過(guò)程中也面臨著各種挑戰(zhàn)，如何平衡技術(shù)使用與教學(xué)內(nèi)容的關(guān)系，如何確保所有學(xué)生都能平等地接觸到信息化資源，以及如何培養(yǎng)教師的信息化教學(xué)能力等問(wèn)題，都需要教師進(jìn)行進(jìn)一步研究。未來(lái)，我們應(yīng)繼續(xù)深化研究，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)的深度融合，為學(xué)生創(chuàng)造高效、有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)，我們也期待教育部門、學(xué)校、教師和學(xué)生共同努力，推動(dòng)信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用，共同促進(jìn)教育現(xiàn)代化進(jìn)程。

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