信息技术与化学教学深度整合的实践_信息技术与化学教学深度融合的实践研究

江西生物技术职业学院是隶属于江西省农业和农村厅的一所农业高职院校，以培养现代农业技术和农村振兴所需人才为特色。学院动物科学系以深化专业建设为重点，不断推进产教融合、教育信息化、专业（群）建设，在办学过程中不断增强为“农村振兴”和区域经济社会发展服务的能力，教育取得重大进展和重大突破，取得了良好的经济效益和社会效益。

农业职业教育中的化学教学是学校的重点基础教学课程。为了跟上时代步伐，促进专业建设，动力系针对化学教学中存在的问题，创造性地将信息技术应用于化学教学，通过“课程整合”和“深度整合”取得了良好的教学效果。

信息技术与化学教学

深度整合创新

深度整合是课程整合逐步发展起来的一个新概念。深度整合源于课程整合，是课程整合的进一步发展和深度整合。课程整合注重学习资源的建设和教学方法的改革；深度整合注重学习资源的开放共享应用，实现课程和教学的结构性变革。主要创新点如下：

1、提出“宏-模型-微”的教学设计理念

化学中有很多种“符号”，包括组成、结构和变化的符号。表示成分的符号包括元素符号和化学式，表示结构的符号包括原子结构图、电子式和结构式，表示变化的符号包括化学方程式、离子方程式和电极反应式。实验装置图也是广义上的“符号”。

以提高学生“宏观识别、微观分析”等核心化学素质为目标，动力系创新提出了“宏-符号-微观”和“宏-模型-微观”教学设计深度融合的概念，以“符号”和“模型”为桥梁，构建“宏”和“微观”，帮助学生形成一定的学习方法和策略，引导学生在原子和分子水平上理解材料组成的规律，帮助学生形成“结构决定性质，性质决定应用”的概念，提高学生从“微观-宏观”角度分析和解决问题的能力。

2、开发二维和三维教学模式

化学是一门通过宏观现象研究微观世界的自然科学。微观世界中的原子、分子和其他粒子是看不见或摸不着的。目前，没有仪器能够捕捉晶体的内部结构或化学键的键合过程。传统的教学方法很难使其具体化、形象化，学习也很困难。

动物科学系开发了基于符号和模型的二维和三维教学模型。二维模型是指微观结构和实验动画，主要用于计算机、手机和投影仪等多媒体设备；3D模型是指微观结构模型VR软件，主要用于手机、VR眼镜等设备。二维模型可以通过动画等软件开发。二维模型包括一系列微观结构（如氯化钠）的二维动画。文件格式为流媒体，可以实现播放和暂停等简单交互。3D模型是使用3D Studio MAX、unity 3D等软件和虚拟现实技术开发的。它可以旋转，放大，缩小和移动360度与您的手指在您的手机，具有良好的互动效果。三维模型包括78个浸入式虚拟现实软件，包括化学键、晶体结构、杂化轨道理论等。由动力学系自主开发的虚拟现实软件已获得数十项国家计算机软件版权。

3、创新四阶段实验教学模式

传统的实验教学是一个从教师讲解演示、学生模仿实践到自主操作的三阶段实验教学过程。

动物科学系创新设计了四阶段实验教学模式，学生观看微格课，教师讲解演示，学生模仿实践，学生自主操作。这四个阶段不是简单的线性关系，而是不断变化的非线性关系。

动物科学系的教学实践证明，通过在教学过程中增加观看微操课的环节，加强实验教学的示范效果，学生的基本操作技能得到显著提高，取得了显著效果。

事实上，四阶段实验教学模式仍然是线上和线下混合学习的结合。学生观看实验微课堂是在线学习，教师在课堂上的讲解和演示、学生的模仿练习和自主操作是线下学习。

信息技术与化学教学

深度整合解决教学问题

1、解决信息素养滞后问题

信息技术与化学教学的深度融合要求以信息技术为手段。首先，要提高教师和学生的信息技术素养，解决信息素养滞后的问题。学校派教师积极参加各种计算机培训和信息技术教学研讨会，鼓励教师自主学习信息技术，使教师保持终身学习的习惯。

信息技术基础课是落实道德、育人、提高学生信息素养的重要起点。提高学生的信息技术素养是信息技术基础课的一项重要任务。学校鼓励教师自主开发各种信息技术学习资源。根据材料，有纸张、光盘、网络等载体，根据形式，有单机版、网络版、微类版、二维码手机版、VR软件等资源类型，根据软件，有WindowsXP、windows7、windows10等版本。编辑出版信息技术教材10本，光盘3张，开设信息技术精品课程3门。近年来，教师和学生参加了各种比赛，获得一等奖32项，二等奖41项，三等奖75项。

2、解决学习资源不足问题

传统的化学教学数字化学习资源匮乏。信息技术与化学教学深度融合的首要任务是自主开发高质量的化学学习资源。信息技术与化学教学深度融合的主体是化学课程，而不是信息技术。没有化学知识，就没有深度整合的对象和内容。深度整合的出发点和落脚点是化学课程。

学院动力系教师参与了国家中职规划教材《化学网络课程》的开发，建设了三门省级化学精品课程，编写了《信息技术与化学教学深度融合专著》和《现代仪器分析》教材，并发表了29篇关于信息技术与化学教学深度融合的文章。教学改革的成果得到了学生、同行、社会和教育部门的认可，并获得了八项教学成果奖。

学院动力系重点利用多种软件开发高质量的学习资源，解决学习资源匮乏的问题，如用acd/chemsketch绘制化学仪器和化学，用Dreamweaver、PHP、SQL server等技术构建精品课程网站，以及利用3D Studio MAX、unity 3D等虚拟现实技术开发和生产虚拟现实软件。

3、解决教学模式单一的问题

传统的教学模式是单一的以教师为中心的教学模式，难以充分发挥学生的主体作用。

动物科学系构建了“学生为主体、资源为载体、教师为主导”的主导学科教学模式，实现了线上线下混合学习，改革了传统的教学组织形式、课堂信息传递方式和教学评价方式，解决了单一教学模式的问题。主导主体教学模式既要发挥教师的主导作用，又要充分体现学生的认知主体作用。与传统教学相比，发生了两个变化：“以教师为中心”变为“以学生为中心”，“知识灌输”变为“知识建构”，培养了学生的自主学习能力和探索精神。

经过25年的实践、反思和改进，动力科学系实现了情境教学法、学习内容可视化、创新教学模式、自主学习方法、网络教学活动和探索性学习过程，显著提高了学生的信息技术素养和利用信息技术构建知识的能力，提高了教学质量，有效培养了学生的合作学习乃至终身学习习惯，有效提高了化学公共基础课的教学效果。

（俞德润曹亚轩黄洁珠）