基于学科理解指向深度学习的高中化学数字化教学实践

数字技术发展迅速，给高中化学教学给予了新的机遇，传统教学模式已无法契合新时代学生对于深入学习的需求，高中化学学科有着概念抽象、实验性较强以及知识体系复杂等特性，学生在学习进程中普遍存在理解较为浅显、思维呈现碎片化、实验操作受到限制等问题，充分发挥数字技术的优势，构建以深度学习为导向的教学模式，对于提升化学教学效果有着关键作用。凭借数字化教学实践探索，可培养学生的化学学科核心素养，提高化学学习质量。

一、数字化教学资源建设与应用

数字化教学资源建设以高中化学学科特点为基础，着重针对微观分子结构、化学反应过程以及实验操作规范等有一定难度的内容来开展资源开发工作，其借助教学资源库平台，对微课、动画、仿真实验等多种不同类型的资源形式加以整合，构建起一套完整的数字化资源体系，在人教版高中化学必修第二册第七章有机化合物的教学当中，依据乙烯分子结构特点以及其聚合反应机理，设计并制作了三维动态分子模型以及反应过程动画，可直观地呈现出碳原子成键的特点以及聚合物的生成过程。数字化资源的应用采用多层次、立体化的方式，一方面可契合课堂教学的需求，另一方面也可为学生的自主学习提供支持，资源设计十分注重知识点的系统性与关联性，把化学反应原理、实验剖析以及应用实践等内容有机地融合在一起，形成一个完整的知识网络[1]。

二、深度学习导向的教学模式设计

深度学习教学模式的设计聚焦于培养学生的化学学科核心素养，着重突出学生在学习进程中的深度参与以及思维能力的提升，其教学设计依照“情境创设—问题剖析—概念构建—应用迁移”的路径来进行，引领学生于真实情境里展开剖析性学习，在教学过程当中融入数字化工具给予支持，借助数据采集分析、在线测评等方式，及时了解学生的学习状况。在人教版高中化学必修第二册第六章化学反应与能量单元教学里，针对化学反应速率影响因素剖析实验，学生借助数字化实验系统记录反应过程的数据，经由数据分析探寻规律，形成科学认知，教学活动的设计注重培育学生的化学思维品质，引导学生运用已有的知识去解决新问题，达成知识的迁移以及能力的提升[2]。

三、基于学科理解的教学实践探索

（一）虚拟仿真实验教学实践

虚拟仿真实验教学实践聚焦于解决传统实验教学里存在的难点以及痛点问题，以人教版高中化学必修第二册第五章的实验活动 5“不同价态含硫物质的转化”为例，开发了虚拟仿真实验系统，借助该系统，学生可在虚拟环境里对实验进行反复操作，观察硫元素不同价态化合物之间的转化过程。虚拟仿真实验系统设定了多个实验参数，像温度、浓度、催化剂等，学生依靠对这些参数进行调节，以此观察实验现象的变化，加深对反应条件以及规律的理解，在实验过程中，系统会实时记录数据，并生成实验报告，方便学生进行分析总结，虚拟仿真实验教学保证了实验的安全性，还突破了实验教学在时空方面的限制，使得学生可在实践剖析中掌握化学实验技能，培养科学剖析精神[3]。

（二）可视化概念理解教学实践

可视化概念理解教学实践着重关注化学学科里抽象概念以及微观过程的形象化呈现，依靠数字化技术搭建化学概念可视化模型，把抽象的化学概念转变成具体的视觉形象，拿人教版高中化学必修第二册第七章乙烯与有机高分子材料教学当作例子，利用分子结构可视化软件呈现乙烯分子的空间构型以及电子云分布，以此帮助学生领会碳碳双键的本质特征，再结合动态三维模拟来演示乙烯聚合反应的过程，呈现出单体分子逐个连接形成聚合物的微观机理，可视化教学手段切实有效地减轻了学生的认知负荷，激发了学习兴趣，加深了对化学概念的理解与记忆。

四、结语

数字化教学实践全面呈现出学科理解指向深度学习的教学理念，借助虚拟仿真实验、可视化教学等手段，切实突破了传统教学的局限，教学实践探索显示，数字化教学模式可激发学生的学习兴趣，培育化学思维品质，提高实验技能水平，基于学科理解的深度学习路径，促使高中化学教学从知识传授向能力培养转变，推动学生全面发展。在未来的教学实践里，需持续探寻数字技术与化学教学深度融合的有效途径，持续提升教学效果。

参考文献

[1]黄华文,张贤金,李似麒.基于学科价值的高中化学深度学习实践研究[J].教学与管理,2024,(10):54-57.

[2]胡先锦.基于问题解决指向学科理解——高中化学教学转型的探寻[J].化学教学,2021,(03):34-37.

[3]张克龙.基于学科理解的深度学习化学课堂教学策略[J].中小学课堂教学研究,2022,(06):44-47+52.