化學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)并結(jié)合“宏微符”三重表征的學(xué)科，在教育教學(xué)過(guò)程中不僅需要深入分子和原子層面進(jìn)行微觀分析，同時(shí)需要根據(jù)學(xué)科本身的符號(hào)特色開展教學(xué)。為更好地達(dá)到教學(xué)效果，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在教育現(xiàn)代化過(guò)程中有大量的教學(xué)軟件被開發(fā)。為進(jìn)一步了解高中一線化學(xué)教師對(duì)教學(xué)軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀，本文對(duì)蘭州市某市級(jí)示范校教師進(jìn)行調(diào)查，研究發(fā)現(xiàn)許多高中化學(xué)教師對(duì)軟件的應(yīng)用率及應(yīng)用程度均偏低且不同學(xué)歷教師的使用水平有一定差異。因此建議教師個(gè)人、學(xué)校以及師范生培養(yǎng)重視化學(xué)教學(xué)過(guò)程中的教學(xué)軟件應(yīng)用，幫助學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展其核心素養(yǎng)。

2018年4月13日，教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》引領(lǐng)推動(dòng)教育信息化升級(jí)，將教育信息化作為教育現(xiàn)代化的支撐，帶動(dòng)我國(guó)教育改革發(fā)展，推動(dòng)教育理念更新、模式變革、體系重構(gòu)，使我國(guó)教育信息化發(fā)展水平走在世界前列。同時(shí)，2020年初“新型冠狀病毒肺炎”（曾用名）在全世界范圍內(nèi)暴發(fā)，為社會(huì)各行各業(yè)造成了嚴(yán)重影響。這也導(dǎo)致全國(guó)各省市必須根據(jù)自身實(shí)際開展“停課不停學(xué)”的線上教學(xué)模式，這一授課模式對(duì)教師和學(xué)生均提出了很高的要求，尤其是對(duì)部分信息技術(shù)水平不高的教師。而化學(xué)作為各學(xué)科中較特殊的一門學(xué)科，不僅擁有自身的符號(hào)，還必須將宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和微觀世界中分子和原子的變化相結(jié)合并向?qū)W生展示。化學(xué)的一系列學(xué)科特色也為教師的線上有效教學(xué)帶來(lái)了不同程度的挑戰(zhàn)。

在平常的化學(xué)教學(xué)和命題過(guò)程中，各類化學(xué)教學(xué)軟件的應(yīng)用也非常重要?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》倡導(dǎo)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，其中素養(yǎng)1為“宏觀辨識(shí)與微觀探析”，說(shuō)明了化學(xué)反應(yīng)微觀本質(zhì)的理解對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性。而在幫助學(xué)生培養(yǎng)宏微結(jié)合思想的時(shí)候，一些化學(xué)軟件的使用則具有巨大的優(yōu)勢(shì)。另外在化學(xué)命題過(guò)程中會(huì)經(jīng)常遇到實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)流程圖等平常軟件不能完成的任務(wù)，這對(duì)教師的信息化水平提出了進(jìn)一步的要求。因此了解教師對(duì)教學(xué)軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀才能幫助教師提升信息素養(yǎng)和教學(xué)水平，幫助學(xué)生發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和綜合信息素養(yǎng)。

1 對(duì)常用教學(xué)軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀

在日常教學(xué)中最常用的軟件包括微軟公司開發(fā)的基于Windows操作系統(tǒng)的Microsoft辦公軟件套裝以及金山公司開發(fā)的WPS兩種，尤其是Microsoft辦公軟件中的PowerPoint在以投影多媒體教學(xué)為主流的當(dāng)下更是發(fā)揮出了無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)筆者所在學(xué)校所有教師都會(huì)較熟練地運(yùn)用該軟件進(jìn)行教學(xué)，但是在制作多媒體課件的技術(shù)含量、效率質(zhì)量和美觀程度等方面，年輕教師尤其是教育部直屬公費(fèi)師范大學(xué)畢業(yè)生和研究生學(xué)歷的教師相對(duì)老教師更勝一籌。

PowerPoint雖然在教學(xué)中應(yīng)用范圍很廣，但是由于各學(xué)科自身的獨(dú)特性，使其在部分學(xué)科教學(xué)中具有一定的局限性。如在化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)遇到可逆反應(yīng)，需要用可逆符號(hào)“”表示，而在其字符庫(kù)中無(wú)該符號(hào)存在。另外在化學(xué)學(xué)科教學(xué)過(guò)程中多種多樣的實(shí)驗(yàn)儀器和圖表也很難表示，因此作為化學(xué)教學(xué)工作者，學(xué)會(huì)使用其他化學(xué)學(xué)科特有的教學(xué)軟件顯得很有必要。

2 對(duì)化學(xué)教學(xué)軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 化學(xué)金排簡(jiǎn)介及應(yīng)用現(xiàn)狀

化學(xué)金排是金龍軟件開發(fā)組專門為化學(xué)工作者定制的，是一款基于微軟Word、PowerPoint平臺(tái)的專業(yè)排版輔助軟件，該軟件提供了多種實(shí)用功能，在化學(xué)學(xué)科教學(xué)以及試題命制過(guò)程中具有極大作用。其中包含有大量的實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)裝置、微觀結(jié)構(gòu)模型、電子式、原子結(jié)構(gòu)示意圖、工業(yè)流程圖以及試題命制模板（如圖1所示），是化學(xué)教師和命題工作者的必備工具。

該軟件目前支持在Word、PowerPoint中編輯，制作所得圖片可隨意進(jìn)行復(fù)制粘貼。同時(shí)該軟件具有自動(dòng)識(shí)別化學(xué)元素符號(hào)、化學(xué)式上下角標(biāo)、自動(dòng)配平等智能化功能，如教師輸入“Fe2O3+CO＝Fe+CO2”后通過(guò)智能配平功能即可得到修改又可得到配平后的方程式“Fe2O3+3CO＝2Fe+3CO2”。

雖然化學(xué)金排具有強(qiáng)大的功能，但是在對(duì)筆者所在的蘭州市某市級(jí)示范校全體高中化學(xué)教師進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，一線化學(xué)教師對(duì)此軟件的應(yīng)用率普遍很低。具體現(xiàn)狀如圖2所示，有62.5%的教師沒有聽說(shuō)過(guò)這一軟件，僅有20.8%的教師有基本掌握，幾乎沒有人能夠基本掌握和熟練運(yùn)用此軟件。同時(shí)對(duì)該校具有研究生學(xué)歷和本科學(xué)歷的教師對(duì)比發(fā)現(xiàn)顯著性差異（雙側(cè)）為0.554，說(shuō)明不同學(xué)歷的教師對(duì)該軟件的應(yīng)用程度無(wú)明顯區(qū)別。這一結(jié)果也從側(cè)面反映出化學(xué)教學(xué)軟件在中學(xué)化學(xué)教學(xué)和國(guó)家?guī)煼督逃械膰?yán)重缺失（見圖2）。

2.2 ChemBioOffice簡(jiǎn)介及應(yīng)用現(xiàn)狀

ChemBioOffice是由CambridgeSoft開發(fā)的綜合性科學(xué)應(yīng)用軟件包，主要包含ChemBioDraw、ChemBio 3D、ChemFinder和ChemBioDraw for Excel四大模塊，其中可用于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的有ChemBioDraw和ChemBio 3D兩模塊。

如圖3所示，ChemBioDraw主要用于有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中電子式、自由基基團(tuán)、有機(jī)化學(xué)方程式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、原子軌道、復(fù)雜環(huán)狀化合物的書寫，對(duì)所寫物質(zhì)命名、相對(duì)分子質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算、核磁共振氫譜和核磁共振碳譜以及質(zhì)譜的預(yù)測(cè)，常見實(shí)驗(yàn)儀器的組裝等。值得一提的是在進(jìn)行電子式書寫時(shí)，可以通過(guò)不同原子和電子的顏色不同展示形成共價(jià)鍵時(shí)原子間電子對(duì)的共用以及原子中孤電子對(duì)的存在形式，能在很大程度上幫助學(xué)生從微觀角度理解共價(jià)化合物中電子對(duì)的共用現(xiàn)象。

ChemBio 3D則是專門為化學(xué)家設(shè)計(jì)的分子可視化應(yīng)用，化學(xué)工作者可以通過(guò)觀察3D分子模型圖形研究有機(jī)化合物的三維結(jié)構(gòu)。如圖4所示，向右側(cè)的結(jié)構(gòu)式輸入框中有機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式或無(wú)機(jī)化學(xué)式，在左側(cè)即可展示對(duì)應(yīng)的3D分子模型，該模型支持空間全方位旋轉(zhuǎn)觀察，以丙烯為例可以直觀地看到分子中的鍵長(zhǎng)、鍵角，也可以為所有原子進(jìn)行編號(hào)，還可以觀察碳碳雙鍵相連原子的共平面性、碳碳單鍵的可旋轉(zhuǎn)性、碳單鍵的四面體構(gòu)型等性質(zhì)，尤其在幫助學(xué)生理解有機(jī)物分子中原子的共平面?zhèn)€數(shù)時(shí)具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。另外球棍模型和比例模型之間可以相互轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生進(jìn)一步理解有機(jī)物分子的真實(shí)存在狀態(tài)，培養(yǎng)其微觀探析意識(shí)。同理，無(wú)機(jī)物空間構(gòu)型在幫助學(xué)生理解分子的立體構(gòu)型、幫助學(xué)生在長(zhǎng)時(shí)間接觸球棍模型后對(duì)物質(zhì)的實(shí)際存在狀態(tài)有更加清楚的了解（見圖4）。

ChemBioOffice在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中具有巨大的優(yōu)勢(shì)，在對(duì)我校全體化學(xué)教師進(jìn)行調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)結(jié)果如圖2所示。無(wú)論是ChemBioDraw還是ChemBio 3D在教師群體中的應(yīng)用程度較低，應(yīng)用過(guò)兩個(gè)軟件的比例分別約為58.3%和41.7%，有較大差距。若對(duì)圖2中教師對(duì)軟件的應(yīng)用程度由低到高分別用1～5進(jìn)行表征，通過(guò)SPSS 23.0（Statistical Product and Service Solutions）軟件分析發(fā)現(xiàn)最高學(xué)歷為本科和碩士研究生的總得分分別為2.385分和2.79分，同時(shí)通過(guò)t檢驗(yàn)求得顯著性值（雙側(cè)）為0.245，說(shuō)明本科和碩士研究生畢業(yè)教師在應(yīng)用ChemBioOffice進(jìn)行教學(xué)時(shí)具有一定差異。

3 疫情期間教師對(duì)教學(xué)軟硬件設(shè)施的應(yīng)用現(xiàn)狀

自進(jìn)入2020年，全國(guó)人民加入共同與“新型冠狀病毒肺炎”的斗爭(zhēng)中，全國(guó)各地積極響應(yīng)教育部號(hào)召開展“停課不停學(xué)”的線上教學(xué)活動(dòng)。這一教學(xué)模式要求教師要將傳統(tǒng)的課堂授課轉(zhuǎn)變?yōu)榭恐辈ノ龑W(xué)生聽課的遠(yuǎn)程課堂，所有的教學(xué)內(nèi)容必須在電腦屏幕上進(jìn)行演示，而對(duì)于高中各學(xué)科尤其是理科學(xué)科而言，有大量的圖形、計(jì)算需要向?qū)W生進(jìn)行演示。在此過(guò)程中，大部分教師使用的唯一教具為PPT中的“筆”或“激光筆”等工具用鼠標(biāo)進(jìn)行緩慢書寫。

筆者就在網(wǎng)課期間應(yīng)用到的數(shù)位板和教學(xué)演示工具電子教鞭Pointofix進(jìn)行推薦和簡(jiǎn)單說(shuō)明以供讀者需要。數(shù)位板又名繪圖板、繪畫板、手繪板等，是計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的一種，通常是由一塊板子和一支壓感筆組成，可以通過(guò)數(shù)據(jù)線將書寫在數(shù)位板上的內(nèi)容傳輸至計(jì)算機(jī)中，從而向?qū)W生進(jìn)行展示。Pointofix為一款僅有3MB大小的電子教鞭，運(yùn)行時(shí)將屏幕畫面固定成為電子白板，運(yùn)用多種顏色、不同大小的畫筆工具可以進(jìn)行書寫演練，還擁有橡皮擦、各種箭頭、保存、打印等常用功能，應(yīng)用起來(lái)十分簡(jiǎn)單快捷。數(shù)位板和Pointofix的組合使用效果如圖5所示。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

在新課程理念的指導(dǎo)和新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求下，化學(xué)教學(xué)對(duì)教師的信息化水平和化學(xué)教學(xué)軟件的使用提出了相應(yīng)的更高要求。作為一門自然科學(xué)，化學(xué)能夠幫助學(xué)生通過(guò)深入認(rèn)識(shí)物質(zhì)微觀本質(zhì)進(jìn)而理解物質(zhì)宏觀變化并用化學(xué)符號(hào)對(duì)其進(jìn)行表征，能對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展起到舉足輕重的作用。無(wú)論是幫助學(xué)生理解肉眼看不見的微觀世界還是在日常教學(xué)中的備課備考，化學(xué)教學(xué)軟件的應(yīng)用均具有四兩撥千斤之效。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)雖然現(xiàn)在中學(xué)化學(xué)教師學(xué)歷逐年提升，教師的化學(xué)專業(yè)能力逐漸增強(qiáng)，但是在教學(xué)過(guò)程中教學(xué)軟件的使用比例和應(yīng)用程度均偏低。同時(shí)在對(duì)教師最高學(xué)歷進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，目前一線化學(xué)教師對(duì)化學(xué)教學(xué)軟件的應(yīng)用率均較低，但是研究生學(xué)歷畢業(yè)的教師相對(duì)而言比本科學(xué)歷畢業(yè)的教師在教學(xué)軟件的應(yīng)用深度和廣度上均相對(duì)較好。

4.2 建議

基于以上研究結(jié)論，目前高中化學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中教學(xué)軟件的使用水平偏低，最根本在于教師自身對(duì)信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，教師作為知識(shí)傳播者和方法的傳遞者，應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)逐步提升自己的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)。因此為提升一線教師的信息素養(yǎng)，筆者建議從以下三個(gè)方面進(jìn)一步采取措施：①教師個(gè)人。作為教師應(yīng)當(dāng)不斷反思自身在教學(xué)上存在的困難和挑戰(zhàn)，認(rèn)識(shí)到化學(xué)教學(xué)軟件的使用在教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，從自身教學(xué)需求出發(fā)學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)軟件，提升教學(xué)質(zhì)量。②學(xué)校輔助。學(xué)校教研組是實(shí)施學(xué)科教育的中堅(jiān)力量，其中教師對(duì)各類化學(xué)教學(xué)軟件的使用水平參差不齊。學(xué)?？梢越M織教師在教研組會(huì)或兄弟學(xué)校交流培訓(xùn)過(guò)程中對(duì)教學(xué)過(guò)程中常用的教學(xué)軟件進(jìn)行集中學(xué)習(xí)，相互學(xué)習(xí)借鑒。③師范生培養(yǎng)。未來(lái)的教育水平主要決定于現(xiàn)在的師范生培養(yǎng)，師范生的信息化教學(xué)水平也將決定學(xué)生在基礎(chǔ)教育中的信息素養(yǎng)發(fā)展。目前教師的教學(xué)軟件使用率偏低的一個(gè)主要原因在于師范生期間的學(xué)習(xí)主要集中于對(duì)專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng)，一定程度上忽視了教學(xué)軟件對(duì)化學(xué)教育教學(xué)的促進(jìn)作用。因此筆者建議在師范生培養(yǎng)中應(yīng)當(dāng)添加教學(xué)信息化的相關(guān)課程，提升教師綜合素養(yǎng)。

本文系2023年度蘭州市教師“個(gè)人課題”《高中化學(xué)教師教學(xué)規(guī)范化現(xiàn)狀的調(diào)查研究》階段性成果，項(xiàng)目編號(hào)：LZ〔2023〕GR1136 。

（作者單位：甘肅省蘭州新區(qū)高級(jí)中學(xué)）