中学化学获奖论文论信息技术与化学课程整合的三种模式

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中学化学获奖论文论信息技术与化学课程整合的三种模式
摘要：在整合的过程中, 根据教学内容的不同, 应用的手段也存在较大的差异, 形式多种多样。学习是获取知识的过程。教师为学生提供一种环境, 使学生在追求学习目标和问题解决的活动中, 可以使用多种多样的工具和信息资源,并且能够相互合作和相互支持。信息技术是为了增强知识的直观性、可视性而呈现, 是为了让学习疲劳的学生放松一下的载体, 是为了扩大知识视野的窗口, 它无法代替教师的情感作用, 也无法替代教师的指导作用和人格魅力影响作用。
关键字：信息技术   课程整合     三种模式  
信息技术已经进入教育教学领域,教师应尽可能把学科内容与信息技术进行整合, 培养学生的创新精神和实践能力。从学科教学的角度看,整合是学科教学的一场深入改革, 它既是教育信息化本身的要求, 也是深化学科教育教学改革的一个重要的理论与实践问题。在课程整合的教学模式中, 要强调学生的主体性, 充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。在整合的过程中, 根据教学内容的不同, 应用的手段也存在较大的差异, 形式多种多样, 笔者将其归类为以下三种基本模式。
一、以教师为主体的多媒体演示模式
以教师为主体的多媒体演示模式是运用计算机多媒体技术, 进行电子备课和多媒体课堂授课。该模式适合抽象内容的学习以及阶段性知识总结, 能有效地优化课程结构, 提高教学效率。
1.化学反应过程中的分子运动、有机化学反应过程中化学键的断裂及形成、微观物质结构及其微观粒子运动等知识点都可以通过 CAI 把难以用验演示的动态过程展示在学生面前, 使抽象的概念变为具体的形象。如在讲到“原电池、电解、电镀原理”章节时, 可先从宏观角度演示导电性实验, 再用计算机模拟从微观角度解释微观粒子的运动情况,这样将抽象的内容形象化, 降低了教学难度, 使得教学难点顺利突破。
2.在教学过程中, 还会遇到课堂中难以实现的化学实验的模拟, 例如, 装置复杂、实验经费昂贵, 操作技术要求高的实验, 危险系数高、有污染的实验,反应速度较慢、需很长时间操作的实验, 重要的化学史实验等。用计算机演示, 并在演示过程中用特技手段剖析微观世界的运动规律, 使抽象变为具体, 在理论和实践的鸿沟上架起了桥梁, 其教学效果是传统教学手段无法比拟的。在具体的教学过程中, 教师要精心设计课堂授课计划和程序安排, 包括文本内容、规格、颜色、图形、多媒体剪辑、放映方式设计等内容。要简单、明快, 直接推出主题, 尽量避免不必要的带有刺激性和偏离主题的设计与技巧; 在文本处理上也应尽量避免大篇幅板书、公式的显示, 否则即使教师在授课时朗读显示的文本, 对于重点内容的检索、理解、记忆也帮助很小; 在人机联系方面, 操作要尽量简单, 避免教师在授课时占用过多的时间操作机器, 影响教学, 应回避游戏中的交互方式, 如发出不必要的声响, 显示不必要的图像等, 应尽量参考图片和有关资料, 避免设计出不真实的画面, 扭曲真实的科学现象或产生假像, 引起误导。另外, 化学是一门以实验为基础的学科, 在实验过程中可以培养学生的动手能力、观察能力、创新思维能力, 因此应注意能通过实验展示的现象和短时间能够实现的实验一般不选用多媒体来替代, 一切能够用实验研究的问题就不要脱离实验, 因为实验的教学功能是任何手段替代不了的, 学生在实验中所经受的思维、操作、分析、观察能力的锻炼, 实验中情绪、意志、毅力等品质的形成只能通过实验来实现。
二、基于网络的自主学习模式

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通过信息技术与学科课程的有效整合可以实现一种理想的学习环境和全新的、能充分体现学生主体作用的学习方式, 从而彻底改革传统的教学结构和教育本质, 达到培养大批创新人才的目的。网络的自主学习模式首先要求学生对课本的内容进行阅读, 充分运用网络资料作为课本知识的补充, 进行研究性学习, 让学生自己来探索, 成为学习的主导者。在教学中不是由教师向学生呈现已有的知识和结论, 而是由老师提出问题, 给出任务, 让学生利用网络资源在复杂的情境中进行探索, 去研究和发现隐藏在问题和学习材料中的规律, 获得新知识、新方法及情感体验, 提高学生自主获取信息和加工、整理、应用信息的能力。这种教学模式下, 学生的注意力和学习态度会有明显改善, 学生在没有畏惧心理的环境下获取信息, 并开始从被动的知识接受者转变为主动的探索者和个性化的独立学习者, 学习的兴趣、能力和效率越来越高, 同时学生还能掌握一些自主学习和研究的方法, 为学生今后自学和终生学习打下了良好的基础。这种新的教育模式也促使教师的观念和行为发生深刻的变化, 从根本上改变了传统的师生关系和交往方式。教师从大量重复性教育活动中解放出来, 将创造力献给更具挑战性和个性化的师生交往与共同探索。此种方法多用于研究性学习。
三、利用信息技术，构建交互型课堂教学模式
交互式课堂教学模式是指在多媒体网络教室里, 以多媒体信息为传输媒介的开放式教学模式, 是教学过程中的主体模式。该模式的体现形式主要是以人机(指人与计算机) 交互为主导, 人与人交互( 指学生与学生间交互、学生与教师间交互等) 为辅实现学习目标, 是一种很能适应学生个性化学习的有效方式。

学习是获取知识的过程。建构主义学习理论认为, 知识不是通过教师传授得到的, 而是学习者在一定的情境中, 借助其他人( 包括教师和学习伙伴) 的帮助, 利用必要的学习资料, 通过意义建构的方式而获得。这就要求教师为学生提供这样一种环境, 使学生在追求学习目标和问题解决的活动中, 可以使用多种多样的工具和信息资源, 并且能够相互合作和相互支持。这一模式的实施需要进行如下步骤。
1.组织学习素材资源, 创设探究学习情境。
教师要开发组织学生自主学习的多种媒体教学资源,并加以优化组合, 这些资源主要包括媒体素材 ( 文本、图形、图像、音频、视频等)、试题、试卷、文献资料、常见问题解答和资源目录索引等, 另外再提供一些化学资料网址、故事书、博物馆地址、实物仪器等,教师还可以把有关资源上传到教学网站, 让学生在相关区域实施学习。该方式充分体现了教师的指导和组织作用, 避免了学生在网上的“信息过量”和“信息迷航”, 使学生在既开放又相对封闭的环境中学习。教师在研究、设计、开发教学媒体资源的过程中,充分运用现代信息技术, 利用多媒体计算机综合处理图形、图像、动画、视频以及声音、文字和语言、符号等多种信息的功能, 从声音、色彩、形象、情节、过程等方面, 设计出具有某种“情境”的学习“任务”, 从而激发学习者参与交互式学习的积极性, 在交互过程中去完成问题的理解、知识的应用和意义的建构。
2.指导学生进行人机交互学习。

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学生学习时首先点击教学网站, 进入学习网页, 教师讲述操作要领及所用到的一些工具, 布置任务然后让学生自行操作, 学生可以根据自己的实际情况进行个性化学习,这样就弥补了课堂上老师不能满足所有学生不同需求以及只能在课堂上进行学习的不足。学生在学校
开放的网络环境中自主学习, 在资源库里查找资料,了解自己学习的内容中涉及到的化学科学的发现史以及当前的研究发展状况, 在整个教学过程中, 学生的主体性和个性得到很好的体现, 这样的教学氛围十分有利于学生创新精神和问题解决能力的培养。同样, 教师通过合作的任务, 发挥了自己的主导作用, 以各种形式、多种手段帮助学生学习, 进一步调动了学生的学习积极性。
3.借助测评工具, 进行自我学习评价, 及时发现问题, 获取反馈信息。学生利用练习题库和在线测试系统进行练习巩固, 分层练习时按梯度从易到难, 这样就能有效地控制教学秩序, 也能使不同程度的学生得到不同的练习。通过信息技术与课程整合使学生在学习中有效地学习使用信息技术, 培养学生的信息素养, 可以使学生在学科教学中提高学习的主动性, 提高学习的质量和效率。整合的思想应以整体的、联系的、发展的、变化的观点, 去分析、研究、解决学科教学中现存的问题, 实现教学目标的综合化、教学过程的民主化、教学方法的多样化和教学技术的信息化, 为解决学科教学中因材施教、师生互动等问题创造新的途径。
化学教学中利用信息技术可使教学过程增添情趣、活跃氛围, 使化学知识更加易于理解, 使学生烦躁的心情得到缓释, 使紧张运转的思维得以平稳切换, 为教学目的的顺利实现起到积极的辅助作用。信息技术在化学教学中应用的基本原则主要体现在以下几个方面。
1.搭配性与互补性
信息技术与教学主题搭配合理, 可消除或尽可能减少牵强的痕迹, 使用恰到好处。信息技术并非在每节课的教学中都一定得使用, 也并非是随意使用什么内容或形式搭配都行, 多媒体素材的应用是教师教学不及或难于触及的补充。对于教师通过传统媒体或自身言语或形体语言可以表达的知识的呈现方式, 就没有必要使用多媒体这种方式来呈现了, 信息技术的应用主要是为了弥补其中的不足。因此, 在课堂教学中, 并不是每堂课都要使用信息技术, 也不是一节课从头到尾都要使用信息技术, 应注意搭配性和互补性。
2.采集性与直观性
网络中许多资源都是共享的, 在教学过程中把一切可以使用的知识、信息、资料等视觉、听觉材料都采集起来, 并在课堂教学过程中合理地呈现出来,能使课堂内容变得更为丰富, 便于调动学生的学习积极性。另外, 多媒体素材的呈现就是让学生一目了然, 让学生更方便地理解和掌握知识, 使得知识的内涵及本质内容更加感性地、直观地进人学生的视野和刺激学生的视觉和触觉等, 起到画龙点睛的作用。因此, 多媒体课件或素材不是越复杂越好, 也不是越大型越好, 能简单就要尽可能地简单, 能解决问题或恰到好处地表示清楚即可。
3. 亲和性和调味性
多媒体素材的应用要让学生易于接受, 不要让学生感到厌烦和排斥, 对教学过程起促进作用, 与教学内容相得益彰, 对讲授的知识起到讲清楚、相匹配的作用, 让学生对所学知识和技能的理解更清楚。多媒体课件或素材不是课堂的主角, 只是教学过程的点缀品、增趣点、点睛笔。
信息技术是为了增强知识的直观性、可视性而呈现, 是为了让学习疲劳的学生放松一下的载体, 是为了扩大知识视野的窗口, 它无法代替教师的情感作用, 也无法替代教师的指导作用和人格魅力影响作用。

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1.借助信息技术创设问题情境, 激发学生的学习兴趣信息技术是以计算机为核心, 综合处理文字、图形、图像、声音、动画以及视频等多媒体信息, 并使这些信息建立起逻辑连接, 可以表达更为丰富、更为复杂的思想或方法。这些教学信息能够在短时间内作用于学生的各个感官, 给学生留下深刻的感受, 从而激发学生探究问题的兴趣。例如: 在讲授“氯气的性
质”时, 教师可以在课前利用计算机投影出事先收集的 2004 年重庆市江北区天原化工总厂发生氯气泄露并发生爆炸事故的相关文字及图片报道, 利用所给信息进行问题情景创设: (1) 请通过上面的新闻资料归纳氯气有哪些物理性质? (2)消防人员在处理泄露的氯气时利用了氯气的什么化学性质? 这样使学生根据文字和图片内容能很快找到问题的答案并非常迅速的投入到课堂教学的情景中去, 为整节课的教学奠定了良好的基础。
2.借助信息技术将微观现象宏观化, 突破教学难点
在中学化学教材上有些章节的内容介绍得较为抽象, 学生在领悟这些知识时感觉到非常吃力, 教学中如果借助于 Flash 和 3Dmax 等多媒体制作软件所制作的动画模拟, 可以将这些抽象的微观现象以逼真的宏观动态化方式展现在学生的面前, 既让人耳目一新, 同时又能很好地将教学中的难点一一进行突破, 从而充分发挥了信息技术的优势。例如: 在讲
解有关以铜片和锌片组成的原电池工作原理时, 学生对于铜片上产生的气体感到较为不解, 教师在引导学生分析后可以借助动画进行模拟整个装置中电子的转移情况和铜片上产生气体的原因, 让学生很快能掌握电流产生的原因及原电池工作的原理。又如: 在分析离子晶体的内部结构时, 教师可以与学生共同探讨实物模型后借助动画进行分析, 在讲解有机化学中的反应机理时, 也可借助动画模拟有机物间的断键机理。
3.借助信息技术增大课堂信息容量, 提高课堂复习效率
化学教学过程中借助信息技术可以快节奏、高容量地呈现知识, 增大课堂知识的信息量, 提高课堂的教学效率。尤其在化学复习课上借助 PowerPoint制作的教学课件可以及时将学生所学过的内容进行浓缩和重现, 让学生加深印象, 熟练掌握。例如: 在高一和高二的同步教学过程中, 教师可以在上完一个单元的内容后, 借助信息技术及时将本单元的重点内容进行提炼和深化并在课堂上与学生共同进行回顾、总结和归纳; 在高三的复习课上, 教师可以在紧张的备考过程中利用 PowerPoint 制作的教学复习课件进行习题的讲授、问题的分析和规律的总结等,以充分提高课堂效率。
4.借助信息技术改变教学方式, 发挥学生主体性
传统的教学方式通常是以教师为中心, 从教学内容、教学策略、教学方法到教学步骤, 甚至学生做的练习都是教师事前安排好的, 学生只能被动地参与这个过程。新课程理念下的化学教学可以充分借助以计算机和网络技术为主的信息技术, 创设一个以学生为中心、教师为主导的交互式学习环境, 以达到优化化学教学过程、提高教育教学质量的目的。例如: 教师可根据教学目的、教学内容精心制作“以学为主”的化学课件或者是构建“化学资源库”, 针对不同情况, 如知识解读、相关资源、情景模拟、在线讨论、在线测试等设置相关链接或热键, 留给学生自主权、选择权, 让学生根据自己的实际需要, 进行各种活动, 从而引导学生积极思维、积极探索、自主学习,培养学生发现问题、解决问题的能力。

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在化学教学中恰当运用信息技术整合可以创设良好的教学环境、提供广泛的学科资源、改变传统的教学行为, 并把信息技术作为学生的认知工具, 使学生的学习能力得到更好的发展。同时, 学生可以通过信息技术进行自主探究学习, 逐步提高信息素养。但在信息技术与化学教学整合过程中, 还需要注意以下一些问题。
1.不能过分依赖信息技术, 忽视化学学科自身特点
信息技术与学科整合强调信息技术服务于学科教学, 不能因为在学科教学中应用了信息技术而抹杀了化学学科本身的教学特点。因此, 在教学中不能片面认为用了信息技术的课就是优质课, 更不能为了追求使用信息技术而忽视对教材进行深人研究。
例如: 在有关化学实验内容方面的教学过程中, 教师的演示实验和学生的分组实验在化学教学中扮演着十分重要的角色。借助信息技术进行“模拟实验”虽然演示性很强, 能生动、直观地呈现化学实验的过程, 并能达到节约药品、减少仪器损害的目的, 但长期的 “模拟实验”会让学生逐步失去探究问题的兴趣, 使学生没机会去体验实验的失败, 分析实验失败的原因, 并且缺少必要的实验危险意识, 抗挫折能力较弱, 对培养学生严谨探究问题的科学态度有较大的弊端。
2.不能过分依赖网络资源, 而忽视其他教学资源
信息技术下的网络教学为学生提供了全方位、开放性的操作环境, 使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。它能够培养学生自主归纳、总结、提炼和加工所需知识的能力, 从而让学生学会学习,并促使他们建立科学的世界观。但是, 作为提供学习资源来讲, 网络不是唯一的, 生活中还有很多其他资源可以利用。如: 模型、挂图、投影、录像等, 粉笔和黑板也仍是我们教师的主要教学工具, 多媒体和网络在教学中起到的应是点睛之笔, 例如在有机化学教学过程中, 教师可运用甲烷、乙烯、乙炔的球棍模型讲解其分子结构及单、双、叁键的特点, 分析其化学性质, 这样既直观, 又可以提高学生对有机物空间结构的想象能力, 在教学中起到了较好的效果。因此,对于资源的调用不应只局限于网络资源的查询, 不能认为信息技术就是网络技术, 只有网络资源才是唯一的资源或最好的资源。
3.不能过分依赖“电灌”, 忽视板书在教学中的作用
教学中运用信息技术可以节省教师板书的时间, 提高课堂效率, 但并不意味着每节课的教学都采用信息技术的灌输式教学。我们知道, 教学过程中存在着由形象到抽象、由感性到理性的转换, 有经验的教师总会留下足够的时间和空间让学生白己思考、想象、理解, 实现思维能力的培养。优秀的板书设计可以将知识的发展过程、形成过程完整、科学地展示, 具有概括性和持久性等特点, 而且板书可以有效地帮助学生理清思路, 巩固记忆。假如板书和信息技术有机结合, 还可以起到画龙点睛的作用。课件的演示可以节省教学时间, 提高教学效率, 优化教学过程, 但学生学习的过程也是一个记忆、理解、消化的过程, 如果教师在课堂上追求课件的速度, 使得画面停留的时间短暂, 往往造成学生的记忆疲劳和对于概念性、定理性的内容理解不准确。
信息技术与课程整合是化学教学发展的必然趋势, 是对传统课堂教学模式的一种补充和发展,但整合中还许多问题需要我们去研究、探索。在这个过程中, 我们应根据教学的实际需要, 合理地把信息技术引人到教学过程中, 利用信息技术解决教学的重难点, 发挥其教学的优越性, 从而更好的优化课堂教学。