信息技术与中学化学学科教学整合.doc

信息技术与中学化学学科教学整合
一、化学教学需要信息技术参与整合
1、关于整合
教育部陈自立部长在1999年的讲话中明确提出了信息技术与学科教学整合问题。信息技术与学科教学整合是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方法。掌握相应的信息技术，结合学科教学的特色，将二者有机结合在一起，进行整合，产生新的合力。整合的基本要求：就是要使教师把计算机作为自己真正的工具；整合的核心：是从自己学科的角度来研究如何使用计算机来帮助自己的教学，把计算机技术融入到各学科教学中——就像使用黑板、粉笔、纸和笔一样自然、流畅；其目的：改变传统教学中对学生主体地位不够重视的情况，调动学生的多种感官参与课堂教学活动，为学生创造轻松、交互、动态、开放、自主、主动的教学环境，充分发挥学生的主体作用；创设多媒体化的认知氛围，全面提高学生素质，提高教学质量，发展学生智力和能力。因此，要用信息技术系统地处理课程的各个方面，以建立能满足学生需要的有机整合的系统，并且根据学生的反馈进一步改进这个系统。
2、化学学科特点需要信息技术参与整合
化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然科学。任何基础自然科学都有自己的支撑理论部分，教材中理论部分难免枯燥、生硬、抽象，学生学习困难大些；微观概念学生难以捉摸；研究物质的性质以及变化规律时，离不开实验。计算机多媒体可以通过各种表现手法抛开某些表面的、次要的、非本质的因素，将内在的、重要的、本质的东西展现出来，在信息技术资源环境下创造出有利于学生学习的情景。如理论部分中枯燥、生硬、抽象的内容可以变的有趣、生动、形象；学生无法想象太大的宏观世界和复杂的空间构型，跨越时空的事物，在屏幕上实施微观放大，宏观缩小，动静结合，图文并茂，把微观世界宏观表现出来；使抽象的概念形象化，在短时间内调动学生多种感觉器官参与活动，使学生获取动态信息，从而形成鲜明的感性认识，为进一步形成概念、上升为理性认识奠定基础；化学是一门以实验为基础的理科学科，实验是启发学生思维，培养学生科学方法不可缺少的部分，实验中的认真、严谨、细致的工作态度是培养学生科学精神不可缺少的部分。而现行条件和现行教材中有的实验现象不太明显；有的实验过程太快，有的实验过程又太慢；有的实验有毒，有的比较危险；这些都不利于学生对实验现象进行准确、细致、完整的观察，不利于学生对实验的全面了解，将这类实验进行信息处理和图像输出，解决实验室无法解决的问题。
实验是培养学生创造意识的最佳场所之一。有条件的话许多实验可以让学生在计算机上模拟设计过程，有毒的实验可以让学生在计算机上模拟，为了巩固正确的实验步骤，可在计算机上模拟错误的操作会产生什么样的结果。在学生实验习题中可培养学生的创新意识和能力，学生自行设计操作步骤，在计算机上进行模拟实验，然后再进入实验室，这样既锻炼他们的创造能力又可避免他们不成功的实验可能带来的危险，成功的实验又能激发他们的创造热情，这种既安全又节约药品的模拟实验方法还能提高学生的科研能力，激发出创造灵感，培养创造能力。
二、整合方式及内容设想
整合这个名词虽然是在1999年才提出，但从大量教学实践可以看出，整合早已在广大教师的教学中留下了影子，产生了思索。目前我们认为整合的发展将有三种层次：第一种层面初级阶段是利用信息技术平台制作课件，表现出知识的传输，优化教育教学过程，提高课堂教学质量，但学习方式和形式都较封闭，是一种教师占主导地位的教与学的活动模式；第二种层面中期阶段是利用网络环境，构建网络环境下的新情景教学模式，学生的学习方式和内容将发生根本的变革，将信息技术资源环境下的学习变为开放型的学习，不仅能集中体现学生的主动性，更能培养学生的创造性，类似研究性学习的模式；第三种层面高级阶段，网络教育随着社会的发展，全球一体化，信息技术的不断提高，将给教育带来高层次的革命，将更广泛的出现各式网络教育，让人们在不同的时期不同的地点随时可以根据自己的需要自主学习、主动学习。从现阶段我们的教学条件来看，无论是硬环境还是软环境，都比较成熟，在此之前我们也广泛的使用教学课件，因此，我们现在作的工作只能在原有使用的课件基础上不断完善，在第一种层面的基础上进行第二种层面的整合。介于整合目的是为了体现以学生学为中心的主体性教育，因而在构建整合方式及内容时应遵循构建主义教育思想从学生学的角度去思考设计教学过程。因此，整合的方式应体现学生的自主性、主动性和创造性，其学习活动模式构想如下：
1、不断完善更新课件，构建信息技术资源环境下新的学习活动模式
整合强调信息技术要服务于课程；强调信息技术应用于教育其出发点首先应当是课程，而不是单纯的信息技术；强调应当设法找出信息技术在哪些地方能增强学习的效果，能使学生完成用其他方法做不到的事。教师根据教材，找出只有用信息技术才能最佳表达教学效果的内容，然后根据教学大纲的要求去组织教学素材，在规定的学时内完成教学任务。整合中利用丰富多彩的信息资源更好的为教学服务，教学并不在乎方法工具是否美观，只要教学需要，教师可以在课堂中使用一种、几种、甚至几十种信息资源。教师的目标服从教学目标，教师的教学方法服从因势利导，教师是使用信息技术的掌握控制者。每一节课有每一节课的教学内容和教学目标，目的明确，教师在组织教学素材时量不会太大，扩展面也不会太宽，教师能控制教学进度和局面，事先制好教学课件，学生在信息技术资源环境下得以充分发挥学生主体性，积极参加到整个教学活动中，交给学生探索世界的方法，真正体现教师主导、学生主体，培养学生的学习能力，提高教学效果。
2、利用网络环境，构建网络环境下的新情景教学模式
网络环境下的新情景教学模式创造出开放的学习形式。现在化学教学内容早已不只是教材内容，而更多的是与自然社会环境生活息息相关的内容，因而这种公民化学文化素养的教学内容只有在网络环境下才能充分表现出来。让学生获取大量的信息，开阔学生的视野丰富学生的知识，利用网络交互特点，可组织大量素材积件，在主题明确的前提下，让他学生自我读取现存局域网中的信息，学会从中获取信息，处理信息，得到有价值的信息，最后运用信息，解决教师提出的问题。
例如在学习物质的用途、工业生产、环境问题时，可让学生先查找资料，制作软件交给教师，然后教师将自己和学生收集的有关资料发布于局域网中，上课时让学生自己去查阅收集，找出有用的资料进行处理，最后得出正确结论。
3、利用网络知识，构建试题检测模式
此类模式主要针对客观问题，可预先设置大量题库，在程序中设定好随机取题系统，不同的学生完成不同题号的习题，练习的答案和结果马上能够反馈到老师的主控机上，老师就能够立刻知道学生掌握知识的情况以及练习正确率的统计结果，并及时进行评讲和总结，初步做到了人机交互、及时反馈。
4、利用网络环境构建复习课模式
在高三和初中总复习时，我们将各部分知识进行梳理，投放模块，采用树状结构，体现出相关知识的内在联系和区别，对学生的各部分知识的掌握起到很好的指导作用。
我们计划投放专题知识信息资源，在网络教室实施人机交互，学生自我读取现存局域网中的信息，从中获取，全方位整理知识，处理信息，最后建立本专题知识结构网络，与构建的试题检测模式连接，通过对应练习，在运用中使学生掌握的知识巩固下来、灵活起来，实现知识的“全、联、活”。
当然要声明的是广大教师工作量大，时间紧，能力有限，不可能每个软件都自己制作。我们主张借鉴他人成果运用在自己的教学中，这样即可发挥资源共享，又可将教师从高深难的环境设计工作中解脱出来，多思考教学过程的设计，多思考教学方式和内容的变革。　　
三、整合初期成果
1、教师培训工作落实，教师驾驭计算机的能力和应用软件的水平大大提高。
教师培训是开展实验的基础，是提高实验水平的关键。
①认真学习现代教育理论和最新科技知识，使我们深刻认识到现代信息技术在教育教学中的重要地位及其应用的必要性和紧迫性，更新思想观念，树立现代意识，提高自身素质以适应现代教育的要求。
通过学习讨论，促进了我们教育观念的转变，使我们认识到现代教师不仅要有爱岗敬业的精神，渊博的学科知识以及先进的教育思想，还要具有运用现代教育技术进行教学与学习的能力。建构主义理论的指导与计算机技术的支持，增添了我们探索信息技术与中学化学教学整合的信心。
②组织教师学习好现代教育技术的硬件和软件知识，逐步掌握计算机的操作水平、软件的应用水平，提高课件的制作水平。组织全组教师，利用业余时间，进行系统的计算机培训，以学习计算机、实物投影仪、录放机等硬件的使用为主，要求能使用上述先进设备打开软（硬、光）盘资料，展示实物模型，播放视频录像。要求每位教师掌握几种常见应用软件的使用，如word、excel、PowerPoint等，要求能准确输入文本，编制数据表格，制作简单的幻灯片；自己的资料必须自己进行打印；每位教师所交的论文一般都要求用打印稿、移动磁盘或E-mail；鼓励教师利用计算机来处理日常事务，鼓励教师利用多媒体进行教学活动。通过以上这些措施，使教师们深深感到学习计算机不再是一句空话，不仅可以学到知识，而且还大大提高了工作效率，方便了工作；同时，教师也从中看到了计算机的优越性，增强了学习和使用计算机的兴趣和热情，形成了良性循环。
③选择整合实验的工具平台——《课件大师》、《Hyper hem》、《Author ware》，要求教师依据自己的教学思想，设计和制作课件；经过全组教师的努力学习，我组已经形成了良好的计算机学习氛围，组上大多数教师会进行文字的编辑与处理，许多教师会利用《PowerPoint》、《课件大师》、《Hyper hem》、《Author ware》等多媒体制作工具制作自己需要的辅助教学软件并运用到课堂教学中去。计算机学习更新了教师们的观念，为深化学校的教育改革奠定了坚实的基础。
④教师们也尝到了使用计算机的好处，工作时间一有空就来学习幻灯片制作、课件制作等，全组老师已经形成了争着学、抢着学的学习热潮。目前，教师主动运用已有课件，并和计算机教师一起参加设计工作。研究工作和计算机培训之间形成了互相促进、互相影响的良性循环。
⑤在学习技术的同时，我们深深体会到制作的课件是集计算机技术与课堂教学艺术于一体的高度结合体，课件制作则是一项创造性的艰苦劳动。一方面创作课件促进教师对事物的本质、规律以及事物与事物之间的联系有更深刻的理解；另一方面精湛的教育艺术、丰富的教学经验帮助自己推出更多更好的优秀课件。
2、运用现代教育技术，积极开展课程整合实验
我校化学组课程整合的实验水平，伴随着教师对教育学、心理学、认知心理学的认识水平以及对计算机的应用水平的提高而提高。
我组教师参加了计算机与软件制作学习，学习中我们觉得《课件大师》、《Hyper hem》、《Author ware》是一款功能强大操作简便的工具软件，能够为化学课程整合提供理想的技术平台。
我校化学组老师，以年级备课组为单位，将初三到高三各年级的教材进行分析，找出了可以用多媒体技术和教材内容进行整合的章节，并根据教学要求、学生接受和理解能力以及现有的硬软件的条件，将目前能够做到使用多媒体教学的内容进行了多媒体软件的开发和移植。多媒体课件的开发前提是要写出课件的脚本，这和平时的备课既有联系又有区别，脚本既要按照教学大纲的要求、又要按照学生能够理解和接受的程度和思维习惯以及现有的应用软件条件进行通盘考虑和编写，写好程序。写好的脚本初稿再经过年级组老师的评议和补充后进行课件的制作和开发。
① 典型新课课型整合
例如：初三年级的“分子式” 一节，分子式是一种化学用语教学系列，该课件使用了《PowerPoint》软件，但为了提高学生学习兴趣，中间插入了由flash软件制做的动画，将枯燥的知识变为形象生动而风趣的漫画形式，使学生在笑声中学到应掌握的知识，加深了学生对分子式的概念、写法、读法和意义的掌握，即提高了学生的对学习化学的兴趣又提高了教学效率及学生的过手能力。
“实验室制二氧化碳” 一节，实验室制气体方法的教学，包括原理探讨、装置确定、收集气体的方法，该课件使用《PowerPoint》平台，但其中含有视频动画以及大量的文字和图片，按照学生的思维顺序一步步将实验室制取二氧化碳的知识呈现在学生面前，并联系了其它气体的知识，尽管本节内容多，信息量大，但由于使用了多媒体课件教学，学生学习倍感轻松。
高一年级的“化学键” 一节，离子键的形成过程，原子、离子的运动；该课件应用《课件大师》作为平台，将微观运动宏观化，将化学键的成因用动画的形式表现出来，加深学生对化学键本质的认识和理解。
高二年级的“化学反应速率” 应用《课件大师》作为平台，将视频录像、动画，文字图表结合起来形成从实验到理论的升华。“有机化学的分子结构”该课件用《Hyper hem》平台，展现出教材中所有有机分子的空间结构模型，并采用了人机交互，使学生对分子的空间立体结构有了极为深刻的印象。“有机化学反应的反应机理”则大量使用了flash动画，将分子的微观反应过程直观展现在学生面前，加强学生对各类有机化学反应本质的理解。
高三学习胶体时，用flash制作的课件帮助同学理解胶体的性质，将半透膜、滤纸形象的比喻作孔径不同的筛子，而三种分散系微粒做成直径不同的小球；通过小球在筛子中的运动情况，表现出胶体性质的本质。
②复习课模式：高三年级的“氧化还原反应模块”、“元素及化合物知识模块”等课件是将教材中的相关知识集中起来，应用《课件大师》作为平台，采用树状结构，形成的知识模块，体现出相关知识的内在联系和区别，对学生的各部分知识的掌握起到很好的指导作用。
③在全校的教学公开课、优质课、汇报课上进行展示和表演，都取得了很好的教学效果，起着推动教学改革和教学示范的作用，并受到学生的欢迎和全校老师的一致好评。
3、开发用于网络环境下的学习模式
在多媒体技术与教材整合的基础上，我校“理科整合课题组”的老师又开展了用计算机在局域网上进行教学交互的尝试。由研究组成员、物理组的李春老师利用Author ware开发的在网络环境下的学习模式，制作了同时可供七十人使用的习题检测系统，每个同学可随机完成规定的题量，设置了七百个程序单元，在此模式下根据不同教学内容填充不同素材用于课堂教学练习。此系统在我校计算机教室进行了试验，他将物理课中的浮力一节的内容在计算机房进行了一节实验性质的公开课，每个学生从计算机的屏幕上不但看到所讲解的内容用多媒体课件表现出来，而且能根据讲解内容马上进行知识的巩固练习。全班同时使用，用计算机从局域网中随机的直接调出有关浮力的习题进行练习，练习的答案和结果马上能够反馈到老师的主控机上，老师就能够马上知道学生掌握知识的情况以及练习正确率的统计结果，并及时进行评讲和总结，初步做到了人机交互、及时反馈，大大提高了课堂的教学效果，学生的学习积极性得到了极大的提高，进一步显示了多媒体技术与学科整合的巨大优势。
尽管我们在计算机辅助教学方面开展了一些工作，进行了积极的尝试，取得了一定的成果，但我们清醒地认识到课程整合是一个长期而艰巨的任务,如何将计算机技术完美地结合到课堂教学之中是课题组不懈的追求，建设基于网络教室的协作学习环境以及通过校园网获取各种工具和信息资源，则是整合实验下一步的工作方向。展望未来任重而道远， 我们期待同行与我们一起磋商，共同提高，将信息技术应用得更好，使信息技术更好的为教学服务、为教改服务。