中学化学教学与信息技术整合的探究

中学化学教学与信息技术整合的探究作者：佚名文章来源：广西电教馆点击数：239更新时间：2011/4/1515:19:56【字体：小大】徐勇(桂林市第一中学,广西壮族自治区桂林市541004)摘要:“整合”是当前教学改革中广泛应用的一个术语，其基本含义是将有联系的不同事物或学科内容综合起来，以便产生好的效果。就信息技术的整合而言可能有几种方式：信息技术教育与课程的整合、信息技术与课程的整合、信息技术与学科教学的整合等。目前，我国广大中小学校拥有的信息技术设施分布极不均衡。很客观地讲我国中小学校信息技术基础设施仍处于很低的水平。根据我国的实际情况，信息技术的整合应是信息技术与学科教学的整合，即在学校设置信息技术课，通过信息技术教育以提高学生的信息技术素养，同时大力提倡在学科教学中应用信息技术，以提高学科教学的质量。这两者互为促进，互相补充。关键词:信息技术化学教学整合当前，素质教育和运用信息技术整合课程两者都要求对一块黑板、一支粉笔、一张嘴、一本教材、一本教案即“五个一”的化学课堂教学加之有限的化学实验演示为特征的传统教学模式进行改革。因此，中学化学教师必须更新观念、转换认识，努力学习电脑多媒体技术和现代教育理念，学会使用和创作多媒体课件来为教学服务，积极地去适应当前的教学改革。以下是我对信息技术与化学学科教学的一些认识。在信息技术的教育应用领域，信息技术与学科教学整合一直是大家所关注的问题。随着信息技术教学应用层次逐渐加深，信息技术与学科教学如何有效整合的问题进一步凸显，不论是理论界，还是学校和教师的实践层面，对整合表现出了高度的重视。除常规传统电教媒体的应用外（如投影、录音、电视等），许多学校都在开展在多媒体教室中进行的多媒体课、在网络教室中进行的网络课的“整合”实践活动。网络教学有着显而易见的优势，特别是在自主探索、合作学习、多重交互、资源共享等方面具有重要作用。一.多媒体辅助教学在化学教学中的功能多媒体辅助教学在化学教学中主要具有如下几个功能:1．多媒体是集文字、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段为一体，具有很强的真实感和表现力,可以极大的激发学生的学习兴趣，提高学生学习化学的兴趣,是提高教学质量的前提,也是改善课堂教学环境的重要基础。2．可以变抽象为具体,模拟微观世界的化学反应和现象,使教学更加形象、直观,便于学习者理解和掌握。借助计算机的模拟手段,可以使学生比较直观形象地认识微观粒子的运动,从而对化学变化的本质一目了然。例如:在进行初中化学《质量守恒定律》的教学中,为帮助学生形象地理解质量守恒定律的微观解释,,模拟化学变化(水的分解、氧气的实验室制法等等),把微观世界宏观化地展示出来。化学变化中分子的变化、原子的运动、物质的变化以及原子的种类、原子的个数在化学反应前后的关系,形象真实地再现出来,根据生动的模拟演示,学生分析得出质量守恒定律的微观机理。3．利用多媒体的人工智能、虚拟现实、信息贮存量大等功能,为学生提供了良好的学习环境,辅之以必要的反馈练习,及时肯定或解答,可以帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。计算机辅助教学在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导，减轻学生课业负担等方面,4．多媒体的各种信息传输手段作用于学习者,可以同时调动视、听、说等多种感官,形成合理的教学过程体系,使学习者在最佳的学习环境中学习,达到最佳效果。心理学研究表明,人们从听觉获得的知识能够记忆15%,从视觉获得的知识能够记忆25%,而同时使用两种传递信息的工具就能接受知识约65%。多媒体的多感官刺激作用,有利于学生注意力的长期保持和获取知识。二.多媒体辅助教学在化学教学中的应用多媒体技术在教学中应用往往可以达到常规教学难以达到的效果，1．计算机可以模拟原子、原子团、分子等的结构和变化机理，使化学反应过程生动形象，帮助学生理解和掌握基本原理：电子云、化学键(离子键、金属键、大π键)，晶体结构等，是初学化学的学生最难以接受的知识点，仅仅依靠教师的口头叙述，学生普遍感到难以理解。如学习“离子键”时,可通过动画处理:画面上先有钠原子和氯原子的结构模型,随后钠原子与氯原子相遇,钠原子最外层电子转移到氯原子最外电子层上,融入并绕氯原子核运转,同时显示出负电性,此时,钠原子最外电子层消失,使次外层变成了最外层,同时显示出正电性,在静电作用下,两离子相互作用形成NaCl。学生看见了形象逼真的动态演示,可以较好的理解离子键的概念、形成过程、形成条件,使教学难点顺利的得到解决。再如分子晶体、原子晶体、离子晶体在计算机中可以分别用可动的不同质点表示，说明不同类型的晶体其组成微粒及其作用力的不同。例如可以制作当外力作用于石墨晶体的动画过程，在外力作用下层间结构被破坏，而内层结构完好。使学生对石墨具有润滑作用及铅笔为什么能写字有一定的认识。有机化学中的苯环及环烷烃结构也可以采用电脑动画模拟，对于学生理解苯环的大π键和环烷烃结构与稳定性具有重要意义。化学反应也是化学研究的主要内容之一，有新物质生成是化学反应的特征，宏观物质发生的化学反应是看不见摸不着的微观粒子重新组合的结果，是旧键破裂与新键形成的结果。有些反应原理十分抽象，学生不易理解和掌握，用传统的教学手段效果也不理想。若用计算机来模拟反应过程，就能降低学生的学习难度，正确引导学生认识事物的本质，避免误入歧途。计算机模拟使反应过程形象生动，学生易于接受，产生了如同看到了这一反应过程的感觉。2．计算机可以对有毒害物质出现的实验或实验中的一些错误操作进行模拟，可以避免毒害物质对师生身体的损害，减少实验消耗：在课堂教学中有很多实验有毒,或具有一定的危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故。传统的教学中,对化学实验中的一些错误操作,只能靠教师口述其错误的原因以及错误操作可能带来的危害,不能为了加深学生印象,如果用实验证明,则会造成危险。用计算机动画模拟这些错误操作创设教学情景,可以把错误的原因演示清楚,而且可以渲染气氛,学生看后印象深刻。下列错误操作都可用动画来模拟:稀释浓硫酸时将水倒入浓硫酸中,液体沸腾飞溅；点燃没有检验纯度的氢气导致发生装置的爆炸；用排水法收集氧气时先停止加热,后将导管移出水面,水倒吸试管炸裂；加热装有液体超过容积1/3的试管时,液体冲出管外；制备氯气时没有尾气吸收装置造成人员中毒等。学生看了错误操作的动画演示,对错误操作的原因及危害有了更深刻的理解,取得了很好的效果。例如在九年级化学学习“空气污染”相关知识时，可以制作多媒体课件，演示工厂烟囱排放的大量废气，市中心大量汽车排放出来的尾气。然后提出问题你认为上述现象对空气质量产生什么污染？你所生活的环境还有哪些污染源？有什么危害？你认为如何从根本防止污染？在讨论的过程中，同学们畅所欲言，自我归纳得出了结论,并在课后尝试撰写有关环境污染的小论文。在老师的影响下，同学们通过各种途径搜集资料，如上网查找资料，去图书馆或书店看书等，了解有关环境方面的知识。再如，燃烧与灭火一节设计教学中，可以通过真实的情景再现，激发学生对悲惨事件的深切同情，并由火灾事件引发学生对灭火方法进行探究的积极性。课前我收集了大量的视频资料和动画，在教学中充分启发学生的想象和联想，针对不同火情该采取哪些措施？学生积极回答后，用动画展示出正确答案，避免了重复的归纳与总结。并进一步提出问题：如果你是消防队员，怎样做既能自救同时还能帮助他人？学生们很快想到拨打报警电话，切断电源，用棉被盖，走楼梯不走电梯，匍匐前进、用湿手巾捂住嘴等等方法，使知识点的突破完全由学生自己来完成。另外，由于化学是一门以实验为基础的科学，演示实验是必做的，不能用计算机来代替。但常规实验受到条件限制有某些不足，这可以通过多媒体课件中的动画、视频播放等手段来弥补。新课该下教材中还添加了大量的工业生产过程，如：自来水生产过程及工业分离液态空气的过程等，如果带领学生去工厂参观了，由于工厂大、装置多而复杂，学生对工业的生产过程的整体把握并不是很好。可选用或制作相应的课件来辅助教学，利用课件来将分散、孤立的设备连接成完整的、系统的设备，将静态的生产流程变为动态的生产过程，将各个环节进行局部放大和反复演示，使学生既能看清楚又能理解到各设备的工作原理和整个生产的流程。避免了书本上冗长文字所造成的呆板、枯燥。信息技术的应用可以较好的解决教学中的微观问题，对化学中微观概念可以进行直观演示，一个知识点可多次演示，对培养学生的观察能力及发现问题的能力都有一定的帮助。例如氯化钠溶解于水的实验，从宏观看现象不明显，但是通过多次演示课件，学生就能真切感受到水分子作用下，钠离子与氯离子能迅速扩散，均匀地分散到水中，进一步认识到食盐溶液实际上是离子和分子组成的均匀混合物。并能感受到离子在水溶液中跟水分子一起不停地运动，最终得出结论溶液是均一、稳定的。问题的深化，是在学生不断地去思考和进一步探究中得到解决。再如在讲解电解水实验这一知识时，先从宏观角度演示导电性实验后，观察到正极产生的气体（能使带火星的木条复燃）是氧气，负极产生的气体（能够燃烧，淡蓝色火焰）是氢气，那么微观上是如何实现了这种转变？接着用计算机模拟，微观角度解释粒子的运动情况，很清楚地看到水分子分解成氢氧原子，氢氧原子重新组合，变成了氢气与氧气。通过这种网络展示，可以将抽象的内容形象化，从而降低了教学难度，使得教学难点顺利突破。进一步认识到任何科学原理的建立，都要经过对大量客观事物的观察分析，以及对相关资料、数据的归纳整理，实验论证后方能得出结论。3.还可以利用计算机多媒体贮量大、速度快、交互性能好的特点,对学生进行有针对性的训练和检测：对学生在学习中所存在的问题进行及时的反馈是检验学生学习效果的重要途径。这样可把学生对问题的思维方式、过程、结果的正确与否给以立即判断,以矫正思维过程。计算机多媒体贮量大、速度快、交互性能好,可以对学生进行有针对性的训练和检测。调用计算机题库中的试题,学生可以直接在计算机练习或考试,练习或考试完后,学生可以调出参考答案,及时找出问题的所在,起到老师面批的效果,而且还发挥了学生的主动权。教师也可以利用计算机来编拟试卷,可随时修改,随意排序,控制题目的难易程度。教师还可以利用计算机软件,帮助分析试卷、分析成绩,通过各种成绩数据了解学生的学习状况,及时采取措施弥补不足。既然网络教学在教学中有如此多的优点,但大多数教师为什么不想或不愿意上网络课？我认为，影响网络课的普遍开设有以下一些因素：教师先进理念的缺乏，对信息技术的应用认识不足；对编制网络教学软件的技能不够，或感觉太花精力和时间；对网络媒体设备的操作不够熟悉；网络教学在课堂上的管理难度较传统课堂要大；学生的信息素养不高，信息能力不强；由于信息技术设施设备的限制等，因此经常性、规模性开展网络教学至少对现在来说是不切实际的，在当前普遍开展网络教学还有很大的局限性。整合过程中，教师遇到的障碍和困难一.思想观念上的障碍：教师对信息技术充满恐惧，缺乏足够信心1.缺乏应用和用好的信心。决定教师投入信息技术应用的程度的重要因素是教师在应用技术过程中的信心水平。那些对于教学中应用信息技术少有和缺乏信心的教师总是试图避免开展信息技术与学科教学的整合。许多教师认为自己缺乏应用信息通讯技术的技能，一方面，学生对于教师在信息技术方面的能力的态度和预期可能会导致教师的恐惧，在课堂上，面对比自己更擅长操作计算机技术的学生会感到紧张和恐惧。另一方面，教师们非常担心在学生面前表现出自己不会使用信息设备，“出现故障了，不知道该怎么办”和“不理解信息技术术语和其提供的信息”，从而不愿意在教学中应用计算机。教师对于信息技术的恐惧主要源于教师害怕失去自己的专业地位，意识到信息技术在教学中应用的加强会降低或者削弱他们传统的教学技能。大多数研究成果表明教师对于信息技术缺乏信心已经成为教师在课堂教学中应用信息技术的一大主要障碍。例如，在教师接受培训的数量与教师将培训应用到课堂教学中的程度之间存在矛盾，仅仅是因为教师缺乏足够的信心将他们学习的东西应用到实践。2.抵制变革的消极态度。对于