怎样实现信息技术与化学学科课程有效整合.doc

怎样实现信息技术与化学学科课程有效整合 李明达摘要：信息技术作为一项教学工具（Learn from IT），能够把各种技术手段完美地融合到课程之中.就像教师在上课时使用黑板和粉笔一样，计算机已成为真正的教学工具, 教师最主要的任务不再是开发软件，而是如何应用现有的软件把计算机的优势发挥出来，进行学科教学。教师在化学教学中应用多媒体可激发学生的学习兴趣，启发学生的想象力，增加课堂容量，满足学生不同的需求，完善课堂教学结构。多媒体技术与传统教学相结合，可以提高学生的观察效率，可以把一些抽象的、不易理解的知识转化为熟悉的、形象的知识，可以创设情景、拓展思维空间，激发学生的学习兴趣，使学生喜欢化学，爱学化学。作为教学手段之一的信息技术在学科中的整合，将会有助于推动课程改革、教学内容改革及教学方法改革的进程。 关键词: 信息技术 化学 教学整合以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术的广泛应用和不断发展，使世界由此进入了一个人机交互的多媒体化、网络化、信息化时代。将信息技术与学科教学的整合，已经成为我国教育教学改革的新视点。利用信息技术，把各种教学媒体、课程资源以及技术手段完美地融合到学科教学之中。为达到这一目标，众多的教师正在积极探索、实践信息技术与学科课程整合的模式和方法。一、信息技术与化学学科课程整合的意义信息技术与学科课程整合，即以信息技术为先导，以系统论和教育技术理论为指导，在教学过程中将现有课程的教学活动与信息技术有机结合，融为一体。其宗旨是实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式的变革，使信息技术真正成为学生认知、探究和解决问题的工具，培养学生利用信息技术探究、解决问题的能力。就化学而言，学科的研究范围，大到宇宙，小到微观粒子。利用信息技术，可以变抽象为具体、变微观为可见、变静态为动态、变瞬间为缓慢等等，使学生能根据自己的兴趣去主动发现、主动探索。电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、化学教育网站、教师个人网站等网络化学教育信息资源的出现和丰富，为学生创设了基于网络下的自主学习环境，并使教学媒体从单一媒体向多种媒体转变；使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；使学生从单独的学习向合作学习转变。信息技术与化学学科课程整合，将实现化学教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式的转变。信息技术与化学学科课程整合，能激发学生学习化学的兴趣，提高认知能力，克服化学学习中的障碍，培养探索科学的实践精神和创新精神，为使学生具有良好的科学素养和信息素养打下坚实的基础，促进学生的全面发展，达到整体协调，和谐发展。二、 电脑模拟，发挥演示实验、虚拟实验室的功能化学是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学化学教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是化学实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通化学课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助, 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些化学实验，则可弥补常规实验仪器的不足，提高化学实验的演示效果。如本人在讲微观粒子的运动规律时，由于微观粒子看不见摸不着，和宏观物体的运动有不同的规律，难于想象，用宏观实物模型去形容和比喻都比较困难。可以借助各种软件制作图片、动画模拟微观，使微观现象宏观化，从宏观现象出发帮助学生理解微观粒子的变化实质，以便树立概念，掌握知识。又如，刚接触原电池时，对于形成电流比较抽象，它涉及微观电极之间电子移动以及溶液中离子的移动，需要学生具有丰富的想象力，因此也是难点,学生难以理解，可以借助软件如flash设计原电池工作原理动画，让电路中的电子、溶液中的离子动起来，可以形象、直观地向学生展示原电池工作时的电子、离子运动的动态模型，使整个过程生动形象，加深理解，更加清晰地从本质上把握原电池的原理，弥补了化学实验难以展现的微观世界的动态变化。再如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。这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境，使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与化学实验教学整合，能够培养学生自主模拟实验、观察实验，并归纳、总结，抽象成所需知识的能力，从而学会学习，使学生主动地获取化学知识，发展能力，并促使他们建立科学的世界观三、利用软件进行数据计算。 利用Excell强大的数据处理功能，可在化学数据处理时，发挥其作用。如在讲解化学平衡常数时，课本用HI的分解数据，通过计算发现规律，如果通过笔算，不仅费时，而且准确率低。为提高运算效率，可借助Excell，编辑各种计算公式，下拉可迅速得出计算结果，这样现场演示，增加研究过程的真实感。在酸碱中和滴定中，将数据输入Excell中，利用其中作图功能，纵坐标以pH，横坐标以滴定体积做出酸碱中和滴定曲线，从图中可明显看出突跃范围。四、利用软件，构建知识网络图。采用概念图使基本概念和基本理论横向、纵向之间产生联系，形成良好的知识网络，从而达到提纲挈领、纲举目张之效果，就比较容易记忆和提取了。如采用MindManager软件制作知识网络图，每一层级概念可以用不同的字体、颜色等，还可以在字的周围插入花边、图片等，增加了制作概念图的趣味性，学生可以根据自己的爱好制作有个性的概念图。由于这种学习方式充分发挥了学生的自主性，可以提高学习积极性。五、运用积件思想，实施信息技术与化学学科课程整合以往的CAI课件总是有承启、转收，有头有尾，自成一体，断了哪一个环节都不行，这种看似完美的课件，制作者投入了大量的心血和时间，一节课后便束之高阁，它的生命周期犹如“昙花一现”。积件思想，是对我国CAI的历史经验和存在问题进行长期的探讨与反思后提出的，也是信息技术与学科教学整合的必然要求，更是信息技术与化学学科课程整合的新思路。积件，是由教师和学生根据教学需要自己组合、运用多媒体信息资源的教学软件系统。它由积件库和积件平台两部分组成。其中积件库是教学资料和表达方式的集合，包括多媒体教学资料库、微教学单元库、网上环境积件资料库、资源呈现方式库、教学策略库等五个部分。积件平台则是供教师和学生用于组合积件库并最终用于教学的软件环境。在技术上，它不只是把教学资源素材库与多媒体组合平台简单叠加，而是积件库和积件平台的有机结合，利用积件平台，教师只需简单地将部分素材进行一定的组合，很快就可以形成一个自己所需的教学课件。积件，将过去课件设计者从事的教学设计回归到教师、学生自己的手中，成为教师和学生教学活动的工具。因而，积件适应任何类型的教师与学生，具有高度的灵活性和可重组性。积件，是以知识点为分类线索，这样，无论教材体系、教材版本如何变化，积件都可被师生应用于当前教学活动中。仿真化学实验室、几何画板等一批优秀的教学软件，使积件成为了现实。积件避免了很多重复性工作，给课件的制作者及上课的老师带来了极大的便利。老师使用它可以针对某一教学需求，因人、因时、因地的灵活采用。积件的出现和使用，将促进更多的教师开始自己动手制作、应用课件。积件，是实现信息技术与化学学科课程整合的有效手段。化学教师应根据教学实际，充分利用积件，从中选取适合教学需要的内容来制作自己的课件，使信息技术与化学学科课程整合朝着更广阔、更深层的方向发展。六、注重把多媒体技术运用到化学教学各个环节 在备课环节，化学教师可以根据教学大纲，认真研究教学中的重点难点问题，根据化学教学需要，区分不同层次，确定书面教案和多媒体教案的具体内容，高质量地完成备课任务。在课堂教学环节，化学教师可以充分利用多媒体技术展示化学教学中的重点内容，增强对学生的兴趣和吸引力，吸引学生更好地投入化学学习中去，提高化学教学的效果。在课堂提问环节，化学教师可以把一些问题通过多媒体形式演示出来，而不是直接进行书面提问，以提高学生认识问题、分析问题能力，增强学生探究化学问题的兴趣和能力。在作业批改环节，化学教师可以以多媒体形式布置作业，让学生通过网络答题，并且把学生的答案通过多媒体形式表现出来，认真加以分析讲评，鼓励一些新颖、具有创新性的回答，指出存在的一些共同性的问题，更好地发挥作业在促进学生化学学习中的作用。同时，化学教师可以加强与学生之间的交流，听取学生对化学教学的意见和建议，不断改进利用多媒体技术进行化学教学的方法。在中学化学教学中，一直在探索如何能更好引导学生进行感性活动与理性思维的相互转化；如何能更好启发学生实现从现象到本质的认识过程。信息技术的出现和引入为中学化学教学指明了方向。化学反应中的能量变化是体现化学与生产、生活和社会的密切联系。现代能量离不开化学反应，化学反应中的能量问题，对于化工生产有重要意义。本课题是适宜用基于网络下教学的内容。请看本人设计的化学反应中的能量变化与信息技术整合案例：【教学实录】步骤教师行为学生行为目标说明学习任务布置1、引导学生浏览网站（http:/hxgjw.15zhong .com）2、下载课件，介绍课件使用3、检查所需的实验仪器和药品浏览网站下载课件检查所需的实验仪器和药品。为本节课的顺利开展做好基础工作。情景导入1、展示各种图片，让学生感受世界万物的能量状况2、影片介绍第一颗原子弹的情况3、 原子弹为什么会爆炸？4、 （http:/hxgjw.15zhong .com）观看图片和影片，思考原子弹为什么会爆炸？了解相关知识，激发学生求知欲。激发学生的好奇心和求知欲，营造探索、讨论的的课堂气氛。培养学生的科学探索精神。实验探究并提出问题1、指导学生进行实验（铝热反应和氢氧化钡与氯化氨的反应实验）2、提问学生实验的现象以及实验的现象的分析？3、提问放热反应与吸热反应的具体例子有哪些？5、 提问目前人们如何利用化学反应中的能量变化？6、 （http:/hxgjw.15zhong .com）1分组进行铝热反应和氢氧化钡与氯化氨的反应实验，记录实验现象。2思考如何从实验的现象中得到实验的本质原因。3、回答放热反应与吸热反应的具体例子。让学生学会分析问题的本质方法，懂得用实验来研究化学概念的本质；培养学生实验动手能力；培养学生提出问题的能力。自主学习中分析问题1、 教师提供目前世界能源（石油、天然气、煤炭）储量的情况；1990年我国化石燃料和水电能源的消耗构成以及我国和世界能源消耗增长情况（/chinese2/power/xianzhuang2.htm（/chinese2/power/xianzhuang.htm）2、 随着经济的发展，能源的消耗将越来越大，那么我们如何解决这一难题呢？3、 从论坛中得到学生的讨论情况，对学生的思考和问题做出反馈（/cvbr12/list.asp?boardid=14）1、利用已下载的课件进行自主探究，通过超级链接转入不同的知识点了解有关能源知识2浏览教师所提供的网络论坛，讨论教师所提出的问题 培养学生分析问题、独立思考的能力。讨论学习中解决问题1、如何节约能源？目前有哪些使用新技术？2、如何更加有效的解决能源危机？（即时反馈，进行学习效果的评价）3、网络课件展示目前人类对能源的开发和利用情况，激发学生的求知欲，更深入的了解能源问题。（/renewable%20energy/hydropower/default.htm）（/main/node7/userobject1ai363.html）1、通过超级链接，了解知识回答教师的问题2、以网络论坛的形式与教师进行交流，展示自己的创想 （/cvbr12/list.asp?boardid=14）培养协作学习的方式，开发创新性思维，培养学生从互联网上获取信息的能力深入研究问题1、 提供网络课件的网页链接了解能源 的最新动态。 （/renewable%20energy/default.htm）2、 要求学生分组进行研究性学习的课题1、了解能源的最新动态2、进行研究性学习（课后）拓宽学生视野，培养学生从互联网上获取信息的能力， 本案例通过对教材的分析，给教学方式的做了很好的定位加强网络知识的链接，增加阅读材料，让学生开阔视野，了解世界能源的现状。教学过程设计清淅：课前准备情境导入实验探究问题提出自主学习分析问题解决问题深入研究。同时对学生情况与教学环境进行了理论说明与分析，使案例设计更具有现实性与可操作性。特别在针对能源的现实问题，如能源的合理利用与新能源的开发，在组织形式和资源浏览及引擎方面进行引导，给学生以充分的时间与空间，并给予适当的评价，挖掘了学生的潜力，发展学生个性，培养学生自主学习能力，提高了学生的参与度，较好地达成本课时的学习目标、情感目标和能力目标。七制作教高水平的化学教学多媒体课件 课件是进行多媒体教学的基础。化学教师在制作课件时，首要的一点是符合学生的需要。制作化学教学多媒体课件是为教学服务的，而化学教学是为了使学生掌握更多的化学知识。课件只有符合学生的兴趣、特点和爱好，才能更好地为学生所接受。因此，化学教师需要认真研究学生所处阶段及其身心发展特点，体现学生之上的观念，努力使学生通过多媒体化学课件获得较为丰富的化学知识，增强化学学习能力。在此基础上，化学教学多媒体课件可以由三个部分组：一是“基本内容”；二是“模拟动画演示”；三是“自测题”。“基本内容”应该包括化学教学大纲中所规定的主要教学内容，包括基本概念、基本理论、化学反应方程式、实验结果等，这部分内容可以以文字或者幻灯片的形式出现，需要认真设置文字的大小、颜色，幻灯片的背景设置、切换方式等。“模拟动画演示”是对一些化学现象、化学实验的仿真模拟。