計(jì)算機(jī)輔助高中化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與思考

姚春菊

隨著信息社會的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用正以前所未有的速度沖擊著我們這個(gè)時(shí)代。把計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域，在國外稱為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）和計(jì)算機(jī)管理教學(xué)（CMI）。我國有關(guān)CMI的研究剛剛起步，而對CAI的研究已進(jìn)入推廣和使用階段，這標(biāo)志著我國現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的又一次飛躍。

近幾年，由于認(rèn)知心理學(xué)理論的日益成熟及多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的開發(fā)，使CAI更注重于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的形成、學(xué)習(xí)策略的掌握和提供更多的個(gè)別化教學(xué)選擇。CAI的發(fā)展趨勢，正順應(yīng)了現(xiàn)代化教學(xué)的兩個(gè)基本趨勢，即強(qiáng)調(diào)教學(xué)的主體性，強(qiáng)調(diào)充分發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，全面提高學(xué)生的整體素質(zhì)。

目前，我國正處于“應(yīng)試教育”全面向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)軌時(shí)期，堅(jiān)持素質(zhì)教育的基本觀點(diǎn)，就要面向全體學(xué)生，即通過個(gè)體的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全面發(fā)展；同時(shí)，幫助學(xué)生具備各方面的基本素質(zhì)，形成合理的素質(zhì)結(jié)構(gòu)，為學(xué)生未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)，使學(xué)生終身受益。而要實(shí)現(xiàn)個(gè)性的全面發(fā)展，必須立足于學(xué)生個(gè)體差異、因材施教，這不僅要有雄厚的知識基礎(chǔ)，還必須掌握獲取知識技能的方法，形成自學(xué)能力，這樣才能適應(yīng)未來社會不斷變化的需要。

一、計(jì)算機(jī)輔助高中化學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢

CAI教學(xué)的主要特點(diǎn)，為我們進(jìn)行素質(zhì)教育目標(biāo)的實(shí)施，提供了有益的幫助。首先，計(jì)算機(jī)信息存貯量大，處理迅速，方便的人機(jī)交互功能，提供了良好的個(gè)別化學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生能根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力理解和發(fā)展水平，調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)進(jìn)度和難度，真正實(shí)現(xiàn)因材施教。

其次，計(jì)算機(jī)的模擬功能，可使抽象內(nèi)容形象化，靜止內(nèi)容動感化，為學(xué)生創(chuàng)造生動、活潑、直觀、有趣的教學(xué)條件；而教師的設(shè)問和強(qiáng)化刺激手段可極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，形成有意注意，消除學(xué)習(xí)的疲勞和緊張。這樣做既有助于學(xué)生良好的心理品質(zhì)的形成，又使學(xué)生獲取準(zhǔn)確、深刻的直觀感知，從而形成完整的理性認(rèn)識，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

第三，CAI可以提供培養(yǎng)自學(xué)能力的條件。教師可根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)識基礎(chǔ)，構(gòu)建問題情境，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地上機(jī)學(xué)習(xí)，并輔之以必要反饋練習(xí)，及時(shí)肯定或解答，幫助學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)方法，查找學(xué)習(xí)障礙，逐步提高學(xué)生自學(xué)能力和處理實(shí)際問題的能力。此外，CAI在提高課堂效率、增大課堂容量、進(jìn)行全面即時(shí)性輔導(dǎo)、減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)等方面，還具有很好的功能。

CAI的這些功能，決定了它在化學(xué)教學(xué)中會發(fā)揮日益重要的作用。近年來，雖然很多學(xué)校在計(jì)算機(jī)硬件的配置上下了很大功夫，但在軟件的開發(fā)和利用上明顯滯后于硬件的配置。而且，相當(dāng)多的教師對CAI在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用認(rèn)識不足，參與不夠，對CAI化學(xué)教學(xué)模式的研究更鮮為人知。為此，結(jié)合我校CAI化學(xué)教學(xué)的開發(fā)和實(shí)踐，我們對CAI化學(xué)教學(xué)模式提幾點(diǎn)看法。

二、計(jì)算機(jī)輔助高中化學(xué)教學(xué)的教學(xué)模式

（一）計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)模式

模擬教學(xué)模式，主要是指利用CAI的模擬功能把一些抽象的理論內(nèi)容，或不易觀察清楚、危險(xiǎn)性較大、難于操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過二維或三維動畫形式，進(jìn)行信息處理和圖像輸出，在顯示屏幕上，進(jìn)行微觀放大，宏觀縮小，瞬間變慢，短時(shí)間內(nèi)調(diào)動學(xué)生多種感官參與活動，使學(xué)生獲取動態(tài)圖像信息，從而形成鮮明的感性認(rèn)識，為進(jìn)一步形成概念，上升為理性認(rèn)識奠定基礎(chǔ)。

模擬教學(xué)只是教學(xué)過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，比傳統(tǒng)的掛圖、模型或錄像都更真實(shí)地接近于事物的本來面貌，而且可反復(fù)播放，因此更有利于學(xué)生理解知識的本質(zhì)，培養(yǎng)他們的形象思維能力，也有助于抽象思維能力的提高。

CAI在化學(xué)教學(xué)中的模擬教學(xué)，主要適用于理論性和抽象性較強(qiáng)的內(nèi)容：如原子核組成、電子云、核外電子運(yùn)動、化學(xué)鍵中離子鍵、共價(jià)鍵形成、溶解和結(jié)晶、原電池、電解池、離子反應(yīng)和離子方程式、NH3分子結(jié)構(gòu)、有機(jī)官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)等。另一方面適用于實(shí)驗(yàn)難以操作、危險(xiǎn)性大而觀察不明顯的內(nèi)容，例如，溴苯制備、氫氣還原氧化銅、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外，工業(yè)生產(chǎn)知識內(nèi)容，如硫酸、硝酸工業(yè)制法，煉鐵也可制成CAI課件進(jìn)行教學(xué)。

（二）多媒體綜合教學(xué)模式

計(jì)算機(jī)可以控制多種教學(xué)媒體，這是其優(yōu)于其它教學(xué)媒體的特殊功能。實(shí)際上，傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)中，教師上課也有聲音、形象、板書、文字、掛圖和實(shí)物等，教師也可根據(jù)教學(xué)過程中學(xué)生的反映來調(diào)整教學(xué)策略。但我們這里所說的多媒體有二層含義，其一是把微機(jī)與其它教學(xué)媒體相互連接，賦予其它媒體交互性，同時(shí)使用幻燈、投影、錄像等手段，使多種媒體有機(jī)地貫穿于教學(xué)的全過程。其二是多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用，即“利用計(jì)算機(jī)交互式地綜合處理文字、圖形、圖像、聲音等多種信息，使它們建立起邏輯連接，成為一個(gè)系統(tǒng)”，使之具有綜合性，即一機(jī)多用，同時(shí)又可形成人機(jī)互動，互相交流的操作環(huán)境，形成一種身臨其境的情境。

實(shí)際上，進(jìn)行CAI教學(xué)，應(yīng)當(dāng)逐漸從單純的CAI向多媒體組合的CAI發(fā)展。例如，在“原電池”一節(jié)的教學(xué)中，我們把原電池中原電池原理及形成條件作為本節(jié)課的重點(diǎn)，為了突出重點(diǎn)內(nèi)容講授，讓學(xué)生從微觀本質(zhì)理解原電池的形成，不僅采用了傳統(tǒng)的分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用投影給出原電池實(shí)驗(yàn)要求、觀察步驟，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并利用微機(jī)模擬原電池所形成的閉合回路，通過電子轉(zhuǎn)移的流動過程和聲響，及兩極不同顏色的Zn2+離解，H+析出標(biāo)示出內(nèi)外電路所構(gòu)成的閉合回路，使學(xué)生認(rèn)識原電池本質(zhì)；最后利用錄像播放不同新型原電池的工作情況，使學(xué)生最終形成對原電池比較深刻和全面的理解。

這種多媒體組合教學(xué)，可在一定程度上突破學(xué)生認(rèn)識的時(shí)空限制，拓寬學(xué)生獲取信息的渠道，使學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺等多種感覺系統(tǒng)參與信息的收集過程，形成教與學(xué)的雙向互動，更好地發(fā)揮學(xué)生思維的想象力和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，極大地提高學(xué)習(xí)效率。

最后，既要注意畫面的設(shè)計(jì)，不追求過分刺激而忽視教學(xué)效果；同時(shí)又要注意，表象不能代替經(jīng)驗(yàn)，不能片面追求化難為易，而忽視對學(xué)生思維的敏捷和深刻性的培養(yǎng)，應(yīng)在豐富的計(jì)算機(jī)表象基礎(chǔ)上，給學(xué)生思維設(shè)置一些坡度，幫助學(xué)生提高能力。