化學(xué)課堂教學(xué)與信息技術(shù)的整合

楊秋艷

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；化學(xué)教學(xué)；數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室；整合方式

一、化學(xué)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)決定了信息技術(shù)參與的必要性

1.關(guān)于整合

信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合，是指在課程教學(xué)過程中把信息技術(shù)、信息資源、信息方法、人力資源和課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，共同完成課程教學(xué)任務(wù)的一種新型的教學(xué)方法。整合的核心是從所教學(xué)科的角度研究如何使用計(jì)算機(jī)幫助自己教學(xué)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)融入各學(xué)科教學(xué)中——就像使用黑板、粉筆一樣自然、流暢；其目的是改變傳統(tǒng)教學(xué)中對(duì)學(xué)生主體地位不夠重視的情況，調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官參與課堂教學(xué)活動(dòng)，為學(xué)生創(chuàng)造輕松、交互、動(dòng)態(tài)、開放、自主、主動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

2.化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)需要信息技術(shù)參與整合

化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的基礎(chǔ)自然科學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)中的理論部分難免枯燥、生硬、抽象，學(xué)生在理解、接受上比較困難；微觀概念學(xué)生又難以捉摸。這些都讓學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)感到困難，對(duì)很多理論知識(shí)只能采用死記硬背的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅吃力，而且在考試和應(yīng)用的時(shí)候常出現(xiàn)混淆。而計(jì)算機(jī)多媒體可以通過各種表現(xiàn)手法，直觀展示內(nèi)在的、重要的、本質(zhì)的東西，讓學(xué)生能直觀地感受抽象的理論。如理論部分中枯燥、生硬、抽象的內(nèi)容可以變成有趣、生動(dòng)、形象的動(dòng)畫視頻；學(xué)生無法想象宏觀世界、復(fù)雜空間構(gòu)型和跨越時(shí)空的事物，在屏幕上實(shí)施微觀放大、宏觀縮小，動(dòng)靜結(jié)合、圖文并茂，把微觀世界宏觀表現(xiàn)出來，使抽象的概念形象化，在短時(shí)間內(nèi)調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官參與活動(dòng)，為進(jìn)一步形成概念、上升為理性認(rèn)識(shí)奠定基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)非常大的助力?，F(xiàn)行條件和現(xiàn)行教材中有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯；有的實(shí)驗(yàn)過程太快，有的實(shí)驗(yàn)過程又太慢；有的實(shí)驗(yàn)有毒，有的比較危險(xiǎn)，這些都不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確、細(xì)致、完整的觀察，不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的全面了解，如果將這類實(shí)驗(yàn)進(jìn)行信息處理和圖像輸出，解決實(shí)驗(yàn)室無法解決的問題，讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清楚、直觀地展示出來，就可以方便學(xué)生理解相關(guān)的理論知識(shí)。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很快出現(xiàn)、不容易觀察現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，利用視頻可以放慢實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，并且可以通過隨時(shí)暫停、重播等方式加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的記憶。甚至可在計(jì)算機(jī)上模擬錯(cuò)誤的操作會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果，加深學(xué)生對(duì)正確實(shí)驗(yàn)操作的記憶。在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新練習(xí)時(shí)，首先讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)操作步驟，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，然后再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，這樣既能鍛煉他們的創(chuàng)造能力，又可避免他們不成功的實(shí)驗(yàn)可能帶來的危險(xiǎn)，成功的實(shí)驗(yàn)又能激發(fā)他們的創(chuàng)造熱情，這種既安全又節(jié)約藥品的模擬實(shí)驗(yàn)方法還能提高學(xué)生的科研能力，激發(fā)出創(chuàng)造靈感，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

二、化學(xué)課堂教學(xué)與信息技術(shù)的整合方式

自從計(jì)算機(jī)普及以來，廣大教師的教學(xué)中都留下了信息技術(shù)整合的影子。我們可以認(rèn)為信息技術(shù)整合經(jīng)歷了三個(gè)階段。

第一階段是使用課件，增大知識(shí)的容量，優(yōu)化教育教學(xué)過程，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，但學(xué)習(xí)方式和形式都較封閉，是一種教師占主導(dǎo)地位的教與學(xué)的活動(dòng)模式。第二階段是利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的新情境教學(xué)模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和內(nèi)容將發(fā)生根本的變革，將信息技術(shù)資源環(huán)境下的學(xué)習(xí)變?yōu)殚_放型的學(xué)習(xí)，不僅能集中體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性，更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性，類似研究性學(xué)習(xí)的模式。第三階段就是我們現(xiàn)在提到的互聯(lián)網(wǎng)+。隨著社會(huì)的發(fā)展，全球一體化及信息技術(shù)的不斷提高給教育帶來高層次的革命，將更廣泛地出現(xiàn)各式網(wǎng)絡(luò)教育，讓人們?cè)诓煌臅r(shí)間不同的地點(diǎn)隨時(shí)可以根據(jù)自己的需要自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)。從現(xiàn)階段我們的教學(xué)條件來看，無論是硬環(huán)境還是軟環(huán)境都比較成熟，在此之前我們也廣泛地使用教學(xué)課件，因此，我們現(xiàn)在做的工作只能在原有使用課件的基礎(chǔ)上不斷完善，在第一個(gè)層面的基礎(chǔ)上進(jìn)行第二個(gè)層面的整合。

典型課例展示：

以一節(jié)“弱電解質(zhì)的電離平衡”為例，展示一下化學(xué)學(xué)科與信息技術(shù)的整合。

課前：學(xué)生下載了“作業(yè)盒子”APP，完成老師發(fā)布的有關(guān)“弱電解質(zhì)的電離平衡”的舊知復(fù)習(xí)和新課預(yù)習(xí)的內(nèi)容。老師從“教師端”可看到學(xué)生提交的作業(yè)。作業(yè)盒子已經(jīng)統(tǒng)計(jì)好了每一道題的正確率，方便老師在課堂上有針對(duì)性地復(fù)習(xí)舊知。老師還可以根據(jù)學(xué)生注冊(cè)的學(xué)號(hào)，選擇學(xué)生的答卷進(jìn)行批改。與傳統(tǒng)的導(dǎo)學(xué)案相比，減少了老師批改的時(shí)間，并且能給出詳細(xì)的分析，讓老師能更好地掌握學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備情況，為課堂上更有針對(duì)性的講評(píng)做好了準(zhǔn)備。

課堂：在化學(xué)平衡的基礎(chǔ)上講解了弱電解質(zhì)的電離平衡后，進(jìn)入影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素時(shí)，以往都是教師口述，將結(jié)論以概念的形式讓學(xué)生記住，不僅枯燥，而且由于沒有感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)生的記憶容易出現(xiàn)混亂，所以在考試過程中失分非常嚴(yán)重?，F(xiàn)在在信息技術(shù)的支持下，我校配置了數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。由于弱電解質(zhì)的電離在溶液中存在自由移動(dòng)的離子，可以通過測(cè)量溶液中的導(dǎo)電能力了解電離情況。所以，本節(jié)課重點(diǎn)設(shè)計(jì)了分組實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

實(shí)驗(yàn)一——溫度對(duì)電離平衡的影響：用電導(dǎo)率傳感器測(cè)量1mol/L的醋酸在不同溫度下的電導(dǎo)率。

實(shí)驗(yàn)二——濃度對(duì)電離平衡的影響：用電導(dǎo)率傳感器測(cè)量加水稀釋冰醋酸過程中的電導(dǎo)率。

實(shí)驗(yàn)三——加入其他電解質(zhì)對(duì)電離平衡的影響：先用pH傳感器測(cè)量0.1mol/L醋酸的pH，然后加入醋酸銨固體再測(cè)其pH。

數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，能通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)直接將測(cè)量結(jié)果顯示在電腦上，并且以圖像的形式展現(xiàn)出來，直觀、明了。特別是濃度對(duì)電離平衡的影響，加水稀釋的過程中，曲線顯示是先升后降，與課本中的濃度越稀越電離的理論有出入，讓學(xué)生產(chǎn)生疑問，主動(dòng)開展討論，分析得出剛開始時(shí)加水稀釋促進(jìn)冰醋酸的電離，所以電離程度增大，電導(dǎo)率增大，但隨著水量的增加，被稀釋的程度大于電離增加的程度，電導(dǎo)率下降，無限稀釋后接近水的電導(dǎo)率。這樣直觀的展示能讓學(xué)生很快地了解到改變外界條件對(duì)弱電解質(zhì)的電離平衡有怎樣的影響。由于學(xué)生自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有感性的認(rèn)識(shí)，所以學(xué)生的印象比較深刻，并且辨析能力很強(qiáng)，對(duì)該類型的變式題也有較強(qiáng)的推導(dǎo)能力，避免了學(xué)習(xí)和練習(xí)脫節(jié)的情況。

課后：利用“問卷星”這一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，發(fā)布相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生通過手機(jī)掃碼進(jìn)入，完成里面老師準(zhǔn)備的課堂檢測(cè)題，提交答案。“問卷星”有著非常強(qiáng)大的歸納功能，可以對(duì)學(xué)生提交的所有答案進(jìn)行分析，老師通過教師端收卷，可以清楚地知道學(xué)生這一節(jié)課的知識(shí)掌握情況，有計(jì)劃地調(diào)節(jié)下節(jié)的復(fù)習(xí)和新課的講授，減少了學(xué)生掌握的知識(shí)重復(fù)講、學(xué)生模糊的內(nèi)容泛泛講的問題，真正地將課堂的40分鐘合理高效地利用起來。

在我校開展了一次信息技術(shù)與學(xué)科整合的課程比賽后，更多的信息技術(shù)在學(xué)科課堂上運(yùn)用的軟件出現(xiàn)在我們的教學(xué)中。如“課件大師”“Hyper hem”“Authorware”“Camtasia Studio”等軟件都有利于化學(xué)教學(xué)更生動(dòng)和直觀，讓學(xué)生能真正地喜歡化學(xué)學(xué)習(xí)。在化學(xué)課堂教學(xué)中利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)開展了一些工作，也在不斷地進(jìn)行嘗試，取得了一定的成果，但我們清醒地認(rèn)識(shí)到課程整合是一個(gè)長期而艱巨的任務(wù)。如何讓計(jì)算機(jī)技術(shù)更好地為課堂教學(xué)服務(wù)是我們努力的方向。我們期待同行與我們一起磋商，共同提高，將信息技術(shù)應(yīng)用得更好，使信息技術(shù)更好地為教學(xué)服務(wù)、為課改服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王克勤.化學(xué)教學(xué)論[M].科學(xué)出版社，2006.

[2]彭輝.中學(xué)化學(xué)語言的初步研究[D].南京師范大學(xué)，2007.endprint