初中化學實驗教學中如何運用計算機信息技術啟發學生自主學習

　　摘 要： 在新課程和新課標大力推行的大背景下，在中學化學實驗教學中運用計算機信息技術創設鮮活的以學生自主學習為主的課堂是十分重要和必要的。本文作者進行了以下幾點嘗試與實踐：應用現代信息技術，凸現化學課堂演示實驗亮點；設計交互式網絡實驗模式；培養學生創新與實驗能力。在教學過程中大膽創新和及時總結，不斷調整改進，使現代信息技術和化學實驗教學有機整合，啟發學生自主學習的能力，大大優化實驗課堂教學，提高化學實驗教學質量。
　　關鍵詞： 初中化學實驗教學 計算機信息技術 自主學習
　　
　　新課改要求每個教師應具有新的課程觀和教學策略。在此背景下，中學化學實驗教學如何借助現代教育技術手段，開發網絡環境，突破傳統文本知識的局限性，實現現代信息技術與化學實驗教學的有機整合，創設鮮活的以學生自主學習為主的課堂，顯得十分重要和必要。
　　學生的自主學習要求有開放的教育環境，這種環境要能充分激發學生積極性和主動性，計算機信息技術的發展，為這種構想提供了可能。信息技術的發展引發了學習領域的深刻革命，尤其是網絡這一現代化教育媒介的出現，已真正成為學生“自學、自悟、自主”的工具，使學生在接近真實的學習環境中主動探索，形成研究的態度，學生的學習能夠很容易地由被動地位向自主地位轉化，他們會自主獲取信息、自主加工處理信息、自主利用信息，盡最大可能開發學習的潛力和培養創造能力，從而提高自主學習的能力。同時在計算機信息技術條件下，學校信息環境得到改善，師生擁有了豐富的信息庫，學校能比較容易地做到優化學習過程，優化學習資源，提高學習效率。
　　我就如何在中學化學實驗教學中開展運用計算機信息技術創設鮮活的以學生活動為主的課堂的探索，談談看法。
　　一、應用現代信息技術，凸現化學課堂演示實驗亮點。
　　近年來，利用現代信息技術進行教學成為一種時尚。但現代信息技術在教學中只能發揮輔助作用，尤其是在實驗教學中。因為化學是一門以實驗為基礎，研究物質組成、結構、性質、變化，以及制備的科學，所以化學教學必須十分重視引導學生觀察化學實驗，透過實驗現象掌握物質的性質、變化，進而揭示物質組成和結構的奧秘。輔助化學教學的現代信息技術應當圍繞上述化學學科特點，尤其是其中那些常規教學難以突破的難點來開發，從而凸現化學課堂演示實驗亮點。
　　實驗是化學學科的基礎，也是實驗引探法實施的前提，其重要意義勿庸置疑。然而，傳統的課堂演示實驗存在著一些不易克服的矛盾。
　　1.反應規模小而課室大，多數學生觀察比較模糊。
　　2.許多化學變化瞬間即逝，學生的注意力難以集中在應當著重觀察的重點上，感官刺激不強。
　　3.一些化學實驗要較長的時間才能完成，而課堂教學時間有限，無法直接觀察結果。
　　4.演示實驗既要自己動手（或指導學生）操作，又要調控整個教室的學生注意力，因而無法組織他們同步思考和討論。所以，邊實驗邊討論的氣氛不濃。
　　5.一些實驗的危險性較強，不適于在課堂上演示。
　　6.工業生產規模大，根本無法在課堂內演示。
　　那么，怎樣解決這些化學教學中帶有普遍性的難題呢？借助實驗錄像演示來配合教學不失為解決問題的好方法。但是，現階段各地發行的實驗錄像只能線性播放，在實驗教學中無法根據教學的需要，隨意選擇某一片段、某一鏡頭，更不能在畫面中穿插對實驗的探索性的思考。鑒于以上問題，在教學實踐中我的做法是：（1）對傳統實驗中實驗現象明顯、易于觀察的要保留下來，親手做演示實驗。（2）利用課件模擬實驗，如工業生產流程、爆炸實驗、反應時間快的慢鏡頭、反應時間慢的實驗的壓縮過程，等等。如：將濃硫酸稀釋時錯誤地把水倒入濃硫酸，會帶來什么后果呢？這是不便用實驗來演示的，但都可通過動畫模擬及伴音得到解決。又如：在驗證電解水產生的氫氣，由于產生氫氣量少，而火焰顏色又受現場光線影響，大部分學生都無法看清。教師通過多媒體課件，結合畫面可把知識點講授得既形象直觀又清晰透徹。
　　二、運用現代信息技術，設計交互式網絡實驗模式。
　　在學科知識上教師與學生相比必然存在著一定的優勢，但如果教師能放下“知識領袖”的架子，與學生進行平等的師生合作和共同探究式的學習，這本身就是學生主體性課堂的體現。在這種環境下學習，學生會感到學習的氣氛十分輕松，合作與探究的方式可讓他們自己參與到知識的獲得中去，感覺知識是和老師共同合作而推理出來的，他們自己成為主宰知識的一部分。探究又可以使他們自己不斷地發現問題、分析問題、解決問題。例如，在探究溶液的導電原因時，可利用Flash軟件設計一個課件，用一些小球來模擬溶液中看不見的陰陽離子，然后讓學生分別對氯化鈉溶液，氫氧化鈉溶液，硫酸溶液、蔗糖溶液進行導電性實驗，模擬分析過程，探究出溶液導電的原因。
　　利用信息技術尤其是網絡技術的交互性的特點，促進師生之間的雙向交流。化學課堂也可以在計算機教室里進行，教師可設計課件，通過網絡把教學內容與要求傳遞給學生面前的每一臺計算機上，在通過智能化的評估體系迅速了解學生掌握的情況，并進一步根據存在問題提出新的問題；學生也可以根據自身的需要，從中選擇更加適合自己的學習內容，并把學習中遇到的問題、產生的感受及時反饋給教師。師生間還可以通過“網上論壇”的形式展開討論。“教”與“學”在這種網絡聯系和雙向溝通的互動中得以不斷調整和發展。例如在講“實驗裝置的設計與儀器與連接時，可通過Flash軟件設計課件，將各種儀器設計成可以用鼠標拖動的儀器圖。這樣在計算機教室里，學生可在電腦上選取所需要的儀器，根據自己的設計對其進行組裝再把組裝好的圖片發送給教師的電腦上，由教師做出評價，指出不足之處，然后反饋給學生，由學生進行改進。
　　三、運用現代信息技術，培養學生創新與實驗能力。
　　現代信息技術中，互聯網提供了十分豐富的化學學科知識相關聯的課外知識，各種教育教學軟件給教師提供了創造學生主動學習的熱情和靈感，各種電教設備和電教教材給學生提供了圖、文、音、像等種種信息。教師完全可利用這些信息技術來營造生機勃勃的活力課堂，讓學生投入到積極創新的學習中去，從而不斷提高他們的實驗創新能力。
　　如在“二氧化碳的實驗室制法”一節教學中，教師在引導學生分析實驗時，對如何選擇制取二氧化碳裝置的問題時，可以設計下列四組動畫裝置供學生選擇：A、與用高錳酸鉀制氧氣的裝置相同。B、僅用試管而無導管的裝置。C、用試管又有導管還用酒精燈加熱的裝置。D、用試管又有導管但沒有酒精燈加熱的裝置。當學生選擇了裝置A時，就會看到稀鹽酸從試管口流出而無法發生反應。當學生選擇了裝置B時，稀鹽酸和大理石能反應，但產生的二氧化碳就會從試管口直接逸出而不能收集。當選擇裝置C和裝置D時，稀鹽酸和大理石均能反應，產生的氣體都能從導管口排出，此時學生必定會對裝置C和裝置D進行比較。由于稀鹽酸和大理石的反應是不需要加熱的，從而得出裝置D是正確的答案。隨著反應的進行，電腦畫面上出現“稀鹽酸不足，大理石有剩余”的字樣而使反應停止（動畫顯示為無氣泡產生，但試管內仍有大理石）。此時畫面又給出“如何使試管中的大理石充分反應重新產生氣泡？”以及“如何在反應進行的過程中向試管內添加稀鹽酸？”這樣兩個問題。此時三個答案供學生選擇：A、打開橡皮塞添加稀鹽酸，但會使產生的二氧化碳不純。B、重新換一套裝置。C、在裝置上另配一個長頸漏斗。學生對所提供的信息經過思考加工和相互討論后選擇了正確答案C。此時畫面發生了如下變化：裝置甲（配備長頸漏斗）和裝置乙（配備分液漏斗），學生再對上述兩種裝置進行比較分析、討論和綜合，學生對兩套裝置的優缺點就有了深刻的了解和掌握。學生對以上所獲取的信息進行加工處理的基礎的同時，課件又給出“燒杯、錐形瓶、試管、底部有破孔的試管、帶孔塑料片、導管、長頸漏斗、橡皮塞、鐵架臺等儀器，讓學生自己動手組合實驗室制取二氧化碳的裝置，甚至讓學生自己動手畫他認為還可以使用的儀器進行裝置的組合，使學生的創新意識得到最佳發揮，讓學生更好地施展其創造才能。
　　綜上所述：我們在化學實驗教學中運用現代信息技術，不是簡單的動畫設計，不是運用現代化教育媒體進行實驗操作，更不是為了動畫而動畫。否則，一堂電教實驗課將會變成運用現代教育媒體所進行的新的“填鴨式”教學，雖然這種教學比傳統的“填鴨式”教學效率高。但同樣會不利于學生智力的開發，影響到學生自主學習能力的培養，更不利于學生創新思維習慣的形成。這就要求教師要不斷學習新知識，在教學過程中大膽創新探索，及時總結反思，使現代信息技術和化學實驗教學有機整合。教師通過不斷調整改進，使之互相滲透，互相補充和完善，必將大大優化課堂教學，提高教學質量。與此同時，這也有利于學生科學素質的發展和教師教學水平的提高。