基于信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科有效整合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究

摘要：信息技術(shù)是人們利用信息器官功能的各種方法、工具與技能的總和。基于化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)和實(shí)際，對(duì)信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科有效整合的教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維培養(yǎng)及整合實(shí)踐效果進(jìn)行了系統(tǒng)探討和分析。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；化學(xué)學(xué)科；有效整合；創(chuàng)新人才

作者簡(jiǎn)介：聶長(zhǎng)明（1961-），男，湖南衡山人，南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，教授；廖力夫（1951-），男，湖南衡陽人，南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，教授。（湖南 衡陽 421001）

基金項(xiàng)目：本文系湖南省教育廳教學(xué)改革研究基金項(xiàng)目（項(xiàng)目批準(zhǔn)文號(hào)：湘教通[2012]401號(hào)，編號(hào)219）、湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度立項(xiàng)課題（課題編號(hào)：XJK013BGD029）、南華大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2011YJG04）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）23-0020-02

信息技術(shù)是指人們利用信息器官功能的各種方法、工具與技能的總和，它包括人們利用計(jì)算機(jī)等各種硬件設(shè)備和軟件工具的科學(xué)方法，對(duì)圖文聲像等各種信息資源進(jìn)行獲取、加工、存儲(chǔ)、傳輸與使用等。[1-3]近年來信息技術(shù)與課程整合已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。[3-10]新家坡學(xué)者曾提出ICT整合TPACK模型、通用PST模型以及探究社群模型，[5-6]從教學(xué)的、社會(huì)的以及技術(shù)的三個(gè)方面分析了信息技術(shù)支持下的學(xué)習(xí)環(huán)境，分析和比較了三種模型中的四個(gè)基本要素的區(qū)別和作用。[5-6]朱紅梅從信息技術(shù)與課程整合的內(nèi)涵、整合的條件、整合的評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了論述。[7]孫杰遠(yuǎn)從信息技術(shù)與課程整合的功能出發(fā)歸納和分析了當(dāng)前最為常用的三種整合模式。[8]付會(huì)玉指出信息技術(shù)與學(xué)科課程整合就是將信息技術(shù)自然地恰如其分地融合到各個(gè)學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)中教學(xué)活動(dòng)。[9]

盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者在信息技術(shù)與學(xué)科整合研究方面取得了一些研究成果，但整合過程中明顯地感覺到有“簡(jiǎn)單混合和拼湊的痕跡”。[10]深層次的整合過程中如何把信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，有效協(xié)同完成教學(xué)目標(biāo)仍然是亟待研究的課題。[3，7，10]如何讓學(xué)生將學(xué)習(xí)重心放到“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”和培養(yǎng)能力上，如何將“以教為主”和“以學(xué)為主”的教學(xué)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來，充分實(shí)施“學(xué)教并重”以及個(gè)性化學(xué)習(xí)與協(xié)作性學(xué)習(xí)的和諧統(tǒng)一等仍然是教學(xué)改革的根本目標(biāo)。[1，7，10]化學(xué)學(xué)科是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的學(xué)科之一。筆者基于化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，運(yùn)用現(xiàn)代教育理論，立足學(xué)科交叉與互補(bǔ)，將信息技術(shù)全面地有機(jī)融合到人才培養(yǎng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)教學(xué)之中，從而切實(shí)有效地推動(dòng)教育教學(xué)模式的改革，實(shí)現(xiàn)在信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)整合中的協(xié)調(diào)互動(dòng)。

一、基于信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科課程教學(xué)整合的教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)

信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效整合就是要在現(xiàn)代教育思想和理念的指引下，在化學(xué)學(xué)科人才培養(yǎng)過程中把信息技術(shù)、信息資源、信息方法與化學(xué)學(xué)科課程內(nèi)容有機(jī)整合，從而切實(shí)有效地推進(jìn)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和終身學(xué)習(xí)能力的一種新型教育教學(xué)模式。它不是一種簡(jiǎn)單的拼湊，而是基于信息技術(shù)的課程研制理論和實(shí)踐探索優(yōu)化過程，是將信息技術(shù)與課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、課程資源以及課程實(shí)施辦法等方面有機(jī)地融合為一體，從而對(duì)課程教學(xué)的各個(gè)層面和維度都產(chǎn)生變革的教育活動(dòng)。化學(xué)學(xué)科具有與其他學(xué)科不一樣的獨(dú)特的抽象性、可視覺性和可操作性。針對(duì)化學(xué)學(xué)科的這些特點(diǎn)，筆者從幾個(gè)方面進(jìn)行了有益的探索。

1.運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和信息技術(shù)指導(dǎo)整合的實(shí)踐

首先，教學(xué)團(tuán)隊(duì)要從教育理論體系上對(duì)化學(xué)及化工類專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、課程教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等要素方面作出系統(tǒng)的考量與操作，運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和信息技術(shù)來研究教學(xué)過程中各種教育因素之間的關(guān)系。另一方面，在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，要求廣大教師充分運(yùn)用信息技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維、激發(fā)靈感、解決問題，達(dá)到創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。結(jié)合CAI、CHMIDRAW、分子模型、示頻教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)手段和方法展示化學(xué)分子模型、物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，為信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科課程教學(xué)的整合構(gòu)筑全新教學(xué)平臺(tái)。同時(shí)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開展網(wǎng)上選課、網(wǎng)上討論學(xué)習(xí)、在線輔導(dǎo)答疑等，不僅讓信息技術(shù)作為展示教學(xué)信息和抽象知識(shí)的載體，而且讓它發(fā)揮更多的功能和作用，促進(jìn)信息技術(shù)環(huán)境下化學(xué)學(xué)科系統(tǒng)化整合活動(dòng)的實(shí)踐。

2.利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、強(qiáng)化教學(xué)重點(diǎn)、化解教學(xué)難點(diǎn)

以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)作為教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)工具，采用多種信息表現(xiàn)形式創(chuàng)設(shè)問題情境，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)中難以解決的問題。在這些過程中，學(xué)生往往充滿好奇和興趣，會(huì)主動(dòng)積極融入學(xué)習(xí)活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)“以教為主”的教學(xué)設(shè)計(jì)和“以學(xué)為主”的教學(xué)設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。這種設(shè)計(jì)和整合也正好能適應(yīng)“既要發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生主體作用的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)”的現(xiàn)代教學(xué)要求。

3.利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)、交流、互動(dòng)平臺(tái)

通過E-mail和QQ群等信息技術(shù)工具與學(xué)生交流所需的有價(jià)值的信息，讓學(xué)生獲取解決問題的策略、技巧和方法。在這一過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由傳統(tǒng)的被動(dòng)式學(xué)習(xí)向主動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化。在這種學(xué)習(xí)方式的變化中，學(xué)生逐步獲得了自信并提高了學(xué)習(xí)效率，逐漸培養(yǎng)起自主的學(xué)習(xí)意識(shí)和自覺主動(dòng)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。另一方面，通過網(wǎng)絡(luò)的通訊功能和共享功能、軟件工具、圖文聲像各種信息技術(shù)為化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了得天獨(dú)厚的學(xué)習(xí)、交流、討論環(huán)境和條件。這種由于信息技術(shù)的共享特性和超時(shí)空性使學(xué)習(xí)者平等地共享學(xué)習(xí)資源，使學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)方式從封閉走向開放，從教室走向課外，從學(xué)校走向社會(huì)，形成開放式的學(xué)習(xí)空間。

二、基于信息技術(shù)的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

1.基于信息技術(shù)的化學(xué)創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)

創(chuàng)新能力起源于創(chuàng)新意識(shí)，而化學(xué)創(chuàng)新意識(shí)又源于化學(xué)信息意識(shí)。化學(xué)學(xué)科的發(fā)展是在理論創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)造的漸進(jìn)中推進(jìn)的，因此，創(chuàng)新意識(shí)是化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新人才的基本素質(zhì)。化學(xué)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)關(guān)鍵是創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，因此在信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科整合的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，要培養(yǎng)學(xué)生從大量日常普通化學(xué)反應(yīng)和現(xiàn)象中捕捉可利用的有價(jià)值信息的能力，并將所獲取的有價(jià)值的化學(xué)信息進(jìn)行整合，使之產(chǎn)生新的有價(jià)值技術(shù)或知識(shí)，提高學(xué)生化學(xué)創(chuàng)新意識(shí)。創(chuàng)新教育的一切活動(dòng)都是圍繞信息而展開和進(jìn)行的，沒有信息創(chuàng)新人才培養(yǎng)就無法實(shí)施。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)過程實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)信息、利用信息、創(chuàng)造知識(shí)的過程。只有具備了化學(xué)創(chuàng)新意識(shí)的人才有可能在日常的化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中迸發(fā)出創(chuàng)新靈感與火花，產(chǎn)生新的觀念和想法。在這樣的過程中，化學(xué)信息意識(shí)是其感知的來源。

2.基于信息技術(shù)的化學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)

化學(xué)創(chuàng)新思維的訓(xùn)練離不開化學(xué)信息源的指引。創(chuàng)新人才不僅要具有創(chuàng)新意識(shí)，還應(yīng)具有創(chuàng)造性思維。學(xué)生的知識(shí)積累并不是完全通過教師課堂講授而獲得的，相當(dāng)多的知識(shí)是學(xué)生借助一些其他手段或載體的幫助，利用各種學(xué)習(xí)資源而獲得的。因此，在實(shí)施創(chuàng)新人才培養(yǎng)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)上，要特別注重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)信息獲取能力、化學(xué)信息處理能力、化學(xué)信息利用能力、化學(xué)信息整合能力和化學(xué)信息傳播能力等。通過信息技術(shù)與課程整合的實(shí)踐活動(dòng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生成為各種化學(xué)相關(guān)信息加工的主體，成為發(fā)現(xiàn)和探索化學(xué)規(guī)律的主體。在每一個(gè)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中避免對(duì)學(xué)生單向灌輸，強(qiáng)調(diào)情景設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)環(huán)境、倡導(dǎo)協(xié)作學(xué)習(xí)、共同成長(zhǎng)，主張發(fā)現(xiàn)式、研究式學(xué)習(xí)時(shí)空，這種新的教學(xué)方式十分利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

三、基于信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科有效整合的實(shí)踐效果

1.基于信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科的有效整合，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的能力

實(shí)踐表明，通過信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科的有效整合使學(xué)習(xí)方式發(fā)生了根本的變化，在這種基于化學(xué)信息時(shí)空里，一方面學(xué)生利用信息工具和信息資源，開發(fā)信息、獲得信息、利用信息并解決學(xué)習(xí)中問題。另一方面，學(xué)習(xí)者利用信息工具和信息資源進(jìn)行自主探索、合作交流、創(chuàng)新研究、鍛煉個(gè)性、培養(yǎng)修養(yǎng)習(xí)慣，進(jìn)而提升了自身的實(shí)踐創(chuàng)新能力。學(xué)生不再只依賴于教師特定的講授和課本的學(xué)習(xí)，而是利用信息化平臺(tái)和信息化資源進(jìn)行自主探索，這樣的學(xué)習(xí)方式十分有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力。這種以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和視頻技術(shù)為核心的信息技術(shù)自然地恰如其分地融合到化學(xué)學(xué)科各個(gè)教學(xué)活動(dòng)的整合過程中，打破傳統(tǒng)教學(xué)中的局限，克服傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代教育改革向前發(fā)展。近年來通過整合實(shí)踐，化學(xué)化工學(xué)院學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了較大提升，學(xué)生在各類競(jìng)賽中獲得了良好的成績(jī)，如在2011年湖南省化學(xué)化工大學(xué)生作品競(jìng)賽中獲得特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；在2012年全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽中獲得二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)一項(xiàng)，在華中賽區(qū)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽中獲得一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)等。

2.基于信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科有效整合，培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)的能力

將信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科教育有效整合可以培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的信息素質(zhì)能力。具備良好信息素養(yǎng)的人也是善于自主學(xué)習(xí)的人，而獨(dú)立自主地學(xué)習(xí)正是創(chuàng)新人才所具有的基本素質(zhì)。在現(xiàn)代信息時(shí)代里，化學(xué)知識(shí)創(chuàng)新和更新的速度迅猛增長(zhǎng)，化學(xué)學(xué)科和專業(yè)的發(fā)展日新月異，人們?cè)僖膊豢赡苤煌ㄟ^一段時(shí)間的學(xué)習(xí)或培訓(xùn)獲得一輩子享用的化學(xué)知識(shí)與技能。學(xué)生在完成了大學(xué)時(shí)代的學(xué)校教育之后還必須不斷地接受繼續(xù)教育，尤其是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)、以互聯(lián)網(wǎng)為核心的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)教育和崗位式學(xué)習(xí)教育，這些學(xué)習(xí)教育形式將貫穿人的一生，以便適應(yīng)化學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展和科技進(jìn)步的需要，這就是終身學(xué)習(xí)和終生教育。終身教育的學(xué)習(xí)方式主要是在信息技術(shù)環(huán)境和資源支持下的自我提升學(xué)習(xí)方式。終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力主要通過在信息技術(shù)與學(xué)科課程整合的過程中形成。學(xué)習(xí)不再受時(shí)空限制，學(xué)習(xí)者不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是主動(dòng)地獲取新知識(shí)，即從學(xué)校走向社會(huì)，從學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)向會(huì)學(xué)，從“大學(xué)學(xué)習(xí)”走向“終身學(xué)習(xí)”。

參考文獻(xiàn)：

[1]Mieke V.Learners’ perceptions and illusions of adaptivity in computer-based learning environments[J].Educational Technology Research and Development，2012，60（2）：307-324.

[2]魏迎君.信息技術(shù)與課程整合的教學(xué)現(xiàn)狀及對(duì)策[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，（1）：16.

[3]Michael，J.S..Foundations of educational technology：integrative approaches and interdisciplinary perspectives[J].Educational Technology Research and Development，2012，60（5）：963-965.

[4]Wang，Q.Y.，Woo，H.L.Comparing asynchronous online discussions and face-to-face discussions in a classroom setting[J].British Journal of Educational Technology，2007，38（2）：272-286.

[5]Wang，Q.Y..A generic model for guiding the integration of ICT into teaching and learning[J].Innovations in Education and Teaching International，2008，45（4）：411-419.

[6]Wang，Q.Y.，Woo，H.L.Systematic planning for ICT integration in topic learning[J].Educational Technology and Society，2007，10（1）：148-156.

[7]朱紅梅.信息技術(shù)與課程整合的教學(xué)評(píng)價(jià)[J].山西電教，2009，

（2）：36-39.

[8]孫杰遠(yuǎn).信息技術(shù)與課程整合的模式[J].廣西教育，2003，（5）：27-28.

[9]付會(huì)玉.淺談信息技術(shù)與學(xué)科整合的基本模式[J].教育教學(xué)論壇，2011，（11）：149.

[10]章瑞華.信息技術(shù)與學(xué)科整合常見問題與思考[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2012，（3）：144.

（責(zé)任編輯：王祝萍）