巧用信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科整合，提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量

劉曉平

摘要：二十一世紀(jì)的課堂是多媒體的課堂，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，教育不再僅僅是“粉筆加嘴巴”的傳統(tǒng)模式，現(xiàn)代化教育技術(shù)中的多媒體教學(xué)手段，可以將傳統(tǒng)教學(xué)中教師難以表達(dá)、學(xué)生難以理解的抽象內(nèi)容、復(fù)雜的變化過程等，通過動(dòng)畫模擬、過程演示等手段予以解決。在教學(xué)中起到事半功倍的效果，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析問題、解決問題的能力，大大提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。做好信息技術(shù)與化學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)手段的整合，是提高教育教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；化學(xué)學(xué)科；整合；提高；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）01-0112

信息時(shí)代科學(xué)技術(shù)革命的飛速發(fā)展，既為教育帶來新的機(jī)遇，又帶來了新的挑戰(zhàn)。二十一世紀(jì)的課堂是多媒體的課堂，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，教育不再僅僅是“粉筆加嘴巴”的傳統(tǒng)模式，現(xiàn)代化教育技術(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）加多媒體必然會(huì)引入教學(xué)領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）和計(jì)算機(jī)管理教學(xué)（CMI）已成為世界范圍的教育研究領(lǐng)域和未來教學(xué)的發(fā)展趨勢。初中化學(xué)是基礎(chǔ)教育的重要組成部分，計(jì)算機(jī)多媒體通過各種表現(xiàn)手法將內(nèi)在的、重要的、本質(zhì)的東西凸顯出來，如抽象的概念，難以觀察清楚的現(xiàn)象，不易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)等，進(jìn)行信息處理和圖像輸出，在屏幕上實(shí)施微觀放大、宏觀縮小、動(dòng)靜結(jié)合。這樣，在短時(shí)間內(nèi)調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感覺器官參與活動(dòng)，使學(xué)生獲取動(dòng)態(tài)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)。激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，優(yōu)化了教學(xué)過程，提高了課堂效益，而且有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析問題解決問題的能力，大大提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。

一、將信息技術(shù)作為化學(xué)課程整合的演示手段，幫助學(xué)生理解化學(xué)概念、原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面的內(nèi)容

化學(xué)概念與原理抽象度很高，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)既看不見，又摸不著，單靠語言和文字的描述很難在學(xué)生的大腦中留下深刻的印象。在教學(xué)過程中，往往有這樣的經(jīng)驗(yàn)，涉及實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，配合精心的演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)，學(xué)生興趣很高；涉及到化學(xué)概念及原理微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，由于大多較為抽象，單靠語言和文字描述，學(xué)生較難理解。如在原子結(jié)構(gòu)的教學(xué)中，筆者利用計(jì)算機(jī)模擬原子結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生直觀地看到原子的組成、空間結(jié)構(gòu)，用于在課堂上對學(xué)生的講解；也可組編成講演文稿或多媒體課件及圖表、動(dòng)畫等形式，在教學(xué)過程中進(jìn)行展示和創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，使學(xué)生在愉悅的氛圍中獲取知識。文字、圖像、聲音信號將課堂與實(shí)踐相互融合起來，突破了傳統(tǒng)的教學(xué)局限，使學(xué)生在設(shè)定的情境中獲取了知識，收到了良好的教學(xué)效果。

二、將信息技術(shù)作為化學(xué)課程整合的資源工具，在時(shí)間和空間上突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式

近幾年來，信息技術(shù)得以快速迅猛的發(fā)展，校園網(wǎng)的建立、互聯(lián)網(wǎng)的連接，為化學(xué)的教學(xué)提供了密集信息、多樣形式、海量開放的資源信息庫。教師使用電腦多媒體來輔助化學(xué)教學(xué)，在時(shí)間和空間上突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式，使化學(xué)教學(xué)不再局限于課堂、書本、教室和實(shí)驗(yàn)室，教和學(xué)在時(shí)間和空間上得到延伸和擴(kuò)展。例如：在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，教師可將自己的教案和課件發(fā)布在校園網(wǎng)或Internet的中學(xué)教學(xué)網(wǎng)站上，供學(xué)生在課余時(shí)間上機(jī)查尋和使用，給學(xué)生的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)提供了良好的課外學(xué)習(xí)環(huán)境，另外還可讓有條件的學(xué)生與教師聯(lián)網(wǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生在家中通過上網(wǎng)來進(jìn)行學(xué)習(xí)和作業(yè)，并即時(shí)地向教師提問和請教，使教師的教學(xué)活動(dòng)得到延展。學(xué)生還可通過Internet訪問相應(yīng)的中學(xué)化學(xué)教學(xué)網(wǎng)站，如聯(lián)想網(wǎng)校、101遠(yuǎn)程教育網(wǎng)、新世紀(jì)課程網(wǎng)等，在網(wǎng)上接受其他化學(xué)教師的遠(yuǎn)程教學(xué)，其學(xué)習(xí)不再受限于傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)間和空間。這樣可以使學(xué)生學(xué)到更多更新的知識。

三、將信息技術(shù)作為化學(xué)課程整合的交流平臺(tái)，在時(shí)間和空間上突破傳統(tǒng)的教師和學(xué)生的地位

師生交流是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，師生互動(dòng)、生生互動(dòng)是教學(xué)成功的重要因素。而以蘇聯(lián)教育家凱洛夫的五段教學(xué)法（激發(fā)動(dòng)機(jī)——復(fù)習(xí)舊課——講授新課——運(yùn)用鞏固——檢查效果）為典型代表的傳統(tǒng)教學(xué)方法，教師是整個(gè)教學(xué)過程的主宰，學(xué)生則處于被動(dòng)接受教師灌輸知識的地位。不難想象，作為學(xué)習(xí)過程主體的學(xué)生如果在整個(gè)教學(xué)過程中始終處于比較被動(dòng)的地位，肯定難以達(dá)到比較理想的教學(xué)效果，更不可能培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才，在具備網(wǎng)絡(luò)硬件大力使用的環(huán)境下，教師可根據(jù)教學(xué)的需要和學(xué)生興趣，利用學(xué)校網(wǎng)站、QQ群、聊天室等信息工具開設(shè)一些化學(xué)討論專題，讓學(xué)生有興趣的去討論，各抒己見，從而對課本知識進(jìn)行全面理解，拓寬課本以外知識的視野，提高教師自身的理論水平和學(xué)生實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)師生之間情感上的交流，既提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，又從學(xué)生身上學(xué)到了好的做法，這種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，使課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，教師的作用、學(xué)生的地位發(fā)生了變化，真正實(shí)現(xiàn)了教師角色的轉(zhuǎn)變。教師幾乎是把學(xué)生所有的感覺器官都調(diào)動(dòng)起來，用高超的技巧將學(xué)生的才智與計(jì)算機(jī)交互式多媒體技術(shù)密切結(jié)合，從而最大限度地減少了教學(xué)時(shí)間的無效消耗，增加了課堂教學(xué)的容量和知識密度，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解、吸收知識的速度，挖掘了學(xué)生的創(chuàng)造潛力，訓(xùn)練、強(qiáng)化了學(xué)生的創(chuàng)造能力，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體性、積極性和獨(dú)立性。

四、將信息技術(shù)作為化學(xué)課堂整合的輔助工具，化“不可見”為“可見”，化“靜態(tài)”為“動(dòng)態(tài)”

信息技術(shù)的應(yīng)用可以較好地解決化學(xué)教學(xué)中的微觀問題，對化學(xué)中微觀概念可以進(jìn)行直觀演示，一個(gè)知識點(diǎn)可多次演示，對培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力及發(fā)現(xiàn)問題的能力都有一定的幫助。例如氯化鈉溶解于水的實(shí)驗(yàn)，從宏觀看現(xiàn)象不明顯。但是通過多次演示課件，學(xué)生就能真切感受到水分子作用下，鈉離子與氯離子能迅速擴(kuò)散，均勻地分散到水中，進(jìn)一步認(rèn)識到食鹽溶液實(shí)際上是離子和分子組成的均勻混合物。并能感受到離子在水溶液中跟水分子一起不停地運(yùn)動(dòng)，最終得出結(jié)論溶液是均一、穩(wěn)定的。問題的深化，是在學(xué)生不斷地去思考和進(jìn)一步探究中得到解決的。

五、將信息技術(shù)作為化學(xué)課程整合的探究主體，增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，也是實(shí)驗(yàn)探究法實(shí)施的前提，其重要意義毋庸置疑。然而，傳統(tǒng)的課堂演示實(shí)驗(yàn)存在著一些不易克服的問題：1. 反應(yīng)裝置規(guī)模小而教室范圍大，多數(shù)學(xué)生觀察現(xiàn)象模糊；2. 許多化學(xué)變化瞬間即逝，學(xué)生注意力難以集中在應(yīng)當(dāng)著重觀察的重點(diǎn)上，因而感官刺激強(qiáng)度不足；3. 一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要較長些的時(shí)間才能完成，而課堂教學(xué)時(shí)間有限，無法直接觀察結(jié)果；4. 演示實(shí)驗(yàn)時(shí)教師既要自己動(dòng)手或指導(dǎo)學(xué)生操作，又要調(diào)控整個(gè)教室的學(xué)生注意力，因而無法組織他們同步思考討論，所以，邊實(shí)驗(yàn)邊探究的氣氛不濃；5. 一些實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性較高，不易于在課堂上演示；6. 工業(yè)生產(chǎn)裝置規(guī)模大，根本無法在課堂內(nèi)演示。那么，怎樣解決這個(gè)在化學(xué)教學(xué)中帶有普遍性的難題呢？配以放映實(shí)驗(yàn)錄像不失為解決問題的辦法。但是，現(xiàn)階段各地發(fā)行的實(shí)驗(yàn)錄像帶只能線性播放，難以根據(jù)教學(xué)的需要，隨心選擇某一片段、某一鏡頭，更不便在畫面中穿插對實(shí)驗(yàn)的探索性思考，所以效果不佳。我們可借助計(jì)算機(jī)穿插實(shí)驗(yàn)錄像的技術(shù)，采用MPEG壓縮卡，將視頻信號轉(zhuǎn)換成電腦可處理的視頻文件（MPG格式），并結(jié)合VCD編碼系統(tǒng)制作VCD視盤的方法。使用時(shí)可以通過按鼠標(biāo)或鍵來選擇任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)的畫面，邊觀察、邊思考，這樣明顯地提高了實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)探究的效果。但對那些反應(yīng)速率過慢的實(shí)驗(yàn)（如鐵生銹，鐵銹與酸的反應(yīng)等反應(yīng)速度非常慢，課堂上難以演示）、變化太快的實(shí)驗(yàn)（如鎂與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，但反應(yīng)太快，學(xué)生完整描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有困難，通過投影實(shí)驗(yàn)?zāi)苁谷w學(xué)生基本看清。），借助計(jì)算機(jī)穿插實(shí)驗(yàn)錄像的技術(shù)，效果也不佳，這時(shí)可將該實(shí)驗(yàn)的視頻文件反復(fù)播放，并通過幀數(shù)控制定格在幾個(gè)特殊階段。這樣學(xué)生就能將實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程看得十分清楚。對污染性大的實(shí)驗(yàn)（如氧化汞分解等）、容易出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，而錯(cuò)誤操作又可引致高危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)（再如濃H2SO4的稀釋時(shí)錯(cuò)誤地將水倒入濃H2SO4），不宜用實(shí)驗(yàn)來演示給學(xué)生看。但都可通過動(dòng)畫模擬及伴音得到解決。對與酸堿中和反應(yīng)溶液PH值的變化，只憑教師理論講解學(xué)生只能記住，通過PH傳感器我們可以在做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)在電腦上畫出反應(yīng)的PH值變化圖像，使學(xué)生能形象的感受到其中反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，了解溶液的變化。那些發(fā)生比較困難，甚至不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)、在課堂的空間和時(shí)間上不可能觀察到的生產(chǎn)和生活中的種種化學(xué)變化，以及不能看到的自然界中豐富多彩的那些化學(xué)現(xiàn)象，工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際過程，等等，就只能用計(jì)算機(jī)一一模擬出來，通過不同顏色的塊、線條、逼真的爆炸等，把實(shí)驗(yàn)過程中氣體的流動(dòng)、引致實(shí)驗(yàn)失敗的原因、后果很直觀地展示出來。同時(shí)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中遇到無法用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)去解釋的一些化學(xué)現(xiàn)象，那么就可以利用信息技術(shù)作為手段去探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，取得較好的學(xué)習(xí)效果。

讓學(xué)生利用多媒體信息技術(shù)進(jìn)行研究，從而使學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題，提出解決問題的辦法，有助于加強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和動(dòng)手學(xué)習(xí)能力的提高，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。教師在信息技術(shù)教學(xué)中要善于分析教材，獲取與教材相關(guān)的課外資源，進(jìn)行合作探究。選擇最佳的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，積極創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生啟動(dòng)思維，為實(shí)現(xiàn)化學(xué)課堂教學(xué)與信息技術(shù)的有效整合打下基礎(chǔ)，最大限度地提高教學(xué)質(zhì)量。

（作者單位：山東省青州市北關(guān)初中 262500）