“建構—探究”式化學實驗教學中的課件設計

楊健宇

進入20世紀90年代以來，人們對“素質教育”的呼聲越來越高，所以，注重學習者能力培養的建構主義學習理論和探究式教學逐漸成為教育界所關注的熱點。在傳統的教學中，學生只是被動地接受現成的理論，缺乏對問題的分析和自己的見解。如何發揮學習者在教學中的積極性、自主性和創造性，這是本世紀初教學改革所面臨的重要問題。在這里，我們將建構主義教學理論和探究式教學理論結合起來，一起運用于化學的實驗教學中，使實驗教學既有建構性特征又有探究性特征，我們且稱之為“建構—探究式”化學實驗教學。

一、問題的提出

從當前化學的實驗教學模式看，基本上還是教師在上面講和演示，學生在下面聽然后重復老師所做實驗的“灌輸”式的授課方法。這種方法的優點就是可以很好地發揮教師的主導作用，便于教師對整個實驗教學的組織和控制；它的缺點是作為認知主體的學生在實驗的過程中只是被動地接受現成的理論、概念，而缺乏對問題的分析，缺乏自己的見解，導致學習者的思維能力和動手能力得不到很好的發展，其主動性、積極性難以發揮，對培養學生的思維特別是創造性思維非常不利。因此，為了提高教學的效率，我們要充分利用新的“教學工具”來構建新的實驗教學方法。

計算機多媒體課件是目前國內外都比較重要的教學工具之一。多媒體課件作為一種先進的教育技術能提供很好的學習環境去幫助與促進學生對新知識的意義建構。但是，如果一種先進的教育技術沒有與相應的教學理論相結合，沒有運用新的教學設計，它的實際作用也就無法發揮。目前，大量多媒體課件的設計仍然以傳統的教學理論為指導，所以還存在著比較多的缺陷。九十年代以來，建構主義與探究式學習在我國迅速發展，以建構主義與探究式學習和“積件”理論作為多媒體教學應用的理論基礎，使人們對多媒體課件的設計日益深化、成熟。

二、“建構-探究”式思想下的化學實驗課件設計原則

由于“建構-探究”式思想強調以學生為中心，認為學生是認知的主體，是知識意義的主動建構者；教師只對學生的意義建構起促進和引導作用，并不要求教師直接向學生傳授和灌輸知識，因此相應的教學設計理論與傳統教學相比也有很大的不同。對于多媒體課件開發來說，“建構-探究”式思想下的化學實驗課件設計原則可以概括為：

1.學為主體，教為主導

“建構-探究”式的教學理論強調“學為主體，教為主導”，它不僅要求學生由知識的被動接受者和知識的灌輸對象轉變為信息加工的主體、知識意義的主動建構者；而且要求教師由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動意義建構的促進者、引導者。明確“學為主體，教為主導”這一點對于課件設計有至關重要的指導意義，因為從“學為主體”出發，還是從“教為主體”出發，將得出兩種截然不同的教學效果。

2.課件不能完全取代傳統的教學手段，只是起到輔助教學的作用

我們不能夸大電腦的作用，更不能做電腦技術的盲目追隨者。作者認為電腦多媒體技術在課堂教學中的地位，應該定位在教學過程中的一種工具的位置上，合理地使用電腦技術這種工具，才能使教學取得最好的效果。

3.注重“情境”、“協作學習”對意義建構的重要作用

建構主義認為，學習總是與一定的社會文化背景即“情境”相聯系的。在實際情境下進行學習，可以激發學生的創造性思維，使學習者在新舊知識之間建立起聯系，并賦予新知識以某種意義，最后達到建構的目的。

建構主義認為，協作學習環境以及學習者與周圍環境的交互作用，對知識意義的建構起著關鍵性的作用，這是建構主義的核心概念之一。強調交流與協作可以使學生在教師的組織和引導下，一起討論和交流，共同建立起學習群體并成為其中的一員。

4.實現由課件向積件的轉變

以課件的教學設計來代替教師，容易將課件定位于教育的主體地位，這樣既妨礙了教師的主導作用，也忽略了學生學習的主體作用。積件則可以克服課件的缺點，化學實驗中的多媒體積件是運用多媒體技術制作的包含一定化學實驗信息的教與學過程中都能夠使用的基本部件，積件是“散裝”的課件元素，是“活”的課件，積件展示的只是化學教學內容的一部分，積件具有高效性、簡約性、人本性等特點。

三、“建構-探究”式課件設計的方法和案例研究

化學教學中，實驗教學是不可缺少的重要環節。通過實驗能增強學生對化學知識的感性認識，培養學生的動手能力和操作技能，使學生更好地對所學知識進行意義建構，其重要性毋庸置疑。而多媒體課件輔助教學的一大優點是形象性和動感強烈，運用這一優點來模擬中學階段的一些化學實驗，可以收到很好的效果。計算機模擬實驗主要有以下幾種：

1.探究性實驗

如在原電池實驗中，學生看到的現象是電流表偏轉（即有電流產生）、鋅片變小、有氣泡產生。為什么會產生這種現象？我們可以通過使用電腦動畫模擬反應過程：鋅棒不斷釋放鋅離子，電子不斷從鋅棒流向銅棒，溶液中的氫離子和硫酸根離子向銅棒作定向移動，氫離子從銅棒獲得電子并在銅棒周圍產生氣泡……像這樣通過計算機引導學生進行知識的探究，可以使學生較容易掌握原電池的原理。

2.危險性實驗

如TNT的爆炸實驗，利用計算機可以真實地再現TNT的爆炸。

3.某些化學實驗在課堂上的重現

化學中的很多實驗要求教師在課堂上操作或讓學生自己動手操作。現在商品課件中的化學課件都把大量的與本節課相關的化學實驗拍成錄像然后放到課件中，但是通過在課堂上看錄像來代替教師操作和學生操作是與化學作為一門實踐性學科的基本要求相違背的。學生只是眼看而手不動，怎么能發現規律呢？這種祟尚機器可以代替一切的做法筆者認為是極端錯誤的，我們不能把課件變成一個實驗錄像的集合。但筆者認為，對一些特殊的實驗可以拍成錄像輸入課件，例如一些反應結果易受外界干擾產生較大誤差的實驗，我們可以在課件中展示此實驗的比較標準的反應錄像，使學生在自己動手操作時懂得實驗的結果與標準結果有多大的誤差。

4.培養學生動手能力的實驗

如前所述，化學是一門實踐性很強的學科。此學科比較強調培養學生的動手能力，所以在化學課件中應體現此學科特點。如教師在講有機物時往往都會在課堂上展示一些有機物的結構模型，但由于條件限制學生往往沒有機會自己動手組合有機物模型。而在化學課件中，教師可以根據教學的需要提供本節課所要用的模型，讓學生自己動手組合有機物的模型。例如，在“乙烯、烯烴”這節課的課件中，我們可以提供以下的教學資源：教師或學生可以根據需要先在計算機屏幕上產生任意多個碳原子、氫原子和電子鍵，然后根據需要將這些原子和電子鍵組合成不同的結構式，并且多個結構式可共存于同一屏幕，這樣設計的多媒體課件能充分體現教師的主導作用和學生的主體地位。

在“建構—探究”式教學中，我們精心設計課件，為的是更好地進行實驗教學，培養學生的動手能力和思維能力，把學生的知識轉換為能力，這才是最重要的。因此，學生的能力是否得到真正的提高，是衡量課件的設計是否合理的最重要的標準。目前，尚未形成具有較完整的、嚴密的理論體系和可操作性很強的模式，也沒有處方性的解決方案。本文嘗試性地提出一種可實際操作的教學設計模式，希望能起到拋磚引玉的作用，引發批評和爭論，促進“建構-探究”式化學實驗教學課件設計的實踐。