網絡環境下提高化學課堂教學實效性的研究

張建民

【摘 要】隨著信息技術的發展，網絡教學已經悄然走進了課堂。網絡教學有諸多優勢，當然，也有一些制約因素。本文從應用的角度談了網絡課堂教學的優勢，影響網絡教學的幾點因素，以及在網絡環境下提高化學課堂教學實效性的行動研究。

【關鍵詞】信息技術；化學課堂教學；實效性；任務驅動

建構主義認為：學習者要真正獲得知識，主要不是通過教師的傳授得到的，而是學習者在一定的社會文化背景和環境下，利用必要的學習資源，通過與其他人的協商、交流、合作和本人進行意義建構方式獲得的。它強調學習者能夠通過自主學習或者合作學習獲得知識。因此，教師在授課過程中決不包辦代替，越俎代庖。學生應用信息技術探究化學問題為主要目的的信息技術與化學學科整合，無疑使學生站在另一個平臺上，使學生建構知識的體系的過程也有了一定的變化。它將改變學生的學習方式，實現真正意義上的數字化學習。

一、網絡環境下元素化合物知識的教學實效性研究

元素化合物知識是化學學科中重要內容，元素化合物教學是中學化學教學中的重要組成部分，也是中學化學教師研究的重點。但這類內容的教學是否只能遵循結構——性質——用途的單一模式？在新的課程觀念的倡導下：如何在元素化合物教學中體現“以學生發展為本”的教育理念，落實“提高學生科學素養”的教育宗旨，最終促使學生的自我發展，本文在網絡環境下對元素化合物的學習，以人教版高一必修第一冊第七章第二節——《硅酸鹽工業簡介》做了一次行動研究。

1.教學設計

本課教學的主要框架是：

硅酸鹽材料：是以含硅物質為原料的經加熱制成的，這一制造工業叫硅酸鹽工業。傳統的硅酸鹽工業包括：水泥、玻璃、陶瓷等。

天然硅酸鹽結構：其基本結構單元為硅氧四面體，即硅位于四面體的中心，四個氧原子位于四個頂點，四面體相互結合，或與金屬離子形成：具有單個陰離子，鏈狀或層狀陰離子以及骨架狀結構等四大類硅酸鹽。

本課堂介紹的生產流程及設備不易于表達，可以由相應的圖片展示給學生，學生對這樣的網絡教學很感興趣，相比文字較多、頗為枯燥的教科書，學習的動力要強得多，也適合學生自主學習。學生可以依據課堂教學目標自行檢索相關內容，培養學生自主學習能力。

2.教學模式分析

實施網絡教學的最終目的不只是查閱和理解信息，還要求進一步進行信息處理，通過網絡提供充分的探究空間來形成知識結構。我們實施的網絡教學給學生留下的最深刻的印象是應用了化學教學認知過程中最新的觀點，即對化學概念的理解必須建立在三個層次上：宏觀現象水平、微觀粒子水平和符號表證水平。

高中化學的元素化合物知識主要是一些陳述性知識或下位概念，即一些基本、常見或典型的化學事實性知識。這類知識不同于化學實驗技能，也不同一般的化學問題解決方法，它有它自身的形成機制與貯存形成，它在人腦中主要是以命題、圖式（實驗場景）等形式貯存，但的形成依賴于學生頭腦中原有的知識。

二、網絡環境下物質結構知識教學實效性的研究

教學大綱和考試說明都要求學生要有一定的三維的想象能力。晶體結構就是一個非常好的知識載體。以前通過教師的講解很難達到好的效果，在網絡環境下，運用探究學習使學生主動參與而獲得的知識，學生能理解得更深刻，掌握得更牢固，應用得更靈活，取得了非常好的效果。對發展個性、培養能力、造就創造性人才大有裨益。

1.探究的過程

提出問題：為什么晶體有規則的幾何外形？

提出假設：學生提出如下假設：

（1）與構成晶體的微粒形狀有關系；

（2）與構成晶體的微粒排列有關；

（3）與制作晶體的方法有關；……

微觀探究：請同學們打開網絡服務器：＼晶體結構＼NaCl.AVI文件，觀察NaCl晶體結構，思考以下問題：

（1）Na+和Cl-的排列有什么規律？畫出最小立方體并標出Na+和Cl-的位置。

（2）從NaCl晶體結構的角度分析，為什么Na+與Cl-的個數比為1∶1？

（3）一個Na+離子周圍與它等距且最近的Na+離子有幾個？

觀察是獲得知識的最基本途徑，也是認識客觀事物的最基本環節，更是思維的基礎。探究的問題是開放性的，需要學生細心地觀察和表述。

2.通過本節在網絡環境下探究學習方式學習晶體結構體會

教學的內容應考慮學生的現有的知識水平。不需探究也能理解的淺顯易懂的教學內容更有利于培養學生的創新精神，知識掌握得更牢固、更靈活。

探究的過程比內容更重要。探究的過程可以幫助學生學習如何解決問題，如何摒棄不合理的假設，如何將新信息與已有知識聯系起來尋找問題的突破口。如何堅持到底直至問題解決。通過探究活動，學生才會懂得如何最佳地解決問題，學生參與探究過程的練習越多，越能夠將這一過程遷移到解決其他問題的情景中。

三、網絡環境下化學實驗知識教學實效性的研究

在網絡環境下，可以進行化學實驗知識的學習。即可進行模擬化學實驗，以提高化學課堂的實效性。

1.模擬化學實驗原理

有些實驗操作簡單，但原理不易理解。例如：用收集密度比空氣小的氣體。空氣看不見，摸不著。一個盛滿空氣集氣瓶，由于空氣是無色的，而且用另一種也無色氣體通入瓶中把空氣趕出來，這個過程是肉眼看不見的。若用計算機對這一過程進行模擬，可以使之具體化、直觀化，幫助學生理解。即用不同顏色表示兩種氣體，通過顏色移動顯示一種氣體把另一種氣體從集氣瓶中趕出來，其直觀性是很強的。

2.模擬化學實驗操作

仿真化學實驗，它具有全新的概念，嚴謹的科學性和開放的交互性。仿真化學實驗室為學生在網絡環境下，用計算機建立一個虛擬的化學實驗室。試管、燒杯、酒精燈、鐵架臺、燒瓶、錐形瓶、集氣瓶、漏斗、導管等這些真實實驗室中的器具，在仿真實驗室中也有盡有。學生可以自由的搭建實驗儀器、添加藥品，《仿真化學實驗室》能智能的處理藥品之間的反應。

3.由于條件限制不能進行的實驗

如：工業法制氧氣、有機合成、沼氣的開發和利用等用多媒體模擬是可取的。且模擬化學實驗能讓學生抓住觀察對象的主要特征和變化過程，明確觀察對象產生變化的現象和條件，有助于培養學生的注意品質。

4.可以通過計算機局部放大模擬

如中和滴定實驗中的俯視、仰視對實驗誤差的影響等，通過計算機的局部放大模擬，學生對實驗誤差的分析的理解就會更加深刻。學生在實驗中所經受的思維、操作、分析、觀察能力的鍛煉，在實驗中對情緒、意志、毅力等品質的形成又能通過實驗來體現。

不足之處：由于技術上的原因，虛擬實驗的“真實性”離現實還有很大的差距，有些只停留在設想階段。基礎實驗的操作步驟還有待進一步細化，有些內容還需要進一步修改；另外在實驗數據的分析與處理方面還有待測試與完善。這些都將成為我們今后改進的方向。