化學課堂教學與信息技術的整合

楊秋艷

關鍵詞：信息技術；化學教學；數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室；整合方式

一、化學教學的學科特點決定了信息技術參與的必要性

1.關于整合

信息技術與學科教學整合，是指在課程教學過程中把信息技術、信息資源、信息方法、人力資源和課程內(nèi)容有機結合，共同完成課程教學任務的一種新型的教學方法。整合的核心是從所教學科的角度研究如何使用計算機幫助自己教學，把計算機技術融入各學科教學中——就像使用黑板、粉筆一樣自然、流暢；其目的是改變傳統(tǒng)教學中對學生主體地位不夠重視的情況，調(diào)動學生的多種感官參與課堂教學活動，為學生創(chuàng)造輕松、交互、動態(tài)、開放、自主、主動的教學環(huán)境，充分發(fā)揮學生的主體作用。

2.化學學科特點需要信息技術參與整合

化學是研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)以及變化規(guī)律的基礎自然科學。化學教學中的理論部分難免枯燥、生硬、抽象，學生在理解、接受上比較困難；微觀概念學生又難以捉摸。這些都讓學生對化學的學習感到困難，對很多理論知識只能采用死記硬背的方式進行學習，不僅吃力，而且在考試和應用的時候常出現(xiàn)混淆。而計算機多媒體可以通過各種表現(xiàn)手法，直觀展示內(nèi)在的、重要的、本質(zhì)的東西，讓學生能直觀地感受抽象的理論。如理論部分中枯燥、生硬、抽象的內(nèi)容可以變成有趣、生動、形象的動畫視頻；學生無法想象宏觀世界、復雜空間構型和跨越時空的事物，在屏幕上實施微觀放大、宏觀縮小，動靜結合、圖文并茂，把微觀世界宏觀表現(xiàn)出來，使抽象的概念形象化，在短時間內(nèi)調(diào)動學生多種感官參與活動，為進一步形成概念、上升為理性認識奠定基礎。計算機多媒體技術對化學實驗也是一個非常大的助力。現(xiàn)行條件和現(xiàn)行教材中有的實驗現(xiàn)象不明顯；有的實驗過程太快，有的實驗過程又太慢；有的實驗有毒，有的比較危險，這些都不利于學生對實驗現(xiàn)象進行準確、細致、完整的觀察，不利于學生對實驗的全面了解，如果將這類實驗進行信息處理和圖像輸出，解決實驗室無法解決的問題，讓實驗現(xiàn)象清楚、直觀地展示出來，就可以方便學生理解相關的理論知識。對實驗現(xiàn)象很快出現(xiàn)、不容易觀察現(xiàn)象的實驗，利用視頻可以放慢實驗進程，并且可以通過隨時暫停、重播等方式加強對實驗的記憶。甚至可在計算機上模擬錯誤的操作會產(chǎn)生什么樣的結果，加深學生對正確實驗操作的記憶。在實驗創(chuàng)新練習時，首先讓學生自行設計操作步驟，在計算機上進行模擬實驗，然后再進入實驗室，這樣既能鍛煉他們的創(chuàng)造能力，又可避免他們不成功的實驗可能帶來的危險，成功的實驗又能激發(fā)他們的創(chuàng)造熱情，這種既安全又節(jié)約藥品的模擬實驗方法還能提高學生的科研能力，激發(fā)出創(chuàng)造靈感，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

二、化學課堂教學與信息技術的整合方式

自從計算機普及以來，廣大教師的教學中都留下了信息技術整合的影子。我們可以認為信息技術整合經(jīng)歷了三個階段。

第一階段是使用課件，增大知識的容量，優(yōu)化教育教學過程，提高課堂教學質(zhì)量，但學習方式和形式都較封閉，是一種教師占主導地位的教與學的活動模式。第二階段是利用網(wǎng)絡環(huán)境，構建網(wǎng)絡環(huán)境下的新情境教學模式，學生的學習方式和內(nèi)容將發(fā)生根本的變革，將信息技術資源環(huán)境下的學習變?yōu)殚_放型的學習，不僅能集中體現(xiàn)學生的主動性，更能培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性，類似研究性學習的模式。第三階段就是我們現(xiàn)在提到的互聯(lián)網(wǎng)+。隨著社會的發(fā)展，全球一體化及信息技術的不斷提高給教育帶來高層次的革命，將更廣泛地出現(xiàn)各式網(wǎng)絡教育，讓人們在不同的時間不同的地點隨時可以根據(jù)自己的需要自主學習、主動學習。從現(xiàn)階段我們的教學條件來看，無論是硬環(huán)境還是軟環(huán)境都比較成熟，在此之前我們也廣泛地使用教學課件，因此，我們現(xiàn)在做的工作只能在原有使用課件的基礎上不斷完善，在第一個層面的基礎上進行第二個層面的整合。

典型課例展示：

以一節(jié)“弱電解質(zhì)的電離平衡”為例，展示一下化學學科與信息技術的整合。

課前：學生下載了“作業(yè)盒子”APP，完成老師發(fā)布的有關“弱電解質(zhì)的電離平衡”的舊知復習和新課預習的內(nèi)容。老師從“教師端”可看到學生提交的作業(yè)。作業(yè)盒子已經(jīng)統(tǒng)計好了每一道題的正確率，方便老師在課堂上有針對性地復習舊知。老師還可以根據(jù)學生注冊的學號，選擇學生的答卷進行批改。與傳統(tǒng)的導學案相比，減少了老師批改的時間，并且能給出詳細的分析，讓老師能更好地掌握學生的知識儲備情況，為課堂上更有針對性的講評做好了準備。

課堂：在化學平衡的基礎上講解了弱電解質(zhì)的電離平衡后，進入影響弱電解質(zhì)電離平衡的因素時，以往都是教師口述，將結論以概念的形式讓學生記住，不僅枯燥，而且由于沒有感性的認識，學生的記憶容易出現(xiàn)混亂，所以在考試過程中失分非常嚴重。現(xiàn)在在信息技術的支持下，我校配置了數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室。由于弱電解質(zhì)的電離在溶液中存在自由移動的離子，可以通過測量溶液中的導電能力了解電離情況。所以，本節(jié)課重點設計了分組實驗。

實驗內(nèi)容：

實驗一——溫度對電離平衡的影響：用電導率傳感器測量1mol/L的醋酸在不同溫度下的電導率。

實驗二——濃度對電離平衡的影響：用電導率傳感器測量加水稀釋冰醋酸過程中的電導率。

實驗三——加入其他電解質(zhì)對電離平衡的影響：先用pH傳感器測量0.1mol/L醋酸的pH，然后加入醋酸銨固體再測其pH。

數(shù)字化信息系統(tǒng)實驗室，能通過學生實驗直接將測量結果顯示在電腦上，并且以圖像的形式展現(xiàn)出來，直觀、明了。特別是濃度對電離平衡的影響，加水稀釋的過程中，曲線顯示是先升后降，與課本中的濃度越稀越電離的理論有出入，讓學生產(chǎn)生疑問，主動開展討論，分析得出剛開始時加水稀釋促進冰醋酸的電離，所以電離程度增大，電導率增大，但隨著水量的增加，被稀釋的程度大于電離增加的程度，電導率下降，無限稀釋后接近水的電導率。這樣直觀的展示能讓學生很快地了解到改變外界條件對弱電解質(zhì)的電離平衡有怎樣的影響。由于學生自己動手完成實驗，對實驗結果有感性的認識，所以學生的印象比較深刻，并且辨析能力很強，對該類型的變式題也有較強的推導能力，避免了學習和練習脫節(jié)的情況。

課后：利用“問卷星”這一網(wǎng)絡平臺，發(fā)布相關的練習題，讓學生通過手機掃碼進入，完成里面老師準備的課堂檢測題，提交答案。“問卷星”有著非常強大的歸納功能，可以對學生提交的所有答案進行分析，老師通過教師端收卷，可以清楚地知道學生這一節(jié)課的知識掌握情況，有計劃地調(diào)節(jié)下節(jié)的復習和新課的講授，減少了學生掌握的知識重復講、學生模糊的內(nèi)容泛泛講的問題，真正地將課堂的40分鐘合理高效地利用起來。

在我校開展了一次信息技術與學科整合的課程比賽后，更多的信息技術在學科課堂上運用的軟件出現(xiàn)在我們的教學中。如“課件大師”“Hyper hem”“Authorware”“Camtasia Studio”等軟件都有利于化學教學更生動和直觀，讓學生能真正地喜歡化學學習。在化學課堂教學中利用計算機輔助教學開展了一些工作，也在不斷地進行嘗試，取得了一定的成果，但我們清醒地認識到課程整合是一個長期而艱巨的任務。如何讓計算機技術更好地為課堂教學服務是我們努力的方向。我們期待同行與我們一起磋商，共同提高，將信息技術應用得更好，使信息技術更好地為教學服務、為課改服務。

參考文獻：

[1]王克勤.化學教學論[M].科學出版社，2006.

[2]彭輝.中學化學語言的初步研究[D].南京師范大學，2007.endprint