信息技術環境下化學自主學習模式研究

楊淑梅

摘??要：《高中化學課程教學要求（試行）》指出新的教學模式應以現代信息技術，特別是網絡技術為支撐，使化學教學朝著個性化學習、自主式學習方向發展。本文針對高中化學自主學習中存在的問題，依據影響化學自主學習的內在因素，探索提出了在信息技術環境下進行化學自主學習的教學模式。

關鍵詞：信息技術;化學自主學習;教學模式

一、問題的提出

“學生是學習的主體”的教育思想由來已久，可以追溯到以Rousseau（盧梭）（為代表的人文主義教育，以John?Dewey（約翰·杜威）為代表的實用主義教育，Jean?Piaget（讓·皮亞杰）的發生認知論以及我國教育家陶行知先生的生活教育等等，這些思想都強調學生是學習的主人，教師應充分認識到自主學習能力在學習中的重要性。Rogers（1982）提出了系統的人本主義學習理論（Humanism）讓學生探索和發現結果，教師只是從旁協助。基于以上觀點，筆者認為學校更應培養學生自行求知的能力與興趣，使學生在自由的氛圍中學習和認識自我，培養多方面興趣，為將來選擇就業方向做準備。賓特里奇給自主學習下的定義是：自主學習是一種主動的、建構性的學習過程，在這個過程中，學生首先為自己確定學習目標，然后監視、調節、控制由目標和情景特征引導和約束的認知、動機和行為。具體地說，就是學習者能夠自己決定學習目標、確定學習內容和進度、選擇學習方法和技巧、監控學習過程及自我評價學習效果。結合我國國情以及化學學習的特點，高中自主性化學學習能力應涵蓋5方面的內容：（1）了解教師的教學目的與要求;（2）確立學習目標與計劃;（3）有效使用學習策略;（4）監控學習策略的使用情況;（5）監控與評估化學學習過程。按照這5方面的內容，筆者對本校120名學生進行了自主學習能力的問卷調查，結果顯示：自主性化學學習能力普遍較低，特別是在學習調控方面和學習計劃方面表現得更低。雖然學生能跟上教學進度，但還是有部分同學反映教師的教學方法單一，教學中目的性不強，較少注重能力培養。雖然學生在課外會主動尋找學習資源，但突出的問題是大多數學生沒有合作學習的習慣，很多同學表示非常愿意與他人合作，但苦于沒有機會。因此，化學教師需要改變教育觀念，學習新的教育理念和教學模式，改變教學方法，教會學生學習，培養學生主動學習的習慣，提高學習效率。2004年1月30日教育部印發的《高中化學課程教學要求（試行）》，指出新的教學模式應以現代信息技術，特別是網絡技術為支撐，使化學教學不受時間和地點的限制，朝著個性化學習、自主式學習方向發展。學生自主學習的意識和能力雖然還很薄弱，但是高中學生有一年多化學學習的經驗，已經基本具備了自主學習化學的條件。而且，網絡技術、多媒體技術在化學教學中的廣泛應用及教學內容的日趨網絡化，都會使學生不受課堂教學的限制而根據自己的實際情況有針對性地選擇學習內容。因此，借助信息技術環境，培養學生的自主學習能力不僅十分重要，而且是可以做到的。為實現這樣的目標，高中化學教學應從傳統的以教師為中心，重教輕學的模式向以學生為中心的自主學習模式轉變，教師不再局限于教材內容，以傳授知識為重點，而要為學生提供基于網絡的學習材料，滿足不同學生的需求。加強學生的自主學習，強化學生化學綜合應用能力的訓練，給學生以更多的拓展學習的機會。

二、影響化學自主學習的內在因素

作為一種學習過程，化學自主學習的展開既需要外部條件的支持，更需要內在條件的支持。影響化學自主學習的主要內在因素有：自我效能感、歸因、目標設置、認知策略、元認知策略。

著名的心理學家班杜拉提出了“自我效能感”這一概念。他認為自我效能感是指個體相信自己有能力完成某種任務，是個體的能力自信心在某些活動中的具體體現。它影響學生對學習任務的選擇。歸因是指個體對自己的成功或失敗原因做出的解釋或推論，它對個體的自主學習有很大的影響。如果個體將自己學習成敗歸因為個人可調控的穩定的內部因素，相信通過自己的努力和對策略應用的調控等是可以取得成功的，那么學生會加倍努力，更自覺地監控學習活動，展開有效的自主學習。在需要不斷自我調節的自主學習活動中，目標設置是極其重要的組成部分。個體在目標的引導下，不斷地調節學習活動和學習策略。Meece的研究發現，個體為什么、如何形成及形成什么樣的目標定向，都會對其自主學習的過程產生影響。學生設置的目標特征也對其自主學習產生影響。近期目標使學生能更快地看到學習結果，證明自己的能力。所以，設置近期目標的學生比設置遠程目標的學生更具有自我效能感和自我監控能力。如果設置的目標難度太大，很難取得進步，學生會對自己的能力產生懷疑，進而降低自我效能感。如果設置的目標太低，學生在完成學習任務的過程中沒有挑戰感，看不到自己的進步，也證明不了自己的能力，這樣也不利于增強自我效能感。重要的是，設置的目標要切合學生的實際情況，能夠激發學生的高自我效能感和學習動力。可見，如何指導學生設置難度適宜的學習目標是提高學生自主學習的一個重要因素。學習策略選擇和運用的正確與否，直接關系到學習效率，因此是影響自主學習成敗的重要因素。從現代認知心理學分析，學習策略可歸納為兩個部分———認知策略和元認知策略。認知策略指學習者在加工外部信息時所采用的方法，可分為一般性策略和具體性策略。一般性策略是那些具有普遍適用性的常用方法，如做筆記、復述、背誦、劃重點、列提綱、作小結等;具體性策略指只適合于某項特定學習任務的學習策略。在指導學生提高自主學習效率的過程中，教師既要指導學生掌握一般性學習策略，也要指導他們掌握具體性學習策略;既要指導學生掌握認知策略，也要指導他們掌握熟練運用這些認知策略的能力。元認知策略是指關于認知過程的對知識、信念以及對這些過程的監控和控制。與處理加工外部信息時所采用的認知策略不同，它是處理加工內部信息時所采用的策略，體現在學習者在接受學習任務之前和展開學習活動期間激活和維護注意力與情緒、制定學習計劃、監控學習過程、評價學習成績等活動中。由于自主學習是由個體自主完成的學習過程，要求個體對學習的不同過程進行目標設置、計劃、監控和調節，所以，元認知是自主學習不可或缺的條件，最具“自主”的特點。元認知策略強調的是個體在學習過程中如何選擇、監控和應用個體所建構的認知策略。因此，元認知策略可以概括為三項內容：自我監控策略——利用某些標準評估自己學習進展的過程，是自主學習的前提;自我指導策略——采用書面或口頭方法，把學習步驟或方法呈現出來，以提示、引導、督促自己的學習;自我評價策略——依據一定的標準對自己的學習活動進行評判。

三、促進自主學習的化學教學模式

隨著各種圖形、界面、動畫等多媒體技術的發展，課堂教學變得更加生動、形象，有吸引力。在化學教學中，特別是在艱澀難懂的概念、難以想象的微觀狀態或過程等的教學中，多媒體技術的優勢顯得尤為突出。因此結合化學教學的特點，依據影響自主學習的內在因素，筆者探索了化學課堂教學與網絡信息技術的有效結合，嘗試構建以自主學習為特征的高中新型教學模式，主要包括以下主要環節：

1、利用多媒體CAI創設情境，啟迪思維

良好的開端是成功的一半。正如一位日本教育家所說："課堂教學首先是使每一位學生進入課堂之中。"心理學家布魯諾曾指出：最好的學習動機是學生對研究的東西有著內在的興趣。可見，從激發興趣入手，調動學生積極性，使每一位學生在課堂上始終處于積極的思維狀態，是上好每一節課的重要前提。教學中，教師利用多媒體創設情境，可以引導學生積極思維，對實現教學目標十分有利。

例如，初三化學《走進化學世界》一課，由于學生剛剛學習化學，因此本節課的重點就是激起學生學習化學的興趣。如果教師單純采用語言描述的方法來講述學習化學的重要性和意義，學生會感到枯燥。那么，我在此課中，應用了多媒體課件向學生介紹中外化學家的發明創造對社會進步的影響;用圖片展示豐富絢麗的世界中處處有化學。同時，還讓學生上網查找最新的科學發現及化學發展的前沿成就，如“鈉米科技、材料化學”等，這樣不但激發了學生對科學的好奇和渴望，還豐富了他們的知識。

在講授《保護水資源》時，可先出現干裂的土地，饑渴的人們，干涸的河流，動植物的殘骸，接著出現工廠的黑煙，出水口的廢水，清澈的河水變得烏黑，大量的水生動物的尸體等圖像，同時告訴學生們，世界上還有更多的地方正忍受著干旱的煎熬，進而提出問題，我們該怎么辦？這時，學生就會各抒己見，水到渠成地得出結論：我們每一個人都要關心水、愛惜水、保護水資源。

2、利用多媒體CAI模擬各種微觀結構，變抽象為形象

在化學中，有許多抽象知識，如分子、原子、離子、物質的溶解等等，它們是中學化學教學中的重點，也是教學中的難點，由于分子和原子等看不見，摸不著，學生沒有一個具體的感官形象，僅靠教師講述，學生難以理解，若將這一類抽象知識形象化、直觀化，既可大大降低其難度，又可引起學生的好奇心和濃厚興趣，從而提高學生對感性材料的認識，簡化其由感性認識上升到理性認識的中間環節，建立科學的理念，而多媒體在這一方面則可收到意想不到的效果。

如在學習研究離子化合物NaCl的形成時，用計算機模擬出鈉原子和氯原子（含最外層電子），并將各原子進行著色，然后利用動畫使鈉原子最外層的一個電子轉移到氯原子的最外層電子層上，同時，鈉原子失去了一個電子成為了鈉離子，并伴隨著電子層由三層變為兩層，氯原子在得到了一個電子后成為氯離子，最外層電子數由七個增至八個，形成的鈉離子和氯離子相互作用，形成了離子化合物——NaCl。這一過程既能形象地描述鈉離子和氯離子的形成過程，又能讓學生明白陰陽離子相互作用就形成了離子化合物。

3、利用多媒體CAI模擬各種化學實驗，突破重點，化解難點

許多化學實驗有毒，具有一定的危險性，如果操作不當，就有可能發生意外事故。因此，化學實驗中一些錯誤操作，只能靠教師講其錯誤的原因，以及錯誤操作可能帶來的危害，卻不能用實際操作實驗證明，否則會造成危險。而利用多媒體，這種問題就迎刃而解了，用計算機動畫模擬這些錯誤操作，它可將步驟分解，放慢動作，不僅把錯誤的原因演示清楚，而且可以喧染氣氛，學生看后印象深刻，加深對錯誤原因的理解。

如①用高錳酸鉀制氧氣，用排水法收集氧氣時，先移開酒精燈，后才將導氣管移出水槽;②向燃著的酒精燈里添加酒精;③稀釋濃硫酸時，將水往濃硫酸里倒;④點燃沒有經過驗純的氫氣等等，這些操作都具有一定的危險性，有的甚至會造成嚴重后果，若能將這些違規操作過程及產生的嚴重后果通過多媒體計算機模擬給學生看，如點燃沒有經過驗純的氫氣，氫氣就會發生爆炸，若將這一過程通過計算機動畫的形式模擬出來，再配以爆炸后破碎的試管圖片和爆炸的巨響聲，就能給學生以震憾的效果，可讓學生對這些違規操作及危害形成深刻的印象，使他們徹底改正這些違規操作行為。

4、利用多媒體CAI超越時空的限制，拓展視野

由于各種條件所限，許多與實際生產生活相關的化學知識，學生都不可能有直觀感受和親身經歷。調查表明，此類問題也恰恰是學生最感興趣的問題之一。“百聞不如一見”，利用多媒體CAI，不但可以解決學生沒有直觀印象的難題，給學生創設一個全新學習環境，還能超越時間和空間的限制，大大開闊其視野，讓學生在課堂中可以縱覽古今、周游世界，從而突破學習重點和難點，提高學習效果。

如學生們在自主研究化石燃料時，會遇到很多的困難，如煤、石油及天然氣是如何形成的？又是如何開采的？怎樣將煤干餾？石油是如何煉制成汽油或柴油的？學生們非常想知道答案。這時，教師可以充分利用有關化石燃料的視頻資料，讓學生瞬間完成時空的對接。學生們回到了幾千萬年前的遠古時代，見證了石油的形成;學生到了油田，感受了石油工人的偉大;參觀了現代化的煉油廠，見識了石油煉制的全過程。

又如學生們在研究了化石燃料后，對有關新能源的開發和利用非常感興趣。教師又可播放有關風能、太陽能、海洋能、核能和氫能等新能源的影像資料，加深了學生們對于新能源的了解，拓展他們的視野。

四、化學多媒體CAI與中學化學教學整合的展望

隨著素質教育的發展，考試與知識面擴大的矛盾越來越突出，對學生不再是一味的要求他們能夠解決難題，而是希望他們了解更多的科學知識，激發他們的學習興趣，培養他們良好的學習習慣，基于這一目的，許多科普知識被制成多媒體CAI軟件出版發行或上傳至互聯網。這種電子圖書以其信息量大、模擬動畫等一般圖書無法比擬的吸引力調動了學生學習的積極性，也有利于他們閱讀和參考，擴大知識面。

網絡化的多媒體CAI?也將是未來發展的一個重要方面，網絡化學習是一種以網絡為傳播媒介的學習方式，為學生營造了一個自由的學習空間。學生可以自主地學習，可以在線咨詢教師，也可以通過互聯網獲得大量的學習資料，進行探索。網絡化學習的最大優點是可以資源共享，并且減少了時間空間對化學教學的限制。因而化學多媒體CAI必將向著網絡化學習的方向發展。

在信息技術飛速發展的今天，傳統教學手段受到了沖擊，多媒體CAI正快步走進現代化的教學過程中，對于這一新生事物，我們不能盲目接受，也不能一味排斥，而應根據教學的實際需要，合理地把多媒體CAI?引入到教學過程中，解決教學的重難點，發揮傳統教學的優越性;在實踐中將現代信息技術與中學化學教學恰如其分地整合，使化學教學進行得更加完善;化學教學也必將插上騰飛的翅膀，培養出更多的優秀人才。

總之，這一教學模式強調把學生的學置于核心地位，教學過程的諸多環節都由學生自主完成，并提供網絡信息技術作為支持，教師在整個過程中起啟發、引導、反饋等作用，在整個過程中實現了化學課堂教學與網絡信息技術的有效融合。運用好該模式需要處理好三個問題：首先，明確教師與學生各自承擔的角色。自主學習不是無政府主義狀態下的純自學，教師從知識的傳授者轉換為指導者、引導者和教學活動的組織者，應在學生獨立學習的基礎上，為他們創造合作、競爭學習的機會。例如：學生授課、化學實驗魔術、小品表演、雨水PH值的測定、是否應該“停止使用鋁質飲料罐”的辯論賽等。其次，營造輕松和諧的學習氛圍，幫助學生克服不利于化學學習的情感因素，讓學生在快樂中增加學習化學的興趣和動力。大多數學生反映，教師提問會引起緊張焦慮感，教師應在課堂上多鼓勵，少訂正，以此減少學生的羞怯情緒。最后，利用豐富的網絡資源，為學生提供教學課件，學生可以自己安排學習進度，還通過電子聊天室、BBS等與老師進行交流。

五、結束語

當前的教育形勢、化學教學本身的性質及學習者的個體差異決定了實施化學自主學習的必要性。信息技術環境下化學自主學習模式的建構是網絡信息技術與化學教學等多元素整合的產物，改變了長期以來以教師為中心、單純傳授理論知識的傳統教學模式，確立了以學生為主的積極的個性化教學方式。筆者期望這些探索能夠促進網絡信息技術與化學教學的進一步整合，保證實現我國化學教育的健康、持續發展。

參考文獻

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