淺談現代信息技術與農業院校普通化學教學的關系

楊帆 程魁 肖雪 高爽 王晶

（1 東北農業大學水利與土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2 東北農業大學工程學院，黑龍江 哈爾濱 150030；3 黑龍江工程學院材料與化學工程學院，黑龍江 哈爾濱 150050；4 東北農業大學文理學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

現代信息技術已經融入了教育、教學領域，它可以將一些抽象的概念、不便于觀察的現象、危險且難以實踐的實驗等，進行信息處理和圖像輸出，從而較為容易地實現將微觀放大、將宏觀縮小以及動靜結合。這樣，學習者可以在有限的時間內就調動起自己的多種感覺器官，自覺主動地加入教學實踐當中，使其獲取更多的動態信息，從而形成鮮明的感性認識。為進一步化學理念的形成、轉換為理性認識奠定了基礎。恰當地應用現代信息技術既可以激發學生對化學的學習興趣，帶動學生的主動性，又改善了教學過程，增強了學生在課堂上的學習效率。

一、研究背景

社會在進步，時代在發展，面對如此一個信息大爆炸的時代，只有現代信息技術所帶來的時代變革，才能讓我們緊緊跟時代步伐，使自己處于一個不敗之地。現代信息技術猛速發展，計算機網絡、多媒體技術、虛擬現實技術的不斷發展與應用，使世界各個行業都發生了巨大的變化。俗話說得好，教育乃興國之本，它牽連著一個國家和民族的繁榮與發展；人才乃強國之路，它關系到一個國家和民族的未來。十年樹木，百年樹人。為了更好地迎接新世界的重大挑戰，快速地順應新信息時代下對人才的迫切需要，教育正面臨著巨大的改革。教育的信息化和現代化，已經變成了如今教育發展的前進方向。

（一）現代信息技術與農業院校普通化學

現代信息技術是一種能動的技術，它主要以微電子學為根本，將計算機技術與電信技術相融合，從而達到對文字、圖像、聲音等各種傳感信號的獲取與存儲、加工與處理、傳播及使用的目的。也就是說，這種技術可以幫助我們獲取、傳遞、加工和呈現各種類型的信息，進而被我們人應用到生活中的方方面面。于教育而言，我們經常會用到以多媒體技術為基礎的多媒體教學，以網絡通信技術為基礎的遠程教學，以虛擬現實技術為基礎的虛擬實驗教學等。有人說，現代信息技術教學是將電腦、網絡與教學簡單的聯系到一起的教育方式，其實不然，現代信息技術教學是將現代信息技術作為一種高級的思維訓練工具，從而鍛煉學生的思維能力，更好地調動學生的多種感官，實現老師與學生的不斷互動，構建較為智慧的學習體系。在這個信息爆炸的社會，信息的更新速度極為快速，學生獲取知識的渠道也越來越豐富，教學課堂只是這多種渠道中最為簡單的一種。通過應用現代信息技術，教師可以充分調動學生們的積極性，讓學生培養自主探究的能力，從而不斷開展探究實踐活動，實現教學的三維目標。而農業院校普通化學，則是以化學物質為主線，講述物質的存在狀態、微觀結構、化學變化的基本原理及其應用，主要目的在于培養學生具備完善的與化學相關的基本理論知識和基礎實驗技能，使學生具有化學基礎研究和應用方面的科學思維和實驗技能。若將兩者有機的融合，則可達到更好的教學效果。

（二）研究進展

1.國外研究進展。美國在其強大的經濟基礎上，高度重視現代信息技術與教育在現代信息時代所面臨的挑戰和機遇。在1985 年，美國政府就推出了著名的“2061 計劃”，展現出了將信息技術與教學過程相結合的理念。通過“2061 項目”，中小學教師將專家組研究的評價資料及教學資源作為參考進行使用，并鼓勵教師在學科課程中使用。1993 年，美國總統比爾克林頓啟動了“信息高速公路”（HPCC 計劃），隨后，美國國家科學基金會建立了一項“運用技術加強理科學習（TechnologyEnhancedLearninginSc ience，簡稱TELS）”研究中心。TELS 的研究項目已經吸引了許多學校的學生和老師參與實驗。通過現實的測試和評價成果證實，在理解較為難懂的科學概念(化學反應、物質變化過程等)的過程中，所有參與TELS 項目的學生都有了很大的提高。2010 年3 月5 日，美國教育部教育技術辦公室(OfficeofeducationTechnology)發布了一份2010年教育技術項目的草案，名為《改變美國教育：技術使學習更強大》。該項草案提出現代教育系統通過最先進的信息技術，讓學生接受更個性化、更完善的學習內容和學習體驗，獲得有價值的、真實的、可連續的、綜合的學習評價。因此，以現代信息技術為基礎的綜合學習與評價體系的發展與應用將是美國未來教育改革的重中之重!

日本對關于現代信息技術與教育教學相結合的研究極為重視。1998 年，在《關于教育課程基準的基本方向》文件中提出：中小學所有教學科目都應該恰當地運用多媒體等進行教學，提高學生使用計算機和通信網絡等信息工具的基礎技能。1999 年，又制定了“教育信息化實施計劃”，其中指出：到2005 年，日本全國中小學以及高中所有課程，要基本實現多媒體計算機和互聯網在教學中的應用，并落實三個轉變：轉變學校管理方法、轉變課堂教學方法、轉變學生的學習方法。2005 年前后，一些日本學者提出了一種新型的教學方法，該方法以協調自主學習為基礎，可以更好地調動學生的積極性和自主性。為了便于和促進該設計的開展，展現協調與自律的過程，西之園晴夫又提出了“MACETO”（MeaningActivitiesContentEnvironment ToolsOut-come）的教學設計模式。

1995 年，韓國教育改革委員會確立了《建立主導世界化、信息化時代新教育體制的教育改革》，提出只有將現代高科技引入教育，才能使韓國進入未來信息社會的較高水平。因此韓國在無紙化教育和電子書包方面處于世界領先地位。

2.國內研究現狀。與國外的現代信息技術在教學中的應用研究相比，我國由于研究較晚，所以目前還處于起步階段。近幾年來，國家擬定并頒布了相應的法規及政策，指導教育專家、學者和一些教師開展了很多的科學研究，使其發展迅速。自上個世紀90 年代以來，現代信息技術和教學經歷了“輔助教學”“課程整合”和“深度融合”三個階段。目前，教育信息化發展已經開始從硬件基礎設施建設向應用研究的發展階段轉變。

二、現代信息技術對化學的作用

（一）現代信息技術有助于增強學生的學習興趣，激發求知欲

通過實驗、實物投影、幻燈片、視頻、多媒體等信息手段，向學生展現出富有生氣、富有規律、形象具體的圖像資料，與形象思維和邏輯思維相結合，做到利用信息手段向學生提供多個問題的同時，也可以促使學生邊觀察邊思考，極大地激發學生的興趣，培養學生發現問題的能力，為積極學好化學奠定堅實的基礎。例如在有機化學中對烷烴的書寫及其命名的教學過程中，對于學生這樣的初學者來說，由于概念陌生，而且很多學生缺乏空間結構意識和空間想象力，老師在黑板上的講解無論如何都很難引起學生的共鳴，于是這便成為教學的重點和難點。倘若使用一些多媒體技術，便可以把不同的烷烴結構進行比較直觀的顯示，使學生更容易觀察與接受，同時還可以實現比例尺模型、大棒模型、變換角度旋轉、對比與恢復、關鍵部件放大、對比度分析等，將生動形象的主體畫面、清晰的鑒別、精煉的規則歸納展現給學生，緊緊地抓住學生的注意力，激發了他們對知識的渴求。

（二）現代信息技術有助于培養學生對問題的發現與探究能力

由于現代信息技術的豐富表現力，應用其進行情景創設從而使學對物體有較為充分的感知，激發學生進行實踐探索，使學生的心理需求得到滿足，尤其是對人們通常無法觀察到的宏觀和微觀的化學現象，以及難以觀測到的微觀世界運動，更能展示出現代信息技術的巨大作用，為掌握化學相關概念和方法提供了足夠的感知基礎，克服過去教學中只有通過口頭或做演示實驗的缺點，讓學生對所學內容的內在聯系有所感知，促使提高學生提取舊知識、探索新知識的主動性，培養學生分析和解決問題的能力，發展學生的觀察力、實驗能力、思維方方式、自主學習能力、實踐能力和審美能力等。現代信息技術與農業院校普通化學教學的融合，可以幫助學生提高自身各個方面的基本素質，實現真正意義上的全面發展，為學生的未來奠定一個良好的基礎。

（三）現代信息技術有助于教師突破教材重點和難點

根據心理學家實驗研究得知，對于記憶的百分比，人體的五種感覺器官中，視覺、聽覺分別占30%和20%，在相同的實驗條件下，視覺、聽覺同時使用時，記憶效率可以達到68%。實驗表明，參與到學習過程中的感官越多，其效果就越好。

根據巴甫洛夫的說法，學生應該在教學過程中“手腦并用”。現代信息技術與教學的融合，正與這個理論保持了一致性。學生學習時，經常會遇到抽象思維障礙、邏輯思維障礙、語言障礙等，而這些障礙可以在現代信息技術的作用下被克服，從而減少了學習的難度，突破了教學的困難。學生也會不自主地對這種新的形式產生很高的興趣。例如設計氯化鈉、二氧化碳、石墨和其他結構的模型，通過不同角度的旋轉和切割，使學生從對教科書插圖中晶體結構的平面感覺，轉換成真實的立體三維空間結構感，培養學生的空間想象力和思維能力，也很容易地突破了教學的重點和難點。因此，基于學生的心理特征、認知規則和記憶規則，適當運用多媒體技術可以幫助突破教科書中的重點和難點。

（四）信息技術有助于農業院校普通化學教學的進行

利用信息技術，知識的表達可以被多重化。現代信息技術可以將各種聲音、文本、圖形、圖像、和其他信息綜合起來，做到動靜結合，將抽象化具體，將復雜的知識簡單化，能夠完成傳統教育中不容易完成或不能完成的教學任務，特別是使用計算機多媒體動畫仿真實驗，為化學的教學過程開拓了新的天地，創建了良好的新模式。如使用虛擬實驗演示很快或者極為緩慢的、具有較大危險性的實驗，如工業生產硫酸過程、合成氨、布朗運動、金屬的電化學腐蝕等。這些實驗都是在有限的時間和空間內，難以在正常的教學過程和實驗條件下完成的，很難直接地向學生展示其實驗過程。對于這些實驗，學生缺乏感性認識，印象并不深刻。但是現代信息技術的使用可以打破時間和空間的限制，模擬一些實驗操作及過程，可以靈活的放大和縮小，加速和減緩化學進程，從而展示這些化學過程，給學生們留下生動深刻的印象，這樣不僅可以激發學生的學習興趣，提高主動參與教學過程的意識，同時可以使學生對知識或者現象的了解加深，快速理解相關知識，提高學習能力。

（五）將信息技術用在農業院校普通化學的教學中，有利于增加教學密度

為了增強綜合的教學質量，我們應該解決時間、內容和信息量大之間的矛盾。教師精心備課精選習題以減輕學生的負擔，在教學過程中教師和學生共同使用一些操作平臺軟件，設計多媒體課件，這些課件的使用可以使學生運用各種感官，增強學習積極性、自主性和合作性，提供創造性的學習和發現性學習的條件，以及對高密度知識的掌握提供了可能性。電腦的多媒體技術可以在短時間內實現大量的知識灌輸，大大減少了時間上的浪費。圖形雖然不是語言，但比語言更直觀豐富、信息量更大。動畫又能展示出比圖片更加高級的畫面，運用文本和圖像移動，以及變動顏色的方式，使容量變大，效果也就隨之變得更好。讓提高講課密度變簡單，因為原本課堂上有限的時間已經被計算機延長了。

（六）現代信息技術有利于教師的教學觀念、模式的轉變以及教學方法的優化

通過發展化學教學和信息技術的集成，有利于提高教師對于信息技術的認識，信息技術可以引起學生的興趣，養成學生的發現和探索能力，可以增強學生的思維能力，加強教學的信息量，增強教學的密度，并具有提升效率的優勢。有利于教師精選素材、精編教案；有利于教師在課堂中運用信息技術的理論性和操作性，同時促進了觀念的轉變。隨著現代素質教育的引入，多媒體應用技術和互聯網的普及，早已對傳統理念和模式造成了強烈的影響。特別是課堂教學應成為現代教育的主體，因此提高教學效率是現代教育的關鍵，教師的教學方法也就必須適合當今的信息時代。

三、恰當利用現代信息技術的方法

（一）課堂上不能進行實驗時宜用多媒體

農業院校普通化學是實驗和應用較強的基礎學科，教師示范的實驗和學生分組的實驗在整體教學中起著相當重要的作用。但在實際的教學過程中，許多實驗（高風險、設備要求很高的實驗）不能現場進行操作，使用信息技術來模擬化學實驗，可以為化學教學帶來很多方便，給學生留下深刻的印象，同時也加深了理解。

（二）解決抽象問題時宜用多媒體

在化學的教學中，微觀粒子的組合與運動是不能用肉眼觀察的，大多數的學生都感覺微觀知識是抽象的、難以理解的。而通過多媒體教學可以將一些化學現象和過程模擬放大，并將這些內容形象化與直觀化，使微觀變化的物質更加直觀的表現出來。例如，通過FLASH 演示電子的運動和分子的擴散，學生們可以直觀地感受到粒子運動。這使原本抽象難懂的知識變得生動、易于學習。它讓學生們加強了對知識的理解，增強了觀察和記憶，也培養了學生們不僅僅停留在事物的外觀，大膽提出相應的問題，并開始深入探索的能力。

（三）針對圖表較多問題宜用多媒體

圖表較復雜的章節通常知識點更分散、混亂，老師在黑板上整理或是講解都很吃力，而且學生們接受的效果也很不好。如果將各種圖表制成課件，它將會清晰直觀地呈現給學生，一定會非常有效果。

（四）復習宜用多媒體

復習階段通常包括更多的內容，學生們很不容易將這些知識變得有條理，老師在講課時也覺得很吃力。此時應該將這些知識在多媒體課件中體現，例如將復習內容分類總結以后制成一個幻燈片，并增加一些播放的特效，首先根據大綱讓學生來回答問題，然后再根據提綱來溫習串講之后的內容，并將整體內容顯示在大屏幕上，從而讓條理變得非常清晰。老師利用課件進行串講時，學生們易于找到知識的結構，便于整體性的學習和掌握。

四、結論

現代信息技術有將空間的結構變形象、抽象的知識變具體、復雜的原理變直觀、微觀知識變宏觀等特性，而且可以活躍課堂氣氛，培養探索性思考問題能力、建立環保意識、提高學習興趣、增強質疑能力等，所以現代信息技術在化學的教學中有非常重要的作用。

總而言之，利用現代的信息技術來優化教學過程從而促進素質教育，是現代化教育的主要目標。而建立一種新型的教學模式，是為了實現這一目標的基本措施，必須更新教育理念，結合教育技術的進步，把學科教學和信息技術結合，讓信息技術融合在教學之中。充分的利用信息技術的優點和功能，結合傳統的教學方法、教師個人的特色和信息技術的輔助教學，才能把信息技術課堂教學的效果體現出來，同時也能更好的反映出老師的核心作用和學生的主體作用，從而精彩地完成各種課堂教學任務。