浅谈信息技术与中学化学课程整合

浅谈信息技术与中学化学课程整合以计算机技术为核心的信息技术是当前影响最广泛的科学技术之一，世界各国都在加大信息技术教育的发展力度，信息技术与其他学科的综合和相互渗透，已成为教育发展和改革的强大动力，传统的教和学的模式正在酝酿重大的突破，教育面临着有史以来最为深刻的变革。信息技术教育将对现存的教育思想、观念、模式、内容和方法产生深刻影响。一、信息技术与学科课程整合的必要性当前深化学科教学改革的关键在于，如何充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性与创造性，使学生在学习过程中真正成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受器和知识灌输的对象；教师则应成为课堂教学的组织者、指导者。要实现上述教改目标就决然离不开信息技术与各学科课程的整合，这是因为①信息技术是影响最大、最广泛，涉及教育因素最多的技术。当前许多文章所提出的整合观基本都集中在方法论的范畴内，而在探索信息技术下新的教育模式、研究新的教学组织形式等方面还缺乏必要的研究。信息技术对教育的影响不同于电视等教学媒体对教育的影响，信息技术对教育的影响是多层面的影响。它不仅是理论、方法，更重要的是内容。信息技术与课程整合与学科的课程的性质有关，针对不同的学科将有不同深度与广度的整合。②信息技术是教学手段，是学习工具。在信息技术作为教学手段，作为学习工具基础上讨论信息技术与课程整合，整合确定在方法论的范畴，研究信息技术对教学信息再现的作用，对教学质量的影响，对发展学生思维能力、分析问题、解决问题的能力的作用上。研究学生的个别化学习、网络学习，协商学习、讨论学习、研究性学习等内容。这一层次的整合使信息技术融合到教学过程中的教学目标、媒体信息、教学对象、学习方法、学生能力发展等各个要素之中。我国政府认为：推进信息技术与其他学科教学的整合，鼓励在其他学科的教学中广泛运用信息技术手段，并把信息技术教育融合在其他学科的学习中。各地要积极创造条件，逐步实现多媒体教学进入每一间教室，积极探索信息技术教育与其他学科教学的整合是信息技术教育发展中应特别重视的问题。这一论断也证明了，当前信息技术与课程的整合目标，是建立在运用信息技术手段促进教与学的改革基础之上。③信息技术是课程内容，信息技术与课程整合也是课程内容的调整与变革。我们知道，信息技术是综合技术，它涉及多个学科领域，它也必将对多个学科的教学内容产生相应的影响。在美国有使学生认识人工智能的意义及其运用，并介绍自动化系统、机器人、虚拟现实技术等教学内容。这些教学内容融入了信息技术课程之外的课程教学之中。在化学课中，采用虚拟化学实验室进行教学，能够将一些高危险性、难以观察、或普通实验条件下根本无法实现的化学实验用课件的形式展示给学生，必将使课堂变得生动而内容丰富。④信息技术是多学科渗透的通道：信息技术与课程整合的另一个功能在于，它将促进多学科的相互渗透，例如：学生在制作关于某化学内容的多媒体作品时，需要同时使用计算机、化学、美术、音乐等多学科的知识，要综合运用多学科的知识分析、规划、制定有关内容在利用信息技术进行研究性学习时，同样会涉及多学科的交叉知识。信息技术在教育中的应用，既是技术、工具，又是使学生综合运用其他学科知识的桥梁。二、信息技术在化学学科中的应用现状及原因分析尽管在理论上,不少文章对计算机在教学的优势进行了详尽的阐述，教育软件的智能化程度也有了长足的进步，然而当打开中文网站，或是外出听课学习，我们不难发现，计算机教育与化学教育还是严重脱节。广大教师和计算机之间仍存在着难以跨越的鸿沟，绝大多数的化学课依旧是粉笔加黑板的传统教学模式，或者即使使用，也只是停留在做几张幻灯片，将“课本搬家”或实行“题库式”训练，这种层面上的信息技术的使用并没有改变传统的教师为中心的教学模式，被很多专家称为“穿新鞋走老路”。为什么计算机进入化学课的步履如此艰难呢?我们认为原因恐怕有三个:一个是没有充分考虑把计算机技术和化学教学的学科特点结合起来，实现信息技术与学科课程有机整合;一个是在强调教育技术的同时没有充分考虑发挥教师的作用,这样就难以把计算机技术和化学教学完美地结合起来；第三是教师队伍的整体素质有待进一步提高，对信息技术的掌握程度和应用水平还远远不够。计算机进入化学课是需要一个过程的。这个过程就是化学教师走进教育技术、发现和挖掘计算机在化学教学的潜力的过程，计算机进入化学教育必需考虑化学教育的学科特点,满足化学教育的特殊要求。三、信息技术与化学学科整合的思考与实践化学是集严密性、逻辑性、精确性、实验性、创造性和想象力于一身的科学，化学教学则要求学生在教师设计的教学活动或提供的环境中通过积极的思维、大胆的实验，不断了解、理解和掌握这门科学，于是揭示微观世界的奥妙、促进学生思考，鼓励学生大胆进行科学实验并提供更多的动手、动脑机会就成为化学教育的特殊要求。计算机是信息处理的有效工具，但它在化学教育的优势却不是自然就有的，这也是许多教师对“课本搬家”和“题库”式的教育软件不能认可的原因。教师们认为这类软件的作用无异于课本和习题集，而且有的教师为了省事，甚至将许多本可以上课演示或学生实验也用课件的形式展现，剥夺了学生动手实验的机会，使学生对实验结果的真实性产生怀疑，与传统的化学教学相比，计算机表现的不是优势而是劣势。如果计算机不能促进学生思考，不能体现化学是一门实验学科这一学科特点，它在化学教育中的意义就不大。随着各种化学软件、成套化学演示实验课件的出现，教师们问:如果这些思维活动、实验过程都让计算机代替了，那么学生们还干什么？教师还干什么?实验结论的真实性、可靠性有多少？可见，计算机进入化学教育并不是一件简单的事。现代化的教育观念、学科教学的经验使计算机技术在化学教学中发挥了特殊的功能。如在物质的量、电解质、化学平衡和电离平衡等概念教学和抽象的理论教学中，利用计算机我们可以创设远比传统教学更赋启发性的教学情境，能灵活自如地进行变式教学。在解题教学中，利用计算机能更有效地使学生领悟化学思想和化学方法，启发学生更积极的思维活动，引导学生自己发现和探索，同时能把班级交流、小组讨论与“一对一”的个别化教学有机地结合起来。这时的化学教学已与传统的教学有了很大的不同，教师的“讲”更多的由学生积极参与的活动所代替，学生由“听讲”“记笔记”的学习方式更多地变为观察、实验和主动地思考，他们在学习中的主体地位突出了。而计算机成了化学教学中不可缺少的工具，没有它化学教师会感到不方便、不习惯。计算机技术对教师来说逐渐变得得心应手。一个“按纽”可以设计成“隐藏”、“显示”键，这中间留给学生思考的空间；也可以设计成“拆分”和“复员”键，让学生从物质结构的变化中得到启发，从而快速且准确地理解物质间反应的实质，还可以设计成“提示”、“分析”、“反思”键，学生利用这些按纽能得到不同的帮助。……。这时计算机在化学教学中真正显示出特有的优势，教育技术也才在促进和深化化学教改中发挥不可替代的作用。计算机与化学教学的整合，不仅创设了新型的数学课，而且造就了一支新型的化学教师队伍。实践表明，在把计算机引入化学教学的过程中，青年教师首先关注的是技术，对学习计算机软件技术表现出很大的热情，但很快他们把关注的焦点转移到化学教育上来。原因是使用同样的软件，可能产生完全不同的效果，这里教师的化学修养、教学经验、教育理论水平起重要的作用。不同的教师会有不同的创意和教学设计，计算机技术与教师的素质比较起来，后者显然是更关键的因素。同时，在影响教学效果的多种因素中，教师对学生的热爱、高度的责任感、良好的师生关系又是任何先进的计算机无法代替的。在计算机引入化学课之后，计算机手段与传统教学完美的结合显得十分重要。不是计算机用的越多就越好，计算机作为有效的辅助认知工具是为教学服务的，要把它用得恰到好处。传统教学的优势应该保留，如教师的示范作用、课堂演示实验、学生实验的趣味性、真实性，教师与学生之间富于人情味的及时交流，教师组织起来的探讨问题的活跃氛围等等。理想的教学应该是把教师与计算机的优势同时充分发挥出来，把计算机辅助教学与传统教学完美地结合在一起。为此就需要教师全新的教学设计。四、信息技术与学科课程整合中对教师教学设计的要求要充分实现信息技术与学科课程的有机整合，教师的教学设计与传统的备课有显著的不同。它要突出学生的活动，要面对每一个学生。在传统教学中，由于技术手段的限制，学生的活动是有限的，教师表达的方式是单调的。所以备课主要备老师讲什么，板书如何安排，布置哪些作业，教学计划是面对班级的整体水平制定的，教师在备课时要处理的是课本、教师和学生三者的关系。有了计算机，学生的活动丰富了，教师能以更有效的方式表达了，同时在课上教师和学生之间、学生和学生之间，学生和计算机之间信息交互的机会增多了。在进行教学设计时，教师应遵循“优势互补”的原则，既发挥计算机的优势，又发挥教师的主导作用。要处理好课本、教师、学生和教育技术的关系，要考虑怎样组织起学生有效的学习活动，教学计划可以面对班级的所有学生而制定。教学设计的内容我们以为应包括以下内容：1.教学目的（知识、能力、态度）；2.教学活动（教师的组织和引导、学生的活动安排、节目的编排）；3.技术手段（传统手段如教具、投影仪等、计算机软件和硬件设备）。当然，对不同的内容如概念课、习题课、练习课、复习课、实验课可以有不同的教学设计，对不同条件的学校也应有不同的教学设计，同时不能设想每节课都能有计算机的支持，所以应有对某一单元的总体设计，什么时候发挥计算机的优势，什么时候发挥传统教学的优势，两者又如何更好地配合。总之要讲究实效，最好的教师加最好的教育技术。为什么不要粉笔与黑板、不要课本和笔记了呢？为什么非要把计算机和它们对立起来呢？全新的教学设计并不是另起炉灶，而是把几方面的优势更好地结合起来。这里绝不是提倡用先进的教育手段强化传统的教学模式，“新瓶装旧酒”，我们在化学教学中坚持认为应该用最经济的教学手段实现最佳的教学效果。