信息技术与化学教学整合的模式 [温州市瑞安隆山高中 张克龙]
《基础教育课程纲要(试行)》第11条指出:要“大力推进信息技术在教学过程中的普及,促进信息技术和学科课程的整合,逐步实现教学内容的呈现方式、学生学习方式、教师教学方式和师生互动方式的变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。” 整合的关键是把信息技术当作学生获取信息、探索问题、解决问题和建构知识的工具。本文就现代信息技术与化学课堂教学整合的三种模式介绍自己的研究和实践。
一、交互式网络教学模式
这种模式是利用局域网,以多媒体信息为传输媒介,在多媒体网络教室里进行教学的开放式教学模式。教师先把有关资源下载到校园网上,或限制一定的网站(或个人网页),让学生在相关区域进行学习。由于学习在教师的组织和指导下进行,避免了网上信息过量而导致学生“迷航”,学习环境既开放又相对封闭,有助于提高学习效率。同时,提供的网站或网页使学生进一步学习成为可能。
案例:“合成材料”的教学设计
1.创设情景,激发兴趣
用多媒体显示多种多样材料的一幅幅精美图片,同时与屏幕上的文字同步播放录音:人类生产和生活离不开各种各样的材料。我们已学过的非金属材料和金属材料统称为无机材料;与之相对的是有机高分子材料。按材料来源,有机高分子材料可分为天然的和合成的两种。前者如棉花和麻(主要成分是纤维素)、羊毛和蚕丝(主要成分是蛋白质)、天然橡胶(主要成分是聚异戊二烯),后者如塑料、合成橡胶、合成纤维等。
2.联系实际,提出问题
·在日常生活中,你一定接触过许多塑料、合成橡胶和合成纤维制品。你能举例说明吗?它们是用什么原料制造的?它们具有哪些优于天然材料的性能?
·人们在日常生活中经常与塑料打交道,工农业生产和国防建设也大量使用塑料。那么,什么是塑料?
·利用你的已有知识与生活常识思考:橡胶的特性是什么?由此决定着它有哪些用途?根据来源和组成的不同,常用橡胶有哪几种?
·你能举出几种由人造纤维制成的生活用品吗?
3.自学探究,协作讨论
教师用Frontpage制作的网页上有许多有关塑料、橡胶、合成纤维等有机高分子化合物的结构特点、物理性质、化学性质、用途以及与生活相关的知识,还有科学发现、工业制造、环保等相关的知识信息。带着上述问题,学生各自进行认真探究。
(1)知识点击:高分子的线型结构和体形结构——高分子中的结构单元连接成长链,这就是通常所说的高分子的线型结构。具有线型结构的高分子,可以不带支链,也可以带支链。当多条高分子链缠绕在一起时,它们之间靠分子间的作用紧密结合,使材料的强度大大增强。分子质量越大,分子间的相互作用就越强。当组成高分子的原子或原子团发生反应时,高分子链之间将形成化学键,产生一定的交联,形成网状结构,这就是高分子的体型结构。
(2)资料在线:塑料王与工程塑料ABS——聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂的腐蚀,不吸潮、不燃烧、对氧气和紫外线稳定、有良好的电学性能和耐辐射性能。综合这些优点,聚四氟乙烯被誉为“塑料王”。它具有耐热、耐寒的非黏性,除了可用于炊具不粘锅的涂层外,还可用于制造滑雪场及滑雪运动器材。工程塑料ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种原料共聚而成的,它具有优良的抗冲击性、抗拉强度、绝缘性及加工性能,广泛应用于汽车工业。
(3)身边的化学
每个学生根据自己的爱好,利用计算机开展自学。可先浏览相关知识,再回答问题;也可根据问题寻找答案进行自学。通过自学,把获得的信息进行整理,填写下表。
4.测试反馈,归纳总结
(1)经过自学,相邻4人展示各自答案,并进行讨论,并将讨论确定的答案上传至教师文件夹。教师根据学生的小组答案,提问质疑,与学生交流反馈。
(2)用问题启发学生进行归纳总结:
问题1 举例说明塑料、合成橡胶和合成纤维各有哪些特殊的性能和用途。
问题2 非金属材料、金属材料、有机高分子材料和复合材料构成了丰富多彩的材料世界。请将有关材料的知识进行归纳总结,并用简图表示材料分类及各类材料间的关系。
二、基于网络资源的探究式教学模式
改变由教师直接向学生呈现知识和结论的教学方式,采用教师提出问题、给出任务,学生利用网络资源进行探索研究,从学习材料中发现规律,获得新的知识、方法及情感体验。
此模式重视对学生进行学习方法与技能的训练,重视培养学生运用知识的能力。学习中,学生根据研究的某一方面任务扮演相应研究角色,积极性被很好地调动起来。此外,这种教学模式对学生信息收集能力、合作能力、表达能力、口才的培养相当全面。
案例:“环境保护——酸雨”的教学设计
1.导言(略)
2. 任务(含目标)和角色分工
(1)任务与目标:本地的一个组织雇用你和你的研究小组来调查关于酸雨的问题。你可以从化学家、生态学家、健康学家或经济学家等角色中选择一个进行研究。为了提高小组的合作效率,你必须建一个网站详细介绍酸雨的危害,并提供一些减轻污染的方案。
(2)角色分工
化学家:①什么是酸雨?②哪些物质使降水变酸,变酸的过程是怎样的?③这些化学物质从何而来?④正常雨水的pH是多少,pH达到什么值时就有害了?⑤请描述酸雨pH的范围,并列出与不同pH相对应的现象。
生物学家:①酸雨对树木和土壤会产生什么样的影响?②湖泊等水资源系统变酸时将会发生什么情况?③我们居住地区的水资源环境是否被酸雨污染?如果是,达到什么程度?④被酸雨污染的雨水和土壤如何影响人类?⑤酸性水系统对人类有哪些影响?
健康学家:①酸雨对人的健康有哪些直接影响和间接影响?②酸雨是怎样影响人类的?③酸雨影响人类的严重后果?
经济学家:①酸雨是怎样影响建筑材料的?请列举酸雨对街道、公路和桥梁等建筑物的影响情况;②酸雨对汽车、火车等交通工具的腐蚀产生什么后果?③酸雨对渔业、林业和农业的破坏导致怎样的经济后果?④为克服酸雨造成的危害,本地投入了多少资金,效益如何?
3.学习过程和建议
(1)在研究小组中确定各自的身份。为了更好地完成网络报告,必须制订一个行动计划,就相应问题展开自由讨论,并确定网络报告的内容和样式。
(2)利用网络资源提供的信息,各角色分别进行研究,准备回答。撰写报告时最好用一些图片更清晰地描述酸雨形成的原因及带来的危害。
(3)研究中及时做笔记,收藏有用的网站以备不时之需。使用书本、论文和网站上的信息要谨慎,不能直接把别人的成果占为己有。
(4)研究完成后,就可以写研究报告的初稿。应简要介绍报告的内容,使读者了解。
(5)各部分工作都完成后,才可以在组内讨论,征求本组其他成员的意见,进一步修改文稿,直到最终完稿。可以和其他小组成员进行交流,并展示自己的研究成果。
4.评价
教师对学生学习活动可以从以下4个方面进行综合评价,它们依次是:研究和收集信息的情况、分担角色完成任务的情况、参与小组合作情况、报告的科学性和行文流畅程度。
三、以教师为主导的演示型教学模式
这是信息技术与化学课程整合的一种最常见授课模式。这种课型容量大,媒体提供的信息丰富、直观、生动、形象,被公认为是化学教学最常用的有效模式之一。比如,现代化工设备与工艺生产流水线(如H2SO4工业制法);用一些有毒、有危险药品进行的实验(如苯和液溴的反应);常规方法难于实现、无法在课堂向学生演示的化学反应(如Fe和水蒸气反应);某些不易观察或不易用普通方法进行操作来实现的化学实验(如N2和H2生成NH3);易污染环境,而学生又必须知道的一些化学内容(如CO参与的实验)等。化学概念与原理比较抽象,物质的微观结构既看不见,又摸不着,单靠语言和文字的描述很难使学生留下深刻印象,许多教学内容(如有机化学反应历程的模拟、胶体概念及胶粒的布朗运动、晶体结构、电子云等)用其他方法或手段难以实现或效果不理想。对以上种种情况,现代信息技术便可大显身手。这种教学方式是将多媒体素材库、计算机、大屏幕投影等作为新的教学媒体应用于教学,要求教师的教学采用启发式,学生在教师的启发下分析讨论、对比归纳,完成意义建构。在多媒体计算机辅助下引导学生讨论、探索,其优点是体现了教师为主导,学生为主体的理念。缺点是这种模式并未完全摆脱“教师中心论”的局限,学生缺少使用信息技术进行学习的机会。
随着我国教育信息化的加速推进,特别是课程标准的实施和新教材的推广使用,整合现代信息技术的课堂教学设计能力,已经成为化学教师教学能力的重要组成部分。但教育研究实践也让笔者感到:尽管现代信息技术在现代教育中占有不可替代的地位,但不是万能的,它不能完全取代其他的教学手段。因此,我们不能全盘否定传统课堂教学。提高学生的科学素养,不能仅仅依赖目前信息技术所主要提供的视觉和听觉刺激,还得通过学生亲自动手实践、亲自进行科学实验。
参考文献:
[1]孙杰远主编,何克抗主审.信息技术与课程整合.北京大学出版社,2002年7月.
[2]张剑平.现代教育技术理论与应用.高等教育出版社,2003年8月第1版.
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