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信息技术与化学教学
21世纪的教育将诞生一种崭新的教育模式，其基础与催化剂是信息技术。对于生活在21世纪信息时代的人们来说，如果不会使用多媒体电脑，就不会应用电脑快速地获取、处理、检索信息，就不会使用Internet与外界通信，就无法充分地利用信息资源，也就无法在信息社会中谋求发展。我国著名科学家钱学森也对未来教育作了如此论述：“未来教育=人脑+电脑+网络”。　
　　信息技术不只是帮助教师传授知识的手段，而是服务于他们学科教学的得心应手的教学媒体，是提高教育教学活动的效率，更好的进行素质教育的工具。对于学生来说，信息技术则是学习知识和提高技能的认知工具。信息技术与其他学科教学的整合，可以深化学科教学。
　　一、信息技术与因材施教　　
　　信息技术作为最先进的教学媒体，优于任何其他教学媒体的最显著的特点是交互性。有了交互性，就能及时地反馈信息，实现教师和学生之间的双向交流，对学生整个学习过程进行个别化的实时指导，真正实现因材施教。多媒体技术能将抽象问题直观化，静止问题动态化，动态问题过程化，归纳总结对比化，知识查询快速化，解答问题现场化，实验过程模拟化，学习过程游戏化，这样就使学生学得既轻松又扎实。　　
　　利用信息技术，既可以构建个别化学习环境，也可以营造协作式学习氛围，因而既可以满足不同认知水平和认识风格的学习者，也可以实施协作式学习策略，为学习者提供对相同问题的多种不同观点的比较、分析和思考的条件，在集思广益的基础上，深化知识的理解和掌握。　　
　　二、信息技术与实验教学　
　　利用信息技术，可以将知识的表达多媒体化。计算机多媒体可以实时地综合各种声音、文字、图形、图像等多种信息，不仅有静态信息的形式；而且还有动态信息的属性，它可以化抽象为具体，化复杂为简单，完成传统教育所不易或不能完成的教学任务，特别是利用计算机多媒体动画进行模拟实验，为化学实验教学开辟了新的天地，创造了新的模式。
1.    利用虚拟实验进行实验的预习和复习　　
　　化学是一门以实验为基础的学科，化学实验不仅是中学化学的基础，也是引发学习兴趣，使学生主动获取知识，发展能力，提高科学素质的基本途径。如何做好实验的预习和复习，则是一个比较难以解决的问题。计算机多媒体创造了虚拟实验的空间，用于实验的预习和复习能收到较好的效果。　　
　　2.    利用虚拟实验演示很快、很慢和危险性较大的实验　　
　　利用多媒体计算机可展示传统课堂上无法演示的宏观的、微观的、很快或很慢的化学进程：如硫酸的工业生产流程、合成氨、布郎运动等；各种分子的空间结构、金属的电化腐蚀等。所有这些在常规的教学过程中由于受时间、空间和实验条件的限制，难以通过实验向学生直观展示，学生缺乏感性认识，印象不深。但是，运用计算机多媒体可以突破时间和空间的束缚，进行模拟实验，可灵活地放大和缩小，加快和减慢化学情景，从而将这些化学过程形象、生动的展示给学生，不仅可以提高学生的学习兴趣，增强主动参与学习的意识，同时又能使学生加深认识，深化理解，提高学习能力。　　
　　三、信息技术与教材重、难点的突破　　
　　“学习障碍”的存在是教学难点的成因之一。如何解决呢？根据心理学家的实验研究，人体的五个感觉器官中，就记忆百分率而言，视觉要占25%；听觉占15%。在同样的实验条件下，视、听并用时，记忆效率极高，可达66%。实验证明，参与的感官越多，学习效果越好。按照巴浦洛夫的说法，在教学过程中应当让学生“手脑并用”，利用多媒体教学正符合这个理论。更重要的是，学生看到现代教学手段的魅力，激发他们学习、使用电脑技术，掌握一项“会学”的手段，将使学生终身受用不尽。这样，学生学习时，抽象思维的障碍、逻辑思维的障碍、语言表达的障碍等在计算机技术的上述功能下被打通了、降解了、消失了，从而降低了学习难度，使教学难点得以顺利突破。学生也为其形式之新颖，声画之精彩而耳目一新，从而产生乐学情绪。比如，化学平衡原理是中学化学的重要基础理论之一。现行中学化学教材中，有一个平衡理论体系，它包括“溶解平衡”、“化学平衡”以及后面涉及到的“电离平衡”和“水解平衡”等。化学平衡是这一理论体系的核心。通过本节学习既可以使学生加深对溶解平衡和硫酸、硝酸工业生产的化学原理的理解，又为以后学习电离平衡和水解平衡等奠定了基础。因此本节教材是中学化学的教学重点之一。但由于它比较抽象，学生较难接受，所以它又是教学的难点。特别是对化学平衡是一动态平衡这一概念，基础差的学生更是难于理解。应用计算机辅助教学，同学们联系初中所学的溶解平衡，再到化学平衡，最后总结出化学平衡具有“动、等、定、变”的四大特征，以及平衡移动图像。上述几个问题的工作过程均用动画的形式显示出来，道理深入浅出，形象生动直观，图文声并茂。　
　　硫酸在工农业生产、科学实验和国防建设上都有广泛的用途，教材以接触法制硫酸的基本化学原理和生产流程、典型设备等，第一次向学生介绍了有关化工生产知识，使学生学习化学理论跟化工生产实际联系起来。传统的教学方法，尽管采取了实物、标本、模型或图表措施，学生还是觉得比较空洞。我们采用的计算机教学软件，以优美动听的音乐和形象逼真的画面，赢得了学生的喜爱。它设计动感强，易引起学生注意，讲解步骤清楚，层次分明，板面清晰，提示、过程、结论完整；图象形象、生动、直观。哇！沸腾炉真的沸腾起来了，生成的二氧化硫经过热交换器，直奔接触室，摇身一变，变为三氧化硫，三氧化硫进入吸收室洗了一个浓浓的“硫酸浴”，出来一缸热气腾腾的发烟硫酸。与此同时，富有启发性的思考题和典型的练习，更是画龙点睛，错对一目了然。使学生在轻松愉快的气氛中，了解掌握了工业制硫酸的全过程。　
　　有机化学中烷烃的同分异构体及其命名的教学，因学生初学，概念生疏头绪多，又缺乏空间结构意识和空间想象力，黑板上的平面板书无论如何也难以唤起学生的共鸣，是教学的难点和重点，利用CAI从容不迫地把一种烷的结构进行多种不同的展示；比例模型、球棍模型、变换角度旋转、对比与复原、关键部位放大、正误对照剖析……逼真的主体画面、清晰的比较鉴别、精炼的规律归纳，牢牢地吸引住学生，激发了他们的求知欲。
四、信息技术与学生学科能力的培养　　
　　根据化学教学大纲的要求，在中学化学教学中，应主要培养学生的观察能力、实验能力、思维能力、自学能力以及实践能力和审美能力等。把信息技术应用于化学教学领域，能帮助学生具备各方面的基本素质，形成合理的素质结构，实现真正意义上的全面发展，为学生未来发展奠定基础，使学生终身受益。

　　1.     运用信息技术，培养思维能力
　　在中学化学教学中，对一些较复杂的抽象概念和理论，在从具体到抽象，再从抽象到具体的反复认识过程中，形象思维始终起着重要的作用。形象思维在理性思维形象化表达的作用，正是这种作用的发挥，才使认识更加深入、全面。
　　2.     运用信息技术，培养实验能力和观察能力
　　在化学实验操作技能的教学中，教师熟练规范的操作、镇定自若的表情、沉着自信的目光再配以用Flash制作的实验操作练习题，不仅使正确的操作技术和方法形象化，便于学生学习和掌握，而且能促使学生自觉地规范自己的操作，并调节、稳定自己实验时的心理状态。因此，在实验教学中，教师重视并发挥形象思维的独特作用，是提高实验教学质量的有效途径。如中和滴定实验、尽管学生在实验室做了该实验，但对其操作要领及误差分析仍掌握得不太好，常考常失分，于是我们组织学生利用多媒体电脑进行模拟实验，从中不但学会了操作，还通过图文并茂的电脑演示分析，彻底弄清了滴定过程中产生误差的原因及克服方法。　
　　3.     运用信息技术，培养化学审美能力　
　　复杂、多样而统一、奇异而和谐、抽象而直观是化学科学美的特征。而化学美的展示，需要借助图像、模型、标本、形象化语言、非言语行为、实验、音响、电视、计算机等化学教学媒体并借用艺术创作的表现技巧及手法，而这些正是以形象、情感、创造为特征，与形象思维密切相连的。运用文学艺术的拟人手法，将枯燥无生命的化学知识赋予人的动作或思想、情感，使学生能形象生动地理解掌握化学物质的性质。在化学教学中，运用信息技术，巧妙地塑造出充满激情与活力，具体可感的化学审美形象，把化学美表现出来，可使学生对化学美产生新奇、愉快、向往的审美感受，并在探索化学美的过程中获得进一步的审美体验，创造化学美的冲动，与教师的审美创造发生共振，产生共鸣，从而实现在美的情境中获取知识、技能、发展智能、塑造人格，并逐步形成正确的审美观，树立崇高的审美理想和高尚的审美情趣。　　
　　4.    运用信息技术，培养自学能力　　
　　由于电脑的普及和人工智能科学的发展，化学教学的个别化和业余自学化将会得到发展。使用电脑的程序化学课程是一种适合于自学的形式。这种课程是将化学教学内容分成若干个小单元，并按照教材的逻辑顺序和学生的认识过程把它们编成一系列学习程序。学生通过电子计算机呈现学习内容，完成后做自测题，答案正确，即进入下一个单元的学习。如此逐步前进，直到完全达成教学目标。　　
　　程序化学课程的优点是，教材呈现的步子小，难度低；学生学习可以得到及时反馈，及时强化，因而学习的错误率也低。再则学生各自利用电子计算机学习，自定步调，尖子生可以在短时期内完成学习任务，差生可根据自身情况延长学习期限，这样可以克服班级授课“齐步走”、教师“不管两头顾中间”的缺点，提高了效率和学生的自学能力。　　
　　5.    运用信息技术，提高学生的综合素质　　
　　利用信息技术教学在注重发挥化学知识的科学价值的同时，更注重发挥化学知识的教育价值，不仅让学生体验到生命的智能方面的力量，也能体会到生命的情感方面的意义。因此，在传输化学科学知识的同时，始终关注着学生的价值、精神、情感和个性，从而有利于提高学生的综合素质，使学生获得全面、自由、和谐的发展。　
　　五、信息技术与教学方法的优化　
　　随着现代化素质教育的提出，多媒体技术和Internet应用的日益普及， 已经强烈地冲击着传统的教学观念和教学模式。特别是课堂教学应是实施现代化素质教育的主渠道，所以优化课堂教学，提高教学效率，是实施现代化素质教育的关键的一环。如在教学中我们采用了“诱思探究”的教学模式。　　
　　“诱思探究”，即：诱导思维，探索研究。教学过程要经历“探索”和“研究”，即“观察”和“思维”两大基本层次，实现学生“掌握知识，发展能力，陶冶品德 ”的三维教学目标，其教学过程的基本思路是：

　　在实际教学活动中，可根据学生心理活动的基本组成要素观察和思维，灵活地加以组合，绝不能用一种死板的、僵化的顺序，千篇一律地去硬套，即探究教学模式的有模式，不唯模式的教学原则和指导思想，如何将这一原则和指导思想与信息技术整合呢？我们做了如下的尝试：

　　在上述模式中，将教师、学生、教材、媒体四要素彼此相互联系、相互作用形成一个有机的整体。教师是未知过程的设计者、指挥者、引导者、帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者；学生是感知和信息加工的主体，而不是外部刺激的被劫接受者和被灌输的对象；教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动学习的对象；媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。学生通过积极参与、体验、评价，获取知识，充分发挥了他们的协作性、主动性，使学生从被动接受变为主动参与，且很多基本技能得到开发。　　
　　六、信息技术与目标检测　　
　　学生学习成绩评定可分为形式的和非形式的两种。形式评定系指遵照教学目标，有计划有时间性的评定，且多与记分联系。利用信息技术我们可获取定量的、对于改进教与学显然有直接意义的两类信息：　　
　　(1)学生是否已达到某种知识水平，或某种胜任技能操作的特定程度。　　
　　(2)该学生与其他学生相比较而得出的名次。　
　　从这两类信息中，化学教师能够(进行统计分析之后)得出许多重要的结论如学生学习得如何？可能存在什么困难？作为教师，你的教学效果如何？等等。从这个意义上说，这也是对教师教学效果的一种评定。

　　非形式评定，是依随于教与学的进程随时诊断，即时反馈，以获取一种初步印象的评定。多由教师对学生实施，自然也可以引导并依靠学生进行自我评定，如化学教师可采用让全班亮“评定反馈牌”的办法 ，对于课堂选择题进行全班练习检查的评定。对于课堂上的实验题、有机题、计算题等，教师巡视学生作答情况，并即时将一份学生答案在实物展示平台上映示，教师既可一目了然地看清全班共有多少学生回答正确，又可以即时做出评定和反馈，这些评定结果与学生的学习活动紧密相联，属于动态评定。这类评定尽管不严格，难以科学地给出符合测量量化标准的学习分数，只能是考查的印象，但却激励、帮助学生，为他们创设最佳学习情境。
七、信息技术与复习备考　　
　　1.     利用信息技术，增加课堂容量　　
　　要提高高三教学质量，就要解决高三教学时间紧，内容多，信息量大的矛盾。为了切实减轻学生负担，教师精心备课，精选习题，设计制作成多媒体课件。同时在化学教学中师生共同运用Chemoffice这个操作平台软件，设计开发各种分子模拟型课件。这些课件的运用，能使学生多种感官并用，学习积极性、自主性和合作性增强，为创造性学习和发现性学习提供了条件，同时对高密度掌握知识提供了可能。　　
　　利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授，大信息量的优化处理，大大提高课堂效率。图形不是语言，但比语言更形象和直观，比语言包容的信息量更大。动画又比图形更高级地输出信息，利用文字闪动，图像缩放与移动，颜色变换的手段，不仅容量更大，速度更快、效果也更好。CAI的声、光、电的多媒体软件因其信息传输通道宽阔多样，容量大，速度快，效果好，使得加大教学密度并非难事，这是因为40min的课堂时空被计算机拓宽和加长了。　
　　2.    利用信息技术，扩大信息来源　　
　　利用Internet来搜集信息，可大大扩展信息的来源，且快速方便。　　
　　首先，我们利用Internet收集各科各类试题。对于参加高考的学生来说，进行强化训练是必须的，但购买的成套习题集，往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点，用起来有时是事倍功半。为了克服这一缺点，我们充分利用了Internet这一信息资源，从网上下载最新试卷。这些试题，题型新颖、信息准确，将这些精选给学生作为试题和平时练习，对于启发学生的思维，开阔学生的视野有着非常大的帮助。　　
　　其次，可利用Internet，了解把握高考最新动态，如今春我们先后从网上下载了2001年各科考试说明和2001年各科考试说明的分析对比、国家考试中心官员通报的2001年高考情况、各地毕业班工作经验等。使我们在把握考纲和政策上快人一步，能及时做出复习方向和策略的调整，为同学们争取了宝贵的复习时间。　　
　　八、信息技术与其他　　
　　1.     利用信息技术，进行成绩管理　　
　　我们开发出了具有本校特色的成绩管理软件，每次月考之后，教师只需将各科成绩输入微机，轻击屏幕上对应的菜单，计算机就会自动地做好一切统计工作：平均分、标准分、标准差、名次、各分数段人数、进退情况等一目了然，快速、简明而精确。有了这些分析数据之后，我们就可以根据每一位同学的具体情况，采取相应的措施进行因材施教，分类推进，整体提高。　　
　　2.    利用信息技术，指导考生填报志愿　　
　　由于客观原因，考生对各高校和专业不是非常了解，特别是对外地高校和专业更是了解甚微，导致考生填报志愿有很大的盲目性，同时也造成了填报本市学校的人过多，填报外地学校的人偏少的现象，使一些具备一定实力的考生考不上相应档次的学校。针对这种情况，我们有指导性的带领学生在网上参观了中国各地的高校，并下载了网上评测出的“2000年中国大学排行榜”（重点和一般各50所）供学生参考。许多学生通过这种方式找到了自己的目标和定位，学习劲头也更大了。　　
　　总之，运用现代信息技术优化学习过程，促进素质教育，是教育现代化的主要目标，而构建新型的教学模式是实现这一目标的基本举措，要实现这一举措，必须把教育观念的更新和教育技术的进步紧密结合起来，把信息技术和学科的教学过程紧密地结合起来，让信息技术融合在各科的学习过程中。充分利用信息技术的优势：多媒体展示的集成性；超文本链接的选取性；大容量存储的丰富性；高速传输的便捷性；人机交互的操作性；超时空交流的共享性。其突出功能表现为动态模拟展示、资料查询、模拟操作、反馈练习、多媒体情景创设以及游戏等。不注重发挥这些功能与优势，将计算机只作为演示的工具，这是资源的极大浪费。　　
　　信息技术与学科教学的整合，就是要把教学资源和教学要素有机的集合起来，运用系统方法，在教育学、心理学和教育技术学等教育理论和学习理论的指导下，协调教学系统中教师、学生、教育内容和教学媒体等教学诸元素的作用联系和相互之间的影响，使整个教学系统保持协调一致，维持整体的过程和结果，产生聚集效应。把信息技术与学科教学进行整合，可以充分地利用现有资源，发挥设备的最大潜力，在有限的物质基础上，实施高质量和高效率的教育。