浅谈化学实验教学与信息技术的整合

蒙遥

(四川省南江中学)

“信息技术与新课程的整合”是我国面向21世纪基础教育课程改革的新亮点，对它的研究与实施将对发展学生主体性、创造性和培养学生创新精神和实践能力具有重要意义。化学是以实验为基础的学科，在课堂教学中，教师的演示实验占有重要的位置。它具有两方面作用：其一，通过观察实验现象，分析实验过程和对实验数据的处理，得出科学的概念和规律。其二，学生通过观察教师演示过程，学习老师的正确操作，培养他们的实验能力。就现有实验条件，许多速度慢、安全性不好、以及微观实验就很难达到上述目的，而必须依赖信息技术手段才能解决。如何将信息技术与化学实验教学进行整合，以信息化带动教育现代化，发挥信息技术优势，探索新型教学模式，是教育现代化中化学教师们普遍关注的问题。

一、信息技术与传统实验教学整合的意义

信息技术与传统实验教学整合是时代发展的必然结果信息技术与化学实验的整合，意味着要使信息技术与化学实验融为一体。信息技术要广泛进入化学实验教学，而且化学实验教学要广泛采用信息技术。

传统的化学教学以学生掌握知识为出发点和归宿，信息技术扩大了化学实验的内涵，扩展了化学实验的教育功能。以信息技术为依托的化学实验教学中，利用光盘、录像和网络等能加强实验教学与社会、生活、科学技术之间的联系，使学生的视野更开阔。 

二、积极探索信息技术与化学实验课程整合的教学模式

教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下，在某种教学环境和资源的支持下的教学活动中各要素之间稳定的关系和活动。由局域网、计算机终端、计算机辅助教学系统及多媒体技术组成的计算机实验教室，促成了一种新的教学模式的产生，并快速发展影响着新型教学模式的构建。使课堂实验的“教”与“学”合二为一。这是一种以学生为“主体”，教师为的新型教学方式。在建构主义教学理念指导下，运用“学教并重”的教学设计理论，完成实验教学课堂设计的构建。

(一)以多媒体视听技术为基础的集体实验教学模式探索

集体教学主要是指在学校班级教学的基础上由于视听技术的引进而形成的一种教学模式。有些在实验过程中难以发现的规律，或者危险性的实验可以通过多媒体技术为支撑。在实验课的集体教学模式中，其教学过程主要是教师以视听媒体作为辅助教学手段或传播手段，把实验的内容展示给学生，并通过相应的评价方式来检验学生的学习结果是否达到预期的目标。这种模式的优点是适合于缺乏经验的学习者，而且需要教师的解释和指导。在不适合学生操作的实验课程学习时，这显然更适合于知识的传授。例如有的因为反应速度过快稍纵即逝，如钾、钠与水的反应；有的现象模糊不易观察，如胶体的电泳现象；有的实验因条件限制不能完成。这些疑难实验则都可以通过CAI课件模拟演示，放大实验的过程。如利用视频信息演示钠与水反应的过程，放侵、定格实验的各个现象，引导学生从多角度进行观察。还可以利用计算机动画模拟出胶体的电泳实验，引导学生观察现象思考电泳的本质。模拟出氟气、氯气、溴分别与氢气的实验，引导学生观察思考它们在反应条件和反应现象上的差别。这些模拟实验是物质性质实验的有益补充。

(二)网络技术支持下的小组协作实验学习模式探究

基于网络的协作学习是指利用计算机网络，由二名或多名学生针对同一学习内容彼此交流与合作，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。网络为学生提供了一个学习的空间(资源库、电子图书馆、虚拟大学)。基于网络的协作学习是一种不受时间约束的学习，学生在学习过程中，随时都可以获得在线帮助和学习资源。互联网使任何一个具备上网条件的学习者可以在任何地方、任意时间根据自己的实际情况有选择地学习，这突破了传统的学校教育的时空界限，使得学习、交流、合作在更广阔的空间进行。

在传统交往方式下，个体的人际交往往往局限于实际生活的狭小圈子内，难免受种种约束和限制。网络交往有利于个体主体意识、参与意识的提高。网络提供了一个可以畅所欲言绝好空间，这有利于提高行为主体的参与意识和人际交往的主动性。网络给协作学习提供了最好的交流工具，网络教学模式以学生为中心，学习的合作性增强。在传统的面对面教学中，以教师为中心的教学模式已经深入人心，协作过程中，教师的参与、帮助、指导经常有意无意地变成领导、控制，学生的协作变成教师逻辑有序的安排，这与协作学习的宗旨相违背。而在网络环境下，它更强调学生的自主学习，通过伙伴或教师的帮助自主建构知识，因此，网络环境下学生之间的合作性增强。对于创造性较强且需要建立相互合作建立解决问题的机制时，往往采用小组合作式教学策略。

(三)以交互式课件为基础的个别化实验教学模式

交互式课件的功能体现在对实验知识结构体系的把握，并能提高学习这设计实验的能力，CAI课件的交互性和容量大的特点，为建立知识之间的联系和将知识结构化和网络化提供方便。例如化学实验中，气体的制取装置的设计和气体的除杂、干燥以及尾气的处理装置的设计，涉及的气体较多，知识面广，情况复杂，是实验教学中的难点。运用CAI课件可以有效地突破此难点。课件设计出各种模拟仪器，利用课件的交互性，要求学生通过计算机进行实验的设计。这样既简单又在有限的时间内增大了学生的思维容量，从而提高学生的实验设计能力。课件还将设计好的实验进行类比，引导学生找出它们的共同之处和各自的特点，从而得出规律，使零散的知识结构化和网络化。

在以个别化学习的教学模式中，要求学生在实验中调动一切感知手段去观察、去思考、去实践，而这一切都必须在实际的实验中实现。同时同一个实验因实验者的不同和条件的差异,其过程及现象也不尽相同，甚至实验会失败，但这对实验者也是一种经验的积累,要获取过程。就要动手，而这些是计算机课件无法模拟的。从这个角度而言没有一个实验能完全模拟。所以CAI课件不能完全代替实验教学，它仅仅是实验教学的补充，起着重要的辅助作用。

以信息技术为基础，以个别化学习为目的课件设计是实验教学是一个新的课题，它对课件设计者提出了更高的要求，这不仅要求设计者掌握过硬的信息技术，也必须了解个别化学习的课件设计原则，达到更好的学习效果。