高中化學(xué)新教材中的信息技術(shù)教育

　　摘要：人教版選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中充分體現(xiàn)了信息技術(shù)教育特色，本文在分析信息技術(shù)內(nèi)容在該冊化學(xué)教材中具體分布的基礎(chǔ)上。提出相關(guān)運用策略。
　　關(guān)鍵詞：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；信息技術(shù)教育；網(wǎng)絡(luò)
　　
　　新課標(biāo)下信息技術(shù)與課程整合的理念，在不斷深入的教改中逐漸付諸實踐。人教版高中化學(xué)選修教材《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》在一些章節(jié)的習(xí)題、活動中特別設(shè)置了多處與計算機軟件、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的開放式作業(yè)，嘗試性地引導(dǎo)教材的使用者從因特網(wǎng)上獲取知識，通過各種信息媒體獲得不斷更新知識的渠道，一定程度上體現(xiàn)了編寫者提倡在物質(zhì)結(jié)構(gòu)教與學(xué)中滲透信息技術(shù)教育的意圖。
　　
　　一、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中信息技術(shù)教育內(nèi)容分布
　　
　　分析《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教科書，利用計算機信息技術(shù)開展知識復(fù)習(xí)、實踐活動的內(nèi)容共出現(xiàn)了九處，總結(jié)歸類如下：
　　
　　　
　　二、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中的信息技術(shù)教育形式及運用策略分析
　　
　　在人教版的各冊化學(xué)教材中，都不同程度地安排了上網(wǎng)查找資料的作業(yè)，使學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)會運用查閱資料手段獲取信息，并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進(jìn)行加工?！段镔|(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》更全面地體現(xiàn)了這一點。之所以選擇這一模塊作為教材信息化的典范，也是由于本冊知識內(nèi)容涉及諸多微觀概念，具有抽象難懂的特點，需要數(shù)字化信息資源環(huán)境的支持。選修3教材不僅對授課教師，更對使用教材的學(xué)生也提出了信息技術(shù)輔助化學(xué)學(xué)習(xí)的更高要求，可以歸納為下面三點：
　　
　　(一)高效利用搜索引擎獲取物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息
　　《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中的作業(yè)要求搜索分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)圖片。對教師來說，利用精美、科學(xué)的圖片素材，制作課件展現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)豐富信息；對學(xué)生來說，則需要借助物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖片形象生動的特點幫助自己理解分析問題。對于具體的圖片信息，如果不是平時大量的積累和對各大素材網(wǎng)站的內(nèi)容非常熟悉，其實是很難快速尋找到所需素材，這時候就要利用各種通用的多媒體搜索引擎使用關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索了。隨著檢索技術(shù)的發(fā)展，目前的多媒體搜索已經(jīng)基本上進(jìn)入實用的階段，百度、雅虎、Google和中國搜索等知名網(wǎng)站都支持圖片搜索。
　　中學(xué)一線老師大都習(xí)慣使用百度圖片搜索從3億中文網(wǎng)頁中提取各類圖片，由于最大的特色在于可以幫助搜索實時的新聞圖片，所以用于與生活實際緊密結(jié)合的化學(xué)新課程教學(xué)來說是非常適合的。但是發(fā)現(xiàn)除了C、C這些中學(xué)教材常見的分子結(jié)構(gòu)圖及一些典型晶體結(jié)構(gòu)圖外，百度的圖片搜索功能就很難有用武之地，例如鍵入“PO”“P”(見第二章復(fù)習(xí)題第11題，搜索時化學(xué)式中數(shù)字可以不以下標(biāo)呈現(xiàn))等關(guān)鍵詞，根本得不到滿意的結(jié)果。所以師生在獲取物質(zhì)結(jié)構(gòu)的圖片信息也需要一定的技巧。
　　1　增加關(guān)鍵詞，縮小搜索范圍，提高信息獲取速度
　　比如以“C”為關(guān)鍵詞在百度的圖片搜索中得到的結(jié)果有2460張圖片，很多是手機、機械圖片，大大干擾了圖片獲??；但是如果用“C結(jié)構(gòu)”為關(guān)鍵詞，得到結(jié)果37張，以“C化學(xué)”為關(guān)鍵詞，得到結(jié)果58張，幾乎都可以應(yīng)用于化學(xué)的教與學(xué)。
　　2　不同的圖片搜索引擎搜索側(cè)重功能不同
　　以百度和Google為例：前者作為最大的中文搜索引擎，側(cè)重中文關(guān)鍵詞搜索，若以“白磷結(jié)構(gòu)”為關(guān)鍵詞，得到11張相關(guān)結(jié)構(gòu)圖片，但是若以其化學(xué)式“P”搜索，得到50100張大多與白磷無關(guān)的圖片；所以建議搜索化學(xué)式相關(guān)信息，需要使用英文搜索功能最強大的Google。比如以“PO”為關(guān)鍵詞在百度中一無所獲，而在G0ogle中很快得到22張圖片，大部分都符合其分子結(jié)構(gòu)的要求?！熬w結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”復(fù)習(xí)題中布置的搜索晶體結(jié)構(gòu)圖片的任務(wù)，還提供了金剛石、閃鋅礦等名詞的英文單詞形式，所以利用它們的英文單詞在Google中可以迅速搜索到大量的結(jié)構(gòu)信息。
　　3　收藏專門的分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)圖片集或數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站
　　如果平時在上網(wǎng)沖浪時，注意收藏、分類各種化學(xué)專業(yè)網(wǎng)站，那么就可以從物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖片集、數(shù)據(jù)庫中快捷方便地獲取信息。
　　
　　(二)指定專題網(wǎng)站瀏覽
　　選修3教材還特別推薦了一些經(jīng)典的國內(nèi)外網(wǎng)站作為教與學(xué)參考，雖然這些網(wǎng)站不一定是化學(xué)專業(yè)網(wǎng)站，但也從不同的角度，為了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識和科技前沿提供了一定的信息來源。我們該怎么利用這些網(wǎng)站呢?
　　1　學(xué)術(shù)研究網(wǎng)站
　　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)通常滲透在材料、能源等高新科技研究中，通過一定的學(xué)術(shù)研究專題網(wǎng)站，涉獵化學(xué)科學(xué)前沿，幫助學(xué)生更好的了解“結(jié)構(gòu)”——“性質(zhì)”——“用途”三者的關(guān)系。例如《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》在開放性作業(yè)中提供了一個論文選題。師生也不必拘泥于教科書提供的網(wǎng)站，在醞釀該主題論文選題時，亦可借題發(fā)揮，利用搜索引擎找到相關(guān)主題網(wǎng)站進(jìn)行瀏覽、利用，比如中國科學(xué)院廣州天然氣水合物研究中心網(wǎng)站，在該網(wǎng)站可以找到天然氣水合物的各籠形狀、天然氣水合物的類型和組成等等信息。各國化學(xué)會、科研院所網(wǎng)站都屬于這種類型。
　　2　科普宣傳類
　　此類網(wǎng)站盡量選擇最基礎(chǔ)的化學(xué)內(nèi)容作為出發(fā)點和載體，不涉及過深的知識內(nèi)容，意在拓寬教師和學(xué)生化學(xué)知識視野，以宣傳化學(xué)在生活中的應(yīng)用、化學(xué)在社會中的體現(xiàn)為主題?；瘜W(xué)只有邁出化學(xué)家的門檻才能為廣大民眾所接受。選修3開放性作業(yè)中提供了著名的“中國科普博覽”網(wǎng)站，讓大家了解礦石的科學(xué)知識及結(jié)構(gòu)原理應(yīng)用。
　　3　教學(xué)模擬類
　　教學(xué)模擬是利用計算機建模和仿真技術(shù)來表現(xiàn)某些系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和動態(tài)，為學(xué)生提供一種可供他們體驗和觀測的環(huán)境，產(chǎn)生各種與現(xiàn)實世界相類似的現(xiàn)象，供學(xué)生觀察，幫助學(xué)生認(rèn)識和理解這些規(guī)律與現(xiàn)象的本質(zhì)。對于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的教學(xué)，對微觀世界、實驗現(xiàn)象的演示模擬顯得尤為重要。
　　教材以登陸瀏覽著名的“Webelements”網(wǎng)絡(luò)元素周期表為作業(yè)，讓學(xué)生在操作這種交互式元素周期表時對周期性規(guī)律有更深刻的認(rèn)識。類似于“Webelements”這樣可以用于信息化教學(xué)的電子周期表的網(wǎng)站還很多，可以參見參考文獻(xiàn)或者通過Coogle搜索引擎鍵入關(guān)鍵詞“Perl—odic Table”查找。
　　Oregon大學(xué)物理系在網(wǎng)站中提供了多種基于Java應(yīng)用小程序的網(wǎng)絡(luò)模擬，包含天體物理、能量與環(huán)境、力學(xué)、熱力學(xué)等幾個專題?！段镔|(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》選修教材第一章復(fù)習(xí)題推薦了該網(wǎng)站上的一個頁面，以供學(xué)生在課外自主探究一些簡單光譜知識，在其顯示的周期表上點擊任何一個元素在周期表上方會顯示該元素的吸收光譜和發(fā)射光譜。
　　適用于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”及其他化學(xué)新教材的網(wǎng)站類型多樣，也不必拘泥于教科書中涉及的三種，因特網(wǎng)上豐富的化學(xué)信息資源有待于教材編寫者在日后教材修訂中不斷充實、發(fā)展，更有賴于教材使用者的深度發(fā)掘和充分利用。
　　
　　(三)使用化學(xué)專業(yè)軟件
　　人教版教材中首次建議利用化學(xué)專業(yè)軟件開展的實踐活動，預(yù)示著信息技術(shù)與化學(xué)教材整合的新進(jìn)程?！胺肿拥牧Ⅲw結(jié)構(gòu)”一節(jié)中的“實踐活動”，推薦使用Chems-ketch制作分子立體模型并完成幾個小練習(xí)。Chemsketeh是加拿大ACD公司專門開發(fā)的用于編輯化學(xué)分子式和結(jié)構(gòu)式、化學(xué)儀器等化學(xué)圖形的工具軟件，該軟件經(jīng)歷了多個版本的不斷改進(jìn)，以其強大的功能和簡易方便的操作贏得了全世界廣大化學(xué)工作者的青睞。
　　綜上所述，人教版《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》選修教材所體現(xiàn)出來與信息技術(shù)教育的三個方面，不僅只是為了輔助化學(xué)知識本身的教與學(xué)，更加關(guān)注信息時代的學(xué)習(xí)方式?？梢钥偨Y(jié)為以下三種：①利用搜索引擎開發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)信息——學(xué)會在數(shù)字化情境中進(jìn)行自主發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)；②充分利用優(yōu)質(zhì)化學(xué)網(wǎng)站的信息轉(zhuǎn)化為自己的資源——會利用資源進(jìn)行學(xué)習(xí)；③掌握化學(xué)專業(yè)軟件的使用開展探究活動-———學(xué)會利用信息加工工具和創(chuàng)作平臺，進(jìn)行實踐創(chuàng)造的學(xué)習(xí)。
　　
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