信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合策略

　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的重要實(shí)踐活動，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要方法和手段。尤其是新課程高中化學(xué)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)探究方法等方面發(fā)生了一系列的變革，不僅在各課程模塊中強(qiáng)化了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的意識，還專門設(shè)立模塊六《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》，進(jìn)一步突顯出化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科中的地位。信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合已經(jīng)成為教育技術(shù)領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題，也是現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于教育實(shí)踐的一個(gè)主要形式。那么，如何將信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性？本文以人教版模塊六《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》的教學(xué)為例，探討信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合策略。
　　
　　信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合點(diǎn)
　　
　　1.拓展實(shí)驗(yàn)視野
　　《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》模塊的課程目標(biāo)中明確提出“了解現(xiàn)代儀器在物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究中的應(yīng)用”，同時(shí)，在教材中設(shè)置了“科學(xué)史話”、“科學(xué)視野”等欄目，介紹了古往今來的一些科學(xué)家的故事以及國內(nèi)外有關(guān)綠色化學(xué)工藝方面的最新成果、光譜分析發(fā)展簡介等。若利用信息技術(shù)將這些內(nèi)容更生動地展示給學(xué)生的話，不僅可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且可以讓學(xué)生更深刻地認(rèn)識到化學(xué)與科技發(fā)展、與人類生活的密切聯(lián)系，增強(qiáng)主人翁意識、參與意識和決策能力。
　　
　　2.回顧實(shí)驗(yàn)知識
　　模塊六《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》是在必修課程和其他各模塊的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上為滿足學(xué)生的不同需要而設(shè)置的，是高中階段實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)要求的拓展和延伸。尤其是必修1的主題2“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”與模塊六的主題1“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”有很多關(guān)聯(lián)之處。對于學(xué)生已有的實(shí)驗(yàn)知識，教師可讓學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)中教師預(yù)設(shè)的課件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，滿足不同層次的學(xué)生的需求；也可在課前將相關(guān)知識改編成一些小題目輸入電腦，題型可以是選擇題、判斷題，甚至可以是模擬操作題。課堂上讓學(xué)生獨(dú)立完成，教師則通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，適時(shí)調(diào)整教學(xué)過程，增強(qiáng)教學(xué)的針對性，提高教學(xué)的效率。
　　
　　3.開展專題研究
　　隨著新課程的實(shí)施，研究性學(xué)習(xí)也已進(jìn)入課堂，在新的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”模塊提出了9個(gè)化學(xué)專題實(shí)驗(yàn)研究，每個(gè)專題都包含有“拓展研究”、“問題與討論”等欄目，對于其中的一些開放性的探究實(shí)驗(yàn)，如“市售Vc片相關(guān)性質(zhì)的研究”、“日常洗滌或消毒用品的相關(guān)研究”，學(xué)生都可以利用網(wǎng)絡(luò)獲取大量的信息，并進(jìn)行協(xié)作探究。
　　
　　4.引入數(shù)字實(shí)驗(yàn)
　　數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是以計(jì)算機(jī)及傳感器為核心器件的實(shí)驗(yàn)體系?！秾?shí)驗(yàn)化學(xué)》在“科學(xué)視野”中首次介紹了應(yīng)用傳感和數(shù)碼技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)的過程。在課堂教學(xué)中，教師可讓學(xué)生將傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)，尤其是學(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)，有效地降低了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的難度，提高了實(shí)驗(yàn)的精確度，拓展了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣。
　　
　　信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的四種模式
　　
　　根據(jù)信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合點(diǎn)，可將信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合的教學(xué)模式分為以下四種類型。
　　
　　1.信息化接受式的教學(xué)模式
　　主要流程如圖1所示。
　　
　　示例：《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第一單元《從實(shí)驗(yàn)走進(jìn)化學(xué)》中，“保證實(shí)驗(yàn)安全”等內(nèi)容的教學(xué)可采用信息化接受式的教學(xué)模式。首先，教師可播放一些國內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)事故的錄像，引出問題“安全是實(shí)驗(yàn)的先決條件，如何預(yù)防實(shí)驗(yàn)傷害事故的發(fā)生”。然后，讓學(xué)生從試劑、儀器的正確使用、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范化、實(shí)驗(yàn)操作的先后順序、尾氣處理等角度展開討論，教師可根據(jù)學(xué)生的討論將課件中已有的相關(guān)內(nèi)容播放給學(xué)生看，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上提煉出安全完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)所必備的條件。最后，教師讓學(xué)生將一些易錯(cuò)、易忽略的基本操作進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練。
　　策略：課前教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點(diǎn)，選擇適合的資源制成課件，并在課堂上演示課件內(nèi)容。課件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)和盲區(qū)。如：對于現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)，可利用計(jì)算機(jī)模擬將“現(xiàn)象”放大；做微型實(shí)驗(yàn)時(shí)，可利用投影設(shè)備將“現(xiàn)象”放大；對于嚴(yán)重污染、較危險(xiǎn)或在一般實(shí)驗(yàn)室條件下難以完成的實(shí)驗(yàn)，可利用多媒體來演示或播放錄像；模擬錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作，起到反面教材的作用等。
　　
　　2.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式
　　主要流程如圖2所示。
　　示例：《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中，實(shí)驗(yàn)3—4“酸堿滴定曲線的測繪”可以讓學(xué)生利用pH傳感器和數(shù)據(jù)采集器測定和記錄酸堿中和滴定過程中pH的數(shù)據(jù)，并用計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)畫出相應(yīng)的滴定曲線。
　　策略：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法并不沖突，關(guān)鍵在于教師指導(dǎo)學(xué)生如何將兩種方法有效結(jié)合，取長補(bǔ)短。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生使用溫度傳感器、壓強(qiáng)傳感器、pH傳感器等傳感設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，解決傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法難以解決的問題。運(yùn)用數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能，可以有效降低數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理的難度，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將更多的精力轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析等環(huán)節(jié)，以期在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ι嫌懈嗟膭?chuàng)新和突破。
　　
　　3.信息化自主式的教學(xué)模式
　　主要流程如圖3所示。
　　示例：《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第三單元中，“物質(zhì)的檢驗(yàn)”等內(nèi)容可采用信息化自主式的教學(xué)模式。首先，教師設(shè)置問題情境引入課題。然后，讓學(xué)生根據(jù)課件內(nèi)容及自己的知識水平進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)習(xí)題，并通過實(shí)驗(yàn)解決具體的問題。最后，讓學(xué)生將自己的學(xué)習(xí)成果或?qū)W習(xí)過程中的體會與全體同學(xué)進(jìn)行交流，教師進(jìn)行評價(jià)和指導(dǎo)。
　　策略：教師在課前根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)生已有的知識水平設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件，并在課前要求學(xué)生明確學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容和目標(biāo)。設(shè)計(jì)教學(xué)課件時(shí)應(yīng)注意：（1）主干清晰，交互性好，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)和使用；（2）超鏈接的導(dǎo)航性好，便于學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)所需時(shí)間以及學(xué)習(xí)所具備的知識條件進(jìn)行拓展；（3）超鏈接的設(shè)置應(yīng)有一定的選擇性，不是越多越好，必須圍繞教學(xué)的中心內(nèi)容適當(dāng)展開；（4）充分利用化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的功能，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供平臺。另外，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程中，教師應(yīng)對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行監(jiān)控，適時(shí)地對學(xué)生的學(xué)習(xí)方向進(jìn)行引導(dǎo)，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的困難進(jìn)行指導(dǎo)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評價(jià)和激勵(lì)。
　　
　　4.信息化探究式的教學(xué)模式
　　主要流程如圖4所示。
　　示例：《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》第四單元中，實(shí)驗(yàn)4—5“綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐”等內(nèi)容可采用信息化探究式的教學(xué)模式。每個(gè)學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣確立大致的研究方向，如“氣體的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)”、“巧用Y型管進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”、“巧用生活中的物品自制實(shí)驗(yàn)儀器”，通過上網(wǎng)查閱資料、分析資料將研究的課題進(jìn)一步明確、細(xì)化，并且自愿組合成研究小組，制定研究計(jì)劃。教師對課題的大小、可行性進(jìn)行評估，并提出建議。每個(gè)研究小組按照計(jì)劃分工合作，提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在通過理論的檢驗(yàn)論證后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。學(xué)生在不斷的實(shí)驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，最終形成實(shí)驗(yàn)成果。
　　　
　　策略：由于信息化自主式的教學(xué)模式與數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式相比，給教師帶來的最大困擾是其“多樣性”。所以，在信息化探究式的教學(xué)模式的教學(xué)中，教師應(yīng)對這些“多樣性”多加關(guān)注。（1）每個(gè)合作小組的研究課題不同。教師要關(guān)心各小組的研究進(jìn)程、研究方案，尤其是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的可行性、科學(xué)性、簡約性等角度對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。（2）每個(gè)合作小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)時(shí)間不同。不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所需的儀器、試劑有所不同。教師應(yīng)對每個(gè)課題小組的實(shí)驗(yàn)了然于胸，盡可能作好統(tǒng)一安排。（3）評價(jià)角度的不同。不同的課題小組研究的方案和過程不同，教師在最后的集體講評中，應(yīng)列舉不同的研究方案，從不同角度進(jìn)行評價(jià)和總結(jié)，比如，如何對信息資料進(jìn)行表征解析、如何處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。
　　學(xué)生操作、觀察、分析、協(xié)作等能力的鍛煉和提高，情感、意志、毅力等品質(zhì)的形成都離不開實(shí)驗(yàn)過程的錘煉。因此，不能因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的融入而淡化了“實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”的環(huán)節(jié)，信息技術(shù)的應(yīng)用要講求適時(shí)、適用和適度。