論科學(xué)課程與多媒體ＣＡＩ進(jìn)行整合的教學(xué)研究

　　《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》明確提出，“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用”，并對(duì)這種立足點(diǎn)作了明確的闡述“促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革”。科學(xué)課程是集物、化、生和地等傳統(tǒng)知識(shí)于一體，以認(rèn)識(shí)科學(xué)為核心，以提高科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的一門學(xué)科?？茖W(xué)課程與多媒體CAI整合，就是在科學(xué)課程中運(yùn)用多媒體作為教學(xué)輔助手段，通過(guò)計(jì)算機(jī)的交互進(jìn)行學(xué)習(xí)的方式。
　　
　　一、科學(xué)課程與多媒體CAI整合的優(yōu)勢(shì)
　　
　　(一)用豐富的表現(xiàn)力突破科學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)
　　傳統(tǒng)教學(xué)手段依賴粉筆加黑板，多媒體教學(xué)突破傳統(tǒng)教學(xué)的局限性，融視、聽、說(shuō)于一體，以多樣化的途徑引導(dǎo)學(xué)生對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行觀察、思考、分析、推理和想象，這對(duì)于激活學(xué)生的思維，突破教學(xué)難點(diǎn)具有積極的意義。比如在學(xué)習(xí)電路的串聯(lián)、并聯(lián)，教師可利用多媒體展示電流兩種狀況，然后展示電路的串聯(lián)與并聯(lián)，通過(guò)激活日常經(jīng)驗(yàn)以引導(dǎo)學(xué)生與之類比，得出兩種方式電流的特征。
　　
　　(二)用巨大的信息量增強(qiáng)科學(xué)知識(shí)的密度
　　多媒體技術(shù)集成文字、圖形、影像、動(dòng)畫、視頻等多種媒體的特長(zhǎng)，極大地豐富教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)形式，加快了學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的速度。另外，多媒體教學(xué)將煩瑣的說(shuō)教用形象化的表現(xiàn)形式體現(xiàn)，使學(xué)生易于理解，提高了教學(xué)效率。這樣在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，學(xué)生不僅學(xué)到課本上的知識(shí)，而且可以了解與之相關(guān)的內(nèi)容。特別是在總復(fù)習(xí)時(shí)，充分利用多媒體的大容量，可將科學(xué)課程中的知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化，體系化，從而讓學(xué)生從宏觀上對(duì)知識(shí)有個(gè)總體把握。
　　
　　(三)用良好的交互性促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)
　　多媒體課件可根據(jù)學(xué)生輸入的信息，來(lái)選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，指導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地學(xué)習(xí)；隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多媒體信息的自由傳播，教育資源在世界的交換和共享已成為現(xiàn)實(shí)，打破了現(xiàn)有的地域界限、學(xué)科界限，應(yīng)用電腦多媒體網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)，能縮小發(fā)達(dá)與落后地區(qū)的教育水平之間的差距。
　　
　　(四)用虛擬的現(xiàn)實(shí)性增強(qiáng)學(xué)生身心的安穩(wěn)性
　　科學(xué)課程中不少的物理過(guò)程、化學(xué)變化、生命現(xiàn)象是瞬間發(fā)生、稍縱即逝的。多媒體可將學(xué)生平時(shí)無(wú)法觀察的、難以理解的微觀過(guò)程重放、慢放、定格等操作展示在學(xué)生面前。如兩物相撞時(shí)形變過(guò)程慢放，大陸漂移學(xué)說(shuō)的動(dòng)態(tài)說(shuō)明。當(dāng)然對(duì)于現(xiàn)實(shí)的變化與原理，多媒體演示發(fā)揮巨大的作用同樣不可小看。一類是動(dòng)態(tài)的過(guò)程變化。例如，在講述內(nèi)燃機(jī)的工作原理時(shí)，可克服傳統(tǒng)掛圖的立體感差與非連續(xù)性，讓學(xué)生觀察到整體的連續(xù)的過(guò)程。另外一類是較危險(xiǎn)的、導(dǎo)致不良后果的實(shí)驗(yàn)操作，可以利用多媒體演示來(lái)完成。
　　
　　(五)用超時(shí)空性拉近宏觀、微觀與學(xué)生的距離
　　借助多媒體技術(shù)，我們可以將原子等微觀物質(zhì)和細(xì)胞生長(zhǎng)等微觀變化的過(guò)程宏型化；將生態(tài)系統(tǒng)、地球地理環(huán)境以至到天體微型化。這種空間的轉(zhuǎn)換，給學(xué)生以身臨其境的感覺，使學(xué)生充分感知事物的發(fā)展變化過(guò)程，啟迪學(xué)生的科學(xué)思想。例如在天文方面，將太陽(yáng)系的行星制成多媒體課件，讓學(xué)生了解它們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后利用多媒體的鏈接，將每個(gè)星球的情形用照片反映出來(lái)。而對(duì)于微觀層面，特別是電子在溶液或?qū)w中運(yùn)動(dòng)，可以將它們宏觀運(yùn)動(dòng)起來(lái)，將抽象化為具體，突出問(wèn)題的本質(zhì)。
　　
　　二、運(yùn)用多媒體CAI與科學(xué)課程整合需遵循的原則
　　
　　(一)明確目的、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)原則
　　科學(xué)課程與多媒體整合的教學(xué)，其主體是科學(xué)課程，而非多媒體技術(shù)。在現(xiàn)行的教學(xué)中，出現(xiàn)多媒體一統(tǒng)課堂的現(xiàn)象，但現(xiàn)實(shí)的科學(xué)課并不都是適合CAI教學(xué)的，有時(shí)用實(shí)物演示或直接傳授，效果更佳，特別是對(duì)于學(xué)生感受性的內(nèi)容，比如動(dòng)滑輪比定滑輪提升物體時(shí)所用力的體驗(yàn)。所以在科學(xué)課程與多媒體整合時(shí)，應(yīng)從具體的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，以教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，在這種鮮明的目標(biāo)指引下進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，明確多媒體輔助教學(xué)與其他教學(xué)手段的平等性，只有將傳統(tǒng)的教學(xué)手段與多媒體優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)目標(biāo)。
　　
　　(二)高密度信息與學(xué)生建構(gòu)協(xié)調(diào)的原則
　　利用多媒體進(jìn)行科學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐中，如果稍不注意，就會(huì)使得課堂學(xué)習(xí)的信息量過(guò)大，教學(xué)進(jìn)度過(guò)快，學(xué)生在聽課時(shí)思維處于過(guò)度緊張狀態(tài)，因沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行意義建構(gòu)，為記筆記而無(wú)法跟上教學(xué)進(jìn)度而產(chǎn)生焦慮情緒。在傳統(tǒng)理科的教學(xué)過(guò)程向科學(xué)課程的過(guò)渡階段，大部分學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)了教師講，自己聽的教學(xué)模式。因此在科學(xué)課程的教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)考慮到過(guò)渡學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的特點(diǎn)，把握好多媒體輔助教學(xué)的優(yōu)越性體現(xiàn)，處理好信息的呈現(xiàn)與學(xué)生自主建構(gòu)之間的關(guān)系。
　　
　　(三)思維訓(xùn)練與情感交流促進(jìn)的原則
　　隨著多媒體輔助教學(xué)引入科學(xué)課程中后，人們似乎過(guò)于強(qiáng)化思維訓(xùn)練，無(wú)意中掩蓋了情感交流。對(duì)于中學(xué)生。思維訓(xùn)練固然重要，但情感交流更不可少?！坝H其師而信其道”，情感交流不僅能促進(jìn)學(xué)生的思維能力，對(duì)于學(xué)生心靈更具一系列獨(dú)特的功能和性質(zhì)，對(duì)教學(xué)乃至教育活動(dòng)都有著巨大的因素。由于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的引入，有時(shí)會(huì)使得情感因素的交流更加迫切。所以，信息技術(shù)的教學(xué)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生探求新知、解決任務(wù)、創(chuàng)新信息的過(guò)程，也是師生感情交流的過(guò)程。
　　
　　(四)虛擬抽象與復(fù)雜現(xiàn)實(shí)結(jié)合的原則
　　在科學(xué)課程中，利用多媒體進(jìn)行教學(xué)時(shí)，為了將矛盾突出，往往把問(wèn)題過(guò)度抽象化和夸大化。這種做法對(duì)于高效率地提高考試成績(jī)效果明顯，卻無(wú)意中忽視了學(xué)生的觀察能力、抽象能力和動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。當(dāng)學(xué)生到了現(xiàn)實(shí)情景中，往往引起學(xué)生提取知識(shí)的障礙。所以，在科學(xué)課程的教學(xué)中，利用多媒體輔助教學(xué)時(shí)，主要是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，引發(fā)學(xué)生的思考，將抽象與具體結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)建構(gòu)。
　　
　　三、多媒體與科學(xué)課程整合的模式運(yùn)用舉例
　　
　　(一)以科學(xué)課程中化學(xué)方面的《質(zhì)量守恒定律》為例
　　1．問(wèn)題情景創(chuàng)設(shè)利用多媒體的豐富表現(xiàn)力和巨大信息量，在大屏幕上快速展示學(xué)生前面學(xué)過(guò)的各類反應(yīng)，讓學(xué)生的思維在回憶已有知識(shí)的基礎(chǔ)上活躍起來(lái)。接著在屏幕上出現(xiàn)架天平，兩邊各放一個(gè)密封的錐形瓶，瓶中放有一小塊白磷并使天平平衡。然后提問(wèn)，當(dāng)天平左盤上的白磷點(diǎn)燃后，天平會(huì)向哪邊傾斜?
　　2．學(xué)生提出猜想天平向左邊傾斜，天平向右邊傾斜，或者依情況而定。
　　3．師生共同設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)在教師的引導(dǎo)下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以探究質(zhì)量變化。學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)：以氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)和電解水的實(shí)驗(yàn)變化等實(shí)驗(yàn)為例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是氫氧化銅溶液與硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量不變，電解水實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量也不變。
　　4．解釋與結(jié)論得出質(zhì)量守恒定律。讓學(xué)生討論質(zhì)量守恒的原因，并將學(xué)生的討論結(jié)果，用多媒體演示微觀反應(yīng)過(guò)程，并在多媒體動(dòng)畫中引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。
　　
　　(二)以科學(xué)課程中地理方面的《月相》為例。
　　1．創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景 在上課前幾分鐘播放《但愿人長(zhǎng)久》的Flash動(dòng)畫，在這個(gè)Flash中出現(xiàn)非常優(yōu)美的動(dòng)畫，其中出現(xiàn)了不同的月的形態(tài)。這樣就給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)學(xué)習(xí)月相情境，學(xué)生會(huì)被動(dòng)畫的美麗、奇妙和情景深深吸引。教師適時(shí)提出問(wèn)題：這是什么歌曲，是古代哪位詩(shī)人的杰作?在剛才看這個(gè)動(dòng)畫時(shí)，你發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象?引出課題，讓學(xué)生畫熟悉的月相。
　　2．提出問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生思考為什么會(huì)有不同的月相存在呢?讓學(xué)生討論、進(jìn)行假設(shè)。學(xué)生很容易想到與地、月、日三者的位置有關(guān)。
　　3．多媒體演示，突破難點(diǎn)我們知道，傳統(tǒng)的教具很難給學(xué)生一種空間的真實(shí)感。但是，我們用Flash動(dòng)畫很好地演示了地、月、日三者的關(guān)系，學(xué)生通過(guò)動(dòng)畫的形象描述了解不同時(shí)間從八個(gè)方位看到的月相，然后要求同學(xué)們自己來(lái)畫出給出時(shí)間的月相。這樣就把實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理分析有機(jī)地組合在一起。
　　4．練習(xí)與鞏固演示結(jié)束后，打出下面三個(gè)問(wèn)題：
　　(1)判斷下面各圖分別是什么月相，一個(gè)一個(gè)出現(xiàn)。
　　(2)兩個(gè)同學(xué)在學(xué)了月相后，看到了如下的月相，你能說(shuō)出它們分別是農(nóng)歷多少嗎?
　　(3)看日地月三者位置，得出月相；判斷接下去月球亮的部分多了還是少了；再判斷過(guò)了7天后月相又是什么?
　　
　　(責(zé)任編輯：李雪