新課程背景下ＣＡＩ與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合初探

郭建明

在新課程改革的今天,新課程理念下的化學(xué)課堂,應(yīng)該是充滿(mǎn)了科學(xué)探究的氣氛,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的靈魂,是化學(xué)魅力和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的源泉之一,也是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維能力和創(chuàng)新意識(shí)的重要方法和手段。新一輪課程改革為CAI輔助教學(xué)提供了更為寬松的環(huán)境,更廣闊的空間。為使CAI更好地為新課改教學(xué)服務(wù),教師在使用CAI輔助教學(xué)時(shí)要切記,首要原則是讓多媒體服務(wù)于學(xué)生學(xué)習(xí)需要,適時(shí)適當(dāng)巧妙地介入,使其恰到好處,從而達(dá)到教學(xué)最優(yōu)化。

一、新課程對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求

研讀《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》我們可以知道,新課標(biāo)與原教學(xué)大綱相比,加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué),單純的演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)椤盎顒?dòng)與探究”,目的是為了突出學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng),發(fā)揮學(xué)生的主體性。新教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)盡可能多的讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)或邊講邊實(shí)驗(yàn)或?qū)W生探究實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的探究科學(xué)的能力、合作的能力。要求學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中提出問(wèn)題,做出猜想和假設(shè),自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,尋找解決問(wèn)題的依據(jù),從中體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在落實(shí)新課程教學(xué)中的作用

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

“興趣是最好的老師”,是學(xué)生探求知識(shí)的原動(dòng)力,也是發(fā)明創(chuàng)造的精神源泉。組織好課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)及做好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),最能調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒,激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣和求知欲。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察能力。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于化學(xué)課程目標(biāo)的全面落實(shí)具有重要的作用,觀(guān)察則是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,重視觀(guān)察能力的培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)的意義。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于把學(xué)生帶入發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的情境,使學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)問(wèn)題和解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題中鍛煉動(dòng)手能力和思維能力。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于提高學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)能力。

探究性學(xué)習(xí)是一種積極的學(xué)習(xí)過(guò)程,《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究作為一種重要的學(xué)習(xí)方式,十分重視和強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主的、開(kāi)放的探究學(xué)習(xí),這也是本次課程教材改革的一個(gè)重要特征。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生獨(dú)立獲得科學(xué)知識(shí)的實(shí)踐能力,更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成具有重要的意義。

三、化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用CAI輔助教學(xué)的重要意義

CAI輔助教學(xué)在參與教育教學(xué)活動(dòng)中的優(yōu)越性和重要意義表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:

1.CAI輔助教學(xué)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新素質(zhì)人才的一個(gè)有力途徑。

“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力?！盋AI輔助教學(xué)能適應(yīng)教育的這種需求特點(diǎn),國(guó)內(nèi)充滿(mǎn)生機(jī)和極富發(fā)展前景的促進(jìn)教育改革和教育現(xiàn)代化的實(shí)踐活動(dòng),具體體現(xiàn)為CAI輔助教學(xué),當(dāng)然它并非是單純的物質(zhì)技術(shù),更重要的是設(shè)計(jì)和應(yīng)用教育技術(shù)的現(xiàn)代教育思想的觀(guān)念和方法,又充分體現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、利用、評(píng)價(jià)、管理,以實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的優(yōu)化。它作為現(xiàn)代教育的有力手段對(duì)教育教學(xué)產(chǎn)生了重要的作用,并能在很大的程度上對(duì)被教育者在思想觀(guān)念、學(xué)習(xí)形式、學(xué)習(xí)手段、學(xué)習(xí)方法、思維模式等方面產(chǎn)生重大的影響,而這正是培養(yǎng)創(chuàng)新人才所必須的。

2.CAI輔助教學(xué)能充分開(kāi)發(fā)、組合和利用各種學(xué)習(xí)資源,擴(kuò)展教育和學(xué)習(xí)的空間,使教育擺脫以學(xué)校為中心,課本為中心和教師為中心的來(lái)源。有了計(jì)算機(jī),學(xué)生則可通過(guò)網(wǎng)上查詢(xún)或做軟件習(xí)題,網(wǎng)上交流,充分開(kāi)發(fā)、組合、利用各種學(xué)習(xí)資源,自主地去學(xué)習(xí),避免了受到的各種束縛。

3.CAI輔助教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)。 通過(guò)調(diào)查顯示:有95.5%的學(xué)生都愿意上實(shí)驗(yàn)課,在這95.5%的學(xué)生中,有97.5%的學(xué)生認(rèn)為有了演示實(shí)驗(yàn)或者是分組實(shí)驗(yàn),可以在輕松、愉快中掌握知識(shí),不至于死記硬背。學(xué)習(xí)源于興趣,CAI輔助教學(xué)是解決這一問(wèn)題的最好方式。通過(guò)計(jì)算機(jī)的人機(jī)對(duì)話(huà)功能,使一些抽象、枯燥的知識(shí)變得有趣,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的參與意識(shí),刺激學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,也減輕了老師純粹地教學(xué)生、被動(dòng)地學(xué)所帶來(lái)的壓抑感。

4.利用模擬教學(xué)模式,豐富課堂內(nèi)容,有利于解決重難點(diǎn),提高教學(xué)效率。

CAI輔助教學(xué)的模擬功能通過(guò)動(dòng)畫(huà)、錄像、投影的形式,進(jìn)行信息處理和圖像輸出,在顯示屏幕上實(shí)現(xiàn)微觀(guān)放大,宏觀(guān)縮小,動(dòng)靜結(jié)合,圖文并茂,用以調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官參與活動(dòng),使學(xué)生獲取動(dòng)態(tài)信息,從而形成鮮明的感性知識(shí),為進(jìn)一步形成概念、上升為理性認(rèn)識(shí)奠定基礎(chǔ),而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力,也有利于抽象思維能力的提高。同時(shí)教學(xué)軟件是經(jīng)過(guò)教師精心設(shè)計(jì),鉆研大綱保證教學(xué)的科學(xué)性基礎(chǔ)上結(jié)合教學(xué)實(shí)際,最大限度地把各種資料組成一個(gè)有機(jī)整體,教師可以通過(guò)教學(xué)課件減輕教學(xué)強(qiáng)度,把主要精力放在重難點(diǎn)教學(xué)上,放在與學(xué)生的溝通交流上,從而實(shí)實(shí)在在地提高教學(xué)效率與質(zhì)量。

5.CAI輔助教學(xué)能夠有效地進(jìn)行個(gè)別化教學(xué),真正做到尊重學(xué)生的個(gè)性差異因材施教。

學(xué)生在學(xué)習(xí)或接受某一知識(shí)時(shí),一般都存在一定差異, CAI課件具有較強(qiáng)的交互功能。CAI輔助教學(xué)的這種模式是以學(xué)生為中心的個(gè)別化學(xué)習(xí),每個(gè)學(xué)生可根據(jù)自己的水平選用不同層次的學(xué)習(xí)內(nèi)容,做不同層次的習(xí)題,根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的掌握程度,有目的地反復(fù)練習(xí)某部分內(nèi)容或跳過(guò)一定的章節(jié),反復(fù)地學(xué)習(xí),跨越式地學(xué)習(xí)。還有利于學(xué)生克服厭學(xué)心理,尖子生能保持旺盛的學(xué)習(xí)熱情,薄弱學(xué)生也不至于跟不上。

四、化學(xué)CAI輔助教學(xué)應(yīng)用實(shí)例

在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,有好多實(shí)驗(yàn)我們可以借助于CAI多媒體進(jìn)行教學(xué),現(xiàn)將有關(guān)實(shí)驗(yàn)總結(jié)如下:

(一)微觀(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)的模擬

1.微觀(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的模擬,如:晶體結(jié)構(gòu)(如NaCl、SiO2、石墨、金剛石、干冰等)、較復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)、有機(jī)物的同分異構(gòu)等內(nèi)容。借助于CAI特殊的動(dòng)畫(huà)功能則可以對(duì)它們?nèi)我膺M(jìn)行拆分、組合、旋轉(zhuǎn)、著色等操作,既有利于學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解,又有利于學(xué)生空間想象能力的培養(yǎng)和運(yùn)用邏輯思維對(duì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

2.微觀(guān)粒子運(yùn)動(dòng)的模擬,如:電子在核外的運(yùn)動(dòng)、氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目、離子反應(yīng)、原電池工作原理、電解與電鍍、布朗運(yùn)動(dòng)、電泳現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)歷程等。

3.微粒在化學(xué)變化中的行為模擬,如:通過(guò)CAI動(dòng)畫(huà)模擬CO與CuO之間的氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)過(guò)程,弄清CuO是如何失去氧原子,而CO是如何得到氧原子。

(二)難以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的模擬

1.操作技術(shù)要求高的實(shí)驗(yàn),如:溫室效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、酸雨形成實(shí)驗(yàn)、飽和溶液配制實(shí)驗(yàn)、中和滴定實(shí)驗(yàn)等;2.裝置復(fù)雜、藥品稀少昂貴的實(shí)驗(yàn);3.錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作,如:稀釋濃H2SO4時(shí),將H2O倒入濃H2SO4,液體沸騰并飛濺出來(lái); 4.危險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn),如:氟化氫的制備,氟單質(zhì)通入水中等實(shí)驗(yàn)。5.反應(yīng)速度過(guò)慢的實(shí)驗(yàn),如:鐵的生銹實(shí)驗(yàn)、膠體的電泳實(shí)驗(yàn)等采用模擬實(shí)驗(yàn)可擺脫這種時(shí)間上的限制而提前進(jìn)入課堂,進(jìn)行自己的教學(xué)內(nèi)容。

五、CAI輔助教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用CAI輔助教學(xué),是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要補(bǔ)充和拓寬,值得大力推廣和應(yīng)用。但是在教學(xué)實(shí)踐中,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題

(一)明確CAI輔助教學(xué)無(wú)法取代化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.模擬實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性無(wú)法取代化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。2.模擬實(shí)驗(yàn)的趣味性無(wú)法取代化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。3.模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)無(wú)法取代化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

(二)準(zhǔn)確理解新課程的理念,避免出現(xiàn)以下幾個(gè)“誤區(qū)”。

誤區(qū)一:過(guò)于追求教學(xué)的情境化;誤區(qū)二:實(shí)驗(yàn)課堂變成戲劇舞臺(tái);誤區(qū)三:演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)只求“表面熱鬧”;誤區(qū)四:教師變成了觀(guān)眾。

總之, CAI輔助教學(xué)與中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相整合的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。教師應(yīng)通過(guò)精心認(rèn)真的教學(xué)設(shè)計(jì),選擇最合適的教學(xué)媒體。在教學(xué)時(shí),要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,CAI輔助教學(xué)對(duì)新課標(biāo)下的化學(xué)教育必定會(huì)注入新的活力。