現(xiàn)代信息技術(shù)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)整合的進(jìn)展研究

☆封寬紅 梁國明 林長春

（重慶師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院,重慶 400047）

信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)整合是指信息技術(shù)作為一種媒介、工具和方法融合到化學(xué)教學(xué)的各個(gè)層面中，包括教學(xué)準(zhǔn)備、課堂教學(xué)過程和教學(xué)評(píng)價(jià)等[1]。從現(xiàn)代信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的研究歷程來看，大致可以分為三個(gè)階段：即多媒體教學(xué)研究、網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)研究和數(shù)字化遠(yuǎn)程控制教學(xué)研究。本文采用文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)的方法，對(duì)我國近年來現(xiàn)代信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)整合研究幾個(gè)階段中的期刊論文進(jìn)行了較為全面的統(tǒng)計(jì)分析，以期對(duì)我國信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)整合的研究進(jìn)展作一番考察，進(jìn)而探討研究中存在的問題，為相關(guān)研究的未來發(fā)展提供參考。

一、媒體教學(xué)研究

化學(xué)是一門集“微觀”、“抽象”、“動(dòng)態(tài)”于一體的學(xué)科，隨著信息技術(shù)的滲透，傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)的局限性開始突出，比如信息功能弱、個(gè)別化教學(xué)能力差等。盡管教師使用了生動(dòng)、準(zhǔn)確、恰當(dāng)?shù)恼Z言，學(xué)生仍然只得到一些單向的間接信息，要把感性知識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)，需要一個(gè)漫長的消化和整理過程[2]。這時(shí)多媒體輔助教學(xué)應(yīng)需求而出現(xiàn)，使教學(xué)內(nèi)容形象化、直觀化。

本文文獻(xiàn)來源為維普（1989－2010）及 CNKI（1999－2010），收集到相關(guān)研究的文獻(xiàn)共59篇，有關(guān)文獻(xiàn)主題統(tǒng)計(jì)如表1：

表1 多媒體教學(xué)研究文獻(xiàn)主題分析統(tǒng)計(jì)表

通過對(duì)文獻(xiàn)的主題分析反映出：（1） 價(jià)值研究及運(yùn)用研究居多，證明多媒體與化學(xué)教學(xué)的整合已經(jīng)廣泛普及，已經(jīng)引起研究者的重視。（2）多媒體教學(xué)研究作為封閉整合的方式，研究主題不夠多元化，分布不均衡。（3）表層問題研究如價(jià)值研究等較多，深層次研究偏少；對(duì)這一階段的系統(tǒng)研究還有待展開。（4）這一階段研究的主要成果有價(jià)值研究、運(yùn)用研究及技術(shù)研究。

1.多媒體教學(xué)的價(jià)值研究

價(jià)值研究是從多媒體的教學(xué)功能角度出發(fā)，對(duì)多媒體教學(xué)的教學(xué)價(jià)值進(jìn)行探討。研究者一致認(rèn)為多媒體技術(shù)有助于化學(xué)教學(xué)：能產(chǎn)生生動(dòng)活潑的效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望[3]；運(yùn)用其可以有效地幫助教師克服實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的諸多問題，提高實(shí)驗(yàn)的效率，彌補(bǔ)課堂實(shí)驗(yàn)的不足[4]；可以化不可見為可見，化抽象為具體，化靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，化復(fù)雜多變?yōu)楹啙嵜髁耍瑯O大地增加了化學(xué)課堂教學(xué)的表現(xiàn)力[5];利用其信息量大、速度快、圖文并茂的優(yōu)勢，進(jìn)行所學(xué)知識(shí)的鞏固和復(fù)習(xí)，改變傳統(tǒng)課堂的教學(xué)節(jié)奏慢、課堂容量小等缺點(diǎn)[6]。雖然研究者陳述角度不完全一致，但可以看出多媒體以其生動(dòng)、形象、方便及信息量大等特點(diǎn)，在化學(xué)課堂教學(xué)中起到活躍教學(xué)氛圍、豐富教學(xué)手段、提高教學(xué)表現(xiàn)力、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等各方面的作用。

2.多媒體教學(xué)的運(yùn)用研究

信息技術(shù)的運(yùn)用研究是指在信息技術(shù)應(yīng)用體驗(yàn)中出現(xiàn)的關(guān)于教與學(xué)的研究。多媒體教學(xué)的運(yùn)用研究包括多媒體教學(xué)行為研究、教學(xué)模式研究和案例研究。

多媒體教學(xué)的行為研究涉及多媒體的恰當(dāng)選擇及使用原則：黃金蘭認(rèn)為有的教師過多地使用多媒體,忽略多媒體教學(xué)只能是輔助作用，而非替代作用[7]；梁興華也認(rèn)為多媒體課件的運(yùn)用必須“適時(shí)、適度、適當(dāng)”[8]；多數(shù)中學(xué)化學(xué)教師創(chuàng)作的課件技術(shù)水平較低，往往達(dá)不到有效輔助教學(xué)的要求”[9]。由此來看，如果課堂是一種藝術(shù)，則如何使用多媒體已然成為這種藝術(shù)的一部分。

在多媒體廣泛使用的背景下，原來的教學(xué)模式受到?jīng)_擊。研究者開始對(duì)多媒體教學(xué)模式進(jìn)行探討：在馬占福的“以學(xué)生為中心的化學(xué)多媒體課堂教學(xué)模式”中，教師從臺(tái)前走向了幕后，教師的主導(dǎo)作用更加體現(xiàn)在教學(xué)過程中對(duì)信息流、興趣交流和對(duì)象交流等各種交互要素的調(diào)控上[10]；也有研究者強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)教學(xué)模式，如冼潔麗認(rèn)為多媒體輔助化學(xué)教學(xué)不能排斥或完全替代傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式[11]。在多媒體教學(xué)研究中，教學(xué)模式研究尚未引起重視，研究較少，但能反映出研究者對(duì)信息技術(shù)環(huán)境下教學(xué)模式改進(jìn)的探索。

3.多媒體教學(xué)的技術(shù)研究

在信息技術(shù)發(fā)展中，較優(yōu)秀的辦公軟件、動(dòng)畫軟件等相繼問世，研究者從這些軟件中尋找化學(xué)教學(xué)的輔助資源：如葛國治介紹的Word 2000在編寫化學(xué)方程式時(shí)候的妙用[12]，許培享介紹的3DS MAX在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[13]，胡家耀介紹的中文版Flash MX 2006所制作的動(dòng)畫，不僅可以作為課件素材，而且Flash MX 2006本身還可以制作出界面優(yōu)美、動(dòng)靜結(jié)合、聲形并茂，且交互方便的多媒體CAI課件[14]。

二、網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)研究

隨著信息技術(shù)的發(fā)展?jié)B透和網(wǎng)絡(luò)的普及，化學(xué)教學(xué)不再滿足于只是對(duì)一些軟件的使用。在原來封閉式的整合基礎(chǔ)上，探求與網(wǎng)絡(luò)的整合；以網(wǎng)絡(luò)資源為中心的開放式整合方式出現(xiàn)。本文收集到與這一階段研究相關(guān)文獻(xiàn)36篇，對(duì)其主題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（如表2）。

表2 網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)研究文獻(xiàn)主題統(tǒng)計(jì)表

將表2與表1對(duì)照可發(fā)現(xiàn)：（1） 研究主題較多媒體教學(xué)研究豐富，出現(xiàn)新的研究主題，說明對(duì)信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)整合研究廣度的拓寬以及網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)研究的特殊性。（2）與多媒體教學(xué)研究相比，網(wǎng)絡(luò)資源的教學(xué)價(jià)值研究比例占22.2%，下降13.4%，技術(shù)研究與新主題資源研究增加，說明研究主題的多元化發(fā)展和研究深度和層次的突破。

1.網(wǎng)絡(luò)資源的教學(xué)價(jià)值研究

雖然主題分析顯示價(jià)值研究有所降低，但其在網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)研究中仍是不可缺少的一部分。這一部分研究旨在說明網(wǎng)絡(luò)資源或技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的價(jià)值：聆聽專家對(duì)教材內(nèi)容解析，參照名師教學(xué)教案設(shè)計(jì)，搞好教學(xué)設(shè)計(jì)[15]；利用網(wǎng)絡(luò)資源提高教師備課的質(zhì)量[16]；極大地豐富和更新了教材內(nèi)容，生動(dòng)地展現(xiàn)教學(xué)主題[17]；促進(jìn)課程資源的共享和整合，教師可通過網(wǎng)絡(luò)資源加深教學(xué)內(nèi)容，找出較深層次習(xí)題來供學(xué)生選擇學(xué)習(xí)，達(dá)到分層次教學(xué)[18]。與多媒體教學(xué)功能相比網(wǎng)絡(luò)資源的化學(xué)教學(xué)功能更廣泛、更深入。網(wǎng)絡(luò)資源可方便教師學(xué)習(xí)、提高備課質(zhì)量、促進(jìn)課程資源整合、更新教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)框架。

2.網(wǎng)絡(luò)資源的教學(xué)運(yùn)用研究

網(wǎng)絡(luò)資源的教學(xué)運(yùn)用研究同樣主要有教學(xué)行為研究、教學(xué)模式研究和案例研究。從主題分析表顯示內(nèi)容看，與多媒體教學(xué)行為研究相比，教學(xué)行為研究有大幅下降；教學(xué)模式研究則上升較大。說明運(yùn)用研究主體已經(jīng)由表面層次的教學(xué)行為研究向更深更全面的教學(xué)模式研究發(fā)展：網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在學(xué)習(xí)和教學(xué)中的成功應(yīng)用，給傳統(tǒng)的教研模式注入了新的活力[19]；合理地運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，既可以有效地幫助學(xué)生突破重難點(diǎn)，又可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式[20]；楊光輝提出了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)環(huán)境下化學(xué)教學(xué)包括交流互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式、虛擬情境教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)演示網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式等七種模式[21]；王世雷則介紹了基于網(wǎng)絡(luò)課件的集中教學(xué)模式、基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的自主協(xié)作學(xué)習(xí)模式和WWW遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模式[22]。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)資源化學(xué)教學(xué)模式的研究成果豐富，研究深度值得肯定。不管是從課堂上對(duì)網(wǎng)絡(luò)利用程度的不同，還是課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的差異，在教學(xué)模式上都有案例可循。

網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)的案例研究從個(gè)案角度出發(fā)介紹網(wǎng)絡(luò)資源具體的使用，給中學(xué)化學(xué)教師提供了直接的參考依據(jù)：如鄒少蘭和周國芳介紹的網(wǎng)絡(luò)版化學(xué)元素周期表在教學(xué)中的應(yīng)用[23]；李峰屹介紹的《苯·芳香烴》專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站[24]。

3.網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)的技術(shù)研究

網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)的技術(shù)研究豐富了網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)的教學(xué)方式和教學(xué)資源，為網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)提供了可靠的技術(shù)支持：顧靜和冉鳴介紹了MSN Messenger與WebQues模式結(jié)合利用互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)[25]；李景威陳述了Mnin Quest在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[26]；蔣玲及王慶溶介紹的基于Web的化學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[27]等等。

4.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的資源開發(fā)研究

作為開放式的整合，網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)中研究出現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)資源為主題的研究即網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的開發(fā)研究。王后雄和尹文靜對(duì)中外實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)資源作了詳細(xì)全面的分析，為網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)資源的應(yīng)用提供策略[28]；陳凱和龍琪等人則是從篩選依據(jù)的角度出發(fā)，介紹了化學(xué)雙語教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源[29]；陳新峰倡議建立教師備課系統(tǒng)，建立學(xué)生的網(wǎng)上學(xué)習(xí)系統(tǒng)和建設(shè)信息資源庫[30]。把網(wǎng)絡(luò)資源作為一種研究對(duì)象，出現(xiàn)不過幾年時(shí)間，但是其研究水平已經(jīng)從表面的介紹到篩選，直至信息資源庫的提出，發(fā)展迅速。

三、數(shù)字化遠(yuǎn)程控制教學(xué)研究

隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)的全方位整合形式，也是目前為止信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)整合的最高形式，可稱為數(shù)字化遠(yuǎn)程控制教學(xué)研究。這個(gè)階段的整合發(fā)展為兩個(gè)方向：信息化方向的遠(yuǎn)程教學(xué)研究和數(shù)字化方向的手持技術(shù)教學(xué)研究。

1.遠(yuǎn)程教學(xué)研究

遠(yuǎn)程教學(xué)是指在信息技術(shù)發(fā)展的背景下所能實(shí)現(xiàn)的教師與學(xué)生相對(duì)位置分離的教學(xué)形式，也是最大限度發(fā)展網(wǎng)絡(luò)資源及教學(xué)媒體的一種教學(xué)形式。本文收集相關(guān)文獻(xiàn)6篇，其中關(guān)于價(jià)值研究2篇、關(guān)于運(yùn)用研究2篇、關(guān)于技術(shù)研究2篇。

關(guān)于遠(yuǎn)程教學(xué)的價(jià)值研究是進(jìn)行運(yùn)用研究及技術(shù)研究的前提，仍然具有一定的研究意義：陳志強(qiáng)認(rèn)為只要化學(xué)教育工作者合理地利用，現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育將成為化學(xué)教育教學(xué)的良好助手，成為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)化學(xué)的認(rèn)知工具[31]。

遠(yuǎn)程教學(xué)的運(yùn)用研究依舊是重要的研究主題：李安徽從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用操作及存在的問題進(jìn)行了探討[32]；黃翦以Na的性質(zhì)為例，介紹了基于人工智能的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)[33]。

遠(yuǎn)程教學(xué)的技術(shù)研究在主題上更有新進(jìn)展：潘華東和桑新民提出了虛擬的教研模式[34]；劉菊玲和張軍儒等人則對(duì)遠(yuǎn)程教育學(xué)生的檔案管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和功能結(jié)構(gòu)做了全面介紹[35]。關(guān)于教研模式和學(xué)生管理方向的技術(shù)研究說明技術(shù)研究不僅在課堂教學(xué)方面取得豐富成果，在教學(xué)的其他方面也已經(jīng)展開。

2.手持技術(shù)教學(xué)研究

手持技術(shù)在國內(nèi)作為一種新生的技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)化學(xué)教學(xué)，是指由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集各種常用數(shù)據(jù)并能與計(jì)算機(jī)連接的實(shí)驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)[36]。其研究起步較晚，相關(guān)文獻(xiàn)僅4篇，而其中華南師范大學(xué)錢揚(yáng)義等人在這一研究中走在了前列。

張賢金和黃靜等人對(duì)應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了研究并提出相關(guān)對(duì)策[36]；鄧峰和錢揚(yáng)義在2006年對(duì)8名高中學(xué)生手持技術(shù)實(shí)驗(yàn)前后的認(rèn)知過程進(jìn)行分析，探討信息技術(shù)在對(duì)中學(xué)生解決問題類研究性學(xué)習(xí)中所起的作用[37]，在2009年又從學(xué)生的角度分析基于手持技術(shù)環(huán)境的“弱電解質(zhì)的電離“課堂教學(xué)實(shí)例，提出手持技術(shù)可作為課堂探究工具與學(xué)習(xí)認(rèn)知工具幫助學(xué)生理解化學(xué)概念及原理[38]。

手持技術(shù)在幾年內(nèi)就獲得了學(xué)者和教師們的認(rèn)可，在將來手持技術(shù)必能在化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。但是也不難看出，這個(gè)階段的研究，中學(xué)教師的參與性急劇降低，距離此階段的研究成果的廣泛使用還有一段很長的路要走。

四、研究的不足與發(fā)展方向

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程化學(xué)教育、手持技術(shù)的地位和作用也將日益明顯，遠(yuǎn)程教學(xué)使化學(xué)教學(xué)的時(shí)間制約性和空間制約性降低，手持技術(shù)則優(yōu)化了普通的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

信息技術(shù)以其優(yōu)越的特點(diǎn)和飛速發(fā)展實(shí)現(xiàn)了與化學(xué)教學(xué)的整合，體現(xiàn)了信息技術(shù)的教育功能，也促進(jìn)了教育技術(shù)的革新。當(dāng)然目前整合研究還有很多不足，各種研究尚未成系統(tǒng)、質(zhì)量還有待提高，但是存在不足才能引起革新，促進(jìn)整合的發(fā)展：教學(xué)整合中的各種研究顯得粗糙、獨(dú)立，更深層的研究還有待展開，教育技術(shù)的系統(tǒng)性不強(qiáng)，而隨著信息技術(shù)的智能化發(fā)展，相關(guān)研究逐步的深入和發(fā)展將使信息技術(shù)應(yīng)用層次向縱深發(fā)展，教育技術(shù)向集成化、系統(tǒng)化方向發(fā)展；目前的主要研究還局限于課堂教學(xué)的研究，對(duì)于課堂以外的研究雖然已經(jīng)開始，卻因起步較晚而無豐碩成果，但是對(duì)教學(xué)準(zhǔn)備和教學(xué)評(píng)價(jià)等方向研究的增加將促進(jìn)教育技術(shù)更廣泛、更全面地發(fā)展；從純化學(xué)方向及教育學(xué)方向研究成果的引入，也將引入新的技術(shù)，豐富信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)整合的成果；隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，研究成果的豐富，教育技術(shù)的全面化、系統(tǒng)化、集成化發(fā)展，信息技術(shù)將不再是與化學(xué)教學(xué)整合而將成為化學(xué)教學(xué)的一部分。

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