運用信息技術(shù)，促進學生化學探究能力的提高

潘海瀾

摘 要：由信息技術(shù)與化學探究能力的關(guān)系、學生目前探究能力現(xiàn)狀的提出，分別從如何運用信息技術(shù)提高提問能力、猜想與假設(shè)能力、設(shè)計與制作能力、實施實驗?zāi)芰Α⒈磉_與交流能力、合作與探究能力、解釋與結(jié)論能力等進行分析。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；促進；探究能力；提高

現(xiàn)代社會信息萬變，知識更新迅猛，挑戰(zhàn)與機遇并存，人的素質(zhì)要求面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。作為一名中學化學教師理應(yīng)順應(yīng)時代潮流，在教好書、育好人的基礎(chǔ)上，更多地運用信息技術(shù)促進學生掌握科學探究的方法，促進探究能力的提高，以適應(yīng)時代的發(fā)展。

本文就如何運用信息技術(shù)促進學生化學探究能力的提高談幾點看法。

一、信息技術(shù)與化學探究能力

1.什么是探究能力

探究是教學的一種手段，不是目的，目的是掌握科學內(nèi)容、科學方法和科研能力。課程標準強調(diào)，科學探究是中學化學重要的學習方式、學習內(nèi)容和目標。而探究能力是探尋研究未知或者已知事物的能力，在化學中探究能力包括提出問題能力、猜想與假設(shè)能力、制訂計劃能力、實施實驗?zāi)芰?、表達交流能力、解釋結(jié)論能

力等。

2.信息技術(shù)與化學探究能力

教育部印發(fā)的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中明確提出：“大力推進信息技術(shù)在教學過程中的普遍應(yīng)用，促進信息技術(shù)與學科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學生的學習和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學習工具。”信息技術(shù)重要性尤為突顯。與此同時也要求“教師在教學過程中應(yīng)與學生積極互動、共同發(fā)展，要處理好傳授知識與培養(yǎng)能力的關(guān)系，注重培養(yǎng)學生的獨立性和自主性，引導(dǎo)學生質(zhì)疑、調(diào)查、探究”。如何通過學科滲透，運用信息技術(shù)促進探究學習，提高學生探究能力，以不可避免地擺在我們面前。

運用信息技術(shù)，可在一定程度上突破學生認識的時空限制，拓寬學生獲取信息的渠道，使學生的視覺、聽覺、觸覺等多種感覺系統(tǒng)參與信息的收集過程，形成教與學的雙向互動，更好地發(fā)揮學生思維的想象力和創(chuàng)造性，激發(fā)學習興趣，極大地提高學生探究

能力。

3.目前學生化學探究能力的現(xiàn)狀

（1）“問題少”

相當多的高中生羞于開口提問題，沒問題可問。而對老師的引導(dǎo)、提問也無言以對。要求學生提出問題，但也是敷衍地提些基本題或翻開練習本隨意指一題目，最多的是問：“老師這題怎么做？”根本毫無針對性。

（2）“想法少”

化學知識多是由實驗探索、提煉出來的結(jié)論，不可能逐一驗證。也有一些是先提出猜想，再加以論證而得出的。追隨著先人的腳步，引導(dǎo)學生提出假設(shè)、猜想，可是大部分學生思想仍打不開，腦筋打結(jié)或是有點“朽”或是有點“懶”，沒了想法，無假設(shè)意識，有些可能在老師的提示下才被動地想，主動性差。

（3）“動手少”

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，重在動手操作。而現(xiàn)在學生動手能力參差不齊，原因諸多。課程設(shè)置因素——高中化學課程中，沒有學生分組實驗的安排；社會因素——對化學不夠重視，只在高二進行會考實驗考查，對實驗要求低；個體因素——片面認為化學反應(yīng)會有危險，常與毒、險聯(lián)系在一起，往往是“眼觀手不動”。

（4）“交流少”

化學課上因理科性質(zhì)特點，學生習慣于“喂、填”的方式學習，交流、溝通少，也有些學生若發(fā)現(xiàn)問題就馬上叫老師，想從老師那里直接得到解釋與答案。這樣缺乏同伴的互助、交流、討論，歸納總結(jié)能力更是弱之又弱。

二、運用信息技術(shù)促進化學探究能力提高

1.信息技術(shù)是促進化學探究能力提高的“催化劑”

學生對信息技術(shù)的喜愛遠勝過在課堂上讀書學習，若教師能掌握學生的學習心理，通過“愛屋及烏”的方法，以信息技術(shù)為“催化劑”，增強學生對化學學習的興趣，促進他們化學探究能力的進一步提高。

（1）化“被動”為“主動”，提高提出問題的能力

學生對“信息技術(shù)”略知一二，并有著極其濃厚的興趣。而對于化學，從初三才學起，初中淺薄、高中深難，學生多數(shù)是“想愛化學卻力不從心”。高中生已有一定的思維方式，也具備一定的思維能力。若能利用信息技術(shù)的新、奇作為化學學習的輔助手段，會大大提高學生學習化學的興趣，有助于提高學生的創(chuàng)新能力、探究能力。在教學過程中，教師有意識地引導(dǎo)學生關(guān)注社會有關(guān)化學的熱點問題，如，食品添加劑、水質(zhì)污染、汽車內(nèi)飾等，指導(dǎo)他們通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料，從中發(fā)現(xiàn)與課堂學習有關(guān)的內(nèi)容進行探究。例如，學生在網(wǎng)絡(luò)上看到有關(guān)“甘肅平?jīng)雠Ｄ虂喯跛猁}中毒事件”時，會在學習硝酸相關(guān)性質(zhì)時提出有關(guān)問題，尤其是硝酸鹽與亞硝酸鹽化學成分區(qū)別、化學性質(zhì)差異，從而產(chǎn)生探究的欲望，提高發(fā)現(xiàn)問題能力。

同時，化學作為理科學科，與數(shù)字、模型、實驗相伴，要求嚴謹、理性、有效。高中生還未從感性認識向理性認識轉(zhuǎn)變，但學習總離不開學習樂趣，樂學才會好學。信息技術(shù)的應(yīng)用為學生創(chuàng)設(shè)生動的學習情境，通過錄像、視頻，生動的畫面、真實的場景和形象的模擬給學生以強烈的視覺沖擊、豐富的想象空間，讓學生從感性認知到理性掌握。例如，高中《必修二》中有機化學乙醇的學習，雖然大家對于酒精有所知，但要與化學名稱乙醇聯(lián)系在一起，從分子結(jié)構(gòu)到化學性質(zhì)學習，學生感到太枯燥、太“理科化”。可要是通過視頻展示，從古詩詞入手，到酒駕酒精測試，激發(fā)學生對乙醇分子結(jié)構(gòu)型、化學鍵斷鍵位置的學習就感性的多，學生不自覺地從想知道，到提出問題，從被動地接受知識轉(zhuǎn)化為主動地探索知識。

（2）化“抽象”為“具體”，提高猜想與假設(shè)能力

從宏觀世界看微觀變化，利用Flash、仿真化學實驗室、分子模擬等把靜態(tài)圖示轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)圖示，把微觀粒子宏觀呈現(xiàn)，把抽象的空間轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w化、立體化、形象化，增強學生對事物的認識。例如，高中《化學原理》原電池這一節(jié)，重點、難點是讓學生了解電子移動、溶液中離子移動方向，掌握原電池工作原理。這些內(nèi)容很抽象，電子、離子都是微觀粒子，光靠老師敘述，學生理解也很困難。即使學生具有較強的空間想象能力和抽象思維能力，可大多數(shù)學生理解起來感到吃力。學生會七嘴八舌地討論、假想電子如何移動，銅片上生成的氣體是什么。為了化解這一難點，利用微機模擬原電池所形成的閉合回路，通過電子轉(zhuǎn)移的流動過程和聲響，及兩極不同顏色的Zn2+離解，H+析出標示出內(nèi)外電路所構(gòu)成的閉合回路，使學生認識原電池本質(zhì)；最后利用錄像播放不同新型原電池的工作情況，使學生看到“微觀世界”和化學變化中氧化還原的過程。在一定程度上突破了空間的局限性，開闊了學生的宏觀視野，強化了直觀效果，讓學生的猜想與假設(shè)得以論證，使學生最終形成對原電池比較深刻和全面的理解。這要比老師費心口舌地講解強多了。

（3）讓“捕捉”激發(fā)“思維”，提高設(shè)計與制作能力

在化學學習過程中，對物質(zhì)的性質(zhì)探究、物質(zhì)的鑒別等，要在學生動手實驗前進行，這是很關(guān)鍵的。

要培養(yǎng)、提高學生設(shè)計與制作能力，更多的是來自教學上的積累。然而，僅限于課程、課堂是不完整的。學生的各類創(chuàng)意、靈感更多的是來自科技類活動、社團活動、綜合實踐活動的激發(fā)，來自學生的社會活動。如何及時捕捉、提升學生轉(zhuǎn)瞬即逝的創(chuàng)意靈感？構(gòu)建以信息技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)探究，校園學習—家庭探究—社會學習多方位的學習形式。通過網(wǎng)絡(luò)這樣一個互動交流的平臺，師生共同建立博客，將最新的信息、熱點問題、前沿科技等及時在網(wǎng)上搜集整理、發(fā)布，實現(xiàn)信息的分享。這不僅激發(fā)學生的思維，還能及時解決學生的困惑，師生間碰撞出更多的智慧火花，使學生從設(shè)計思維拓展到制作實踐能力得到全方位的展現(xiàn)。

2.信息技術(shù)是促進化學探究能力提高的“助燃劑”

信息技術(shù)有助于學生提高化學學習效率，同時也有助于提高學生表達化學探究成果的質(zhì)量。它讓交流變得便捷、靈活；讓表達變得更順暢、直接；讓探究變得更深入、開放。

（1）“心動”與“行動”，提高實施實驗?zāi)芰?/p>

學生很喜歡化學實驗，如夢幻般的顏色變化、如魔幻般生成新的物質(zhì)，物質(zhì)的變化有趣，透著神秘。教師多以演示實驗進行講解、探究物質(zhì)的性質(zhì)，這遠遠不能滿足學生的需求，也無法讓學生清晰地觀察。在實際教學中，除了教師示范外，也讓學生實際行動，上講臺來操作。還要顧及全班學生的學習，引燃學生探究能力進一步提高，我發(fā)現(xiàn)應(yīng)用攝像技術(shù)會達到更好的效果。選用高清攝像頭，調(diào)整好焦距，選擇好視角，控制好周圍光線的影響，可在投影幕上獲得相當不錯的視頻圖像，效果甚至好過網(wǎng)上下載的許多教學錄像片。學生看明白了，動手過程在全程“直播”下，加上教師的講解，探究的積極性增強，無形中也提高了學生化學探究的能力。

（2）“傳統(tǒng)”與“現(xiàn)代”結(jié)合，提高表達與交流能力

高中教學中不少教師有這樣的體會：提出問題，教室里鴉雀無聲；請學生站起來回答，要么不吭聲，要么無法準確、簡要表達清楚；讓學生進行交流，多數(shù)學生只聽，或是不吱聲、或是沒有自己的意見，只想聽別人的觀點。學生學業(yè)交流大多局限于老師布置的課后作業(yè)，而對知識學習中的交流卻很少，如何提高表達交流能力？

我們可以用傳統(tǒng)的對話式表達，也可以用信息技術(shù)式表達，在教學中既要重視口頭的表達，又要重視書面的表達；既要重視傳統(tǒng)的表達，又要重視現(xiàn)代化的表達，讓學生在電子時代的交流方式更豐富。從學生的學習特點出發(fā)，把學習的主動權(quán)交給學生，讓學生在自主探究中實現(xiàn)知識的建構(gòu)。因此，學生在實驗操作、學習知識過程中，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微信群、QQ群、電子郵件等開展學習，實現(xiàn)網(wǎng)上表達、交流，讓面對面不敢說的大膽說出來，展示了學生在操作過程中的所思、所疑、所獲，還可以利用班里的計算機建立專屬文件夾或建立個人博客、班集體主頁，與其他師生就感興趣的探究問題做更深入、廣泛的交流。

（3）在“做”中學，提高合作與探究能力

學習探究過程中，學生自主參與獲得新知。對知識的探究是要通過觀察、調(diào)查、制作、收集、實驗等活動，自己尋求答案。不同年級的探究能力不同，如，初中年級剛涉及化學的學習，要想提高探究能力，完成探究活動，可通過報刊、網(wǎng)絡(luò)等收集資料進行簡單的數(shù)據(jù)說明，不局限于教材；高中年級則可用探究實驗室，在實驗操作中，運用信息技術(shù)，應(yīng)用軟件勾畫不同曲線、列表等進行數(shù)據(jù)分析。例如，高中學習溶液酸、堿性，要測溶液的pH，傳統(tǒng)教學只是簡單用玻璃棒蘸取待測液于廣泛pH試紙上，與比色卡進行對照，只能大致了解溶液的酸、堿性，而酸、堿性強弱卻區(qū)分不明顯。進一步探究影響pH因素時，那傳統(tǒng)實驗中的操作繁瑣、pH試紙消耗大、現(xiàn)象不清等，都不利于學生的探究。而借助探究室，六人一組，分工合作。通過電腦、軟件、感應(yīng)棒進行數(shù)據(jù)傳遞、分析，不同溫度、濃度的改變，在電腦顯示屏中時時呈現(xiàn)pH變化曲線圖，學生一目了然，這是普通實驗無法比擬的。而在探究過程中，教師的角色除了“導(dǎo)演”，也要善于當配角，將自己融入每一個小組中，與學生共同完成探究任務(wù)，促使學生在做、學之中提高探究能力。

（4）合理應(yīng)用媒體，提高解釋與結(jié)論能力

解釋與結(jié)論是科學探究能力的重要組成部分，解釋與結(jié)論的得出，需要運用比較分類、歸納概括等科學方法得出。通常，我們在教學中利用文字、圖表、反應(yīng)機理等進行解釋，得出結(jié)論。這樣的過程，學生有參與，但涉及面不廣，不少學生是等著老師告訴結(jié)論，顯然無法提高學生的解釋與結(jié)論能力。若在此過程中，學生通過積極討論，再利用實物投影儀或多媒體展示探究過程及探究成果，也可以利用網(wǎng)絡(luò)資源、科學的檢索方法及時地找到相關(guān)的內(nèi)容支持自己的結(jié)論或解釋，既豐富了結(jié)論依據(jù)、增強了可視性，又體會數(shù)字化學習的魅力。在這一過程中，師生交流、生生合作還有利于形成融洽的教學氛圍。在探究過程中或探究后興趣的延續(xù)，師生可以利用QQ群、微信群、電子郵箱等進行充分的交流表達自己的觀點，在開放言論的環(huán)境中，學生更大膽地解釋，更自信地得出結(jié)論，能力提升也在情理之中。

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|編輯 王團蘭