高?；A(chǔ)化學(xué)教學(xué)中的信息技術(shù)與課程整合研究

謝 娟，邊 麗，郝勇靜，孟曉彩

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

一、研究背景

迅猛發(fā)展的信息技術(shù)使社會信息化成為了世界大趨勢，它不僅強(qiáng)烈地改變著我們的工作與生活模式，還對教育和學(xué)習(xí)的方式產(chǎn)生了重大影響。信息技術(shù)與課程整合目前已成為教育界教學(xué)研究的一個熱點(diǎn)，越來越多的教育專家、學(xué)者正不斷運(yùn)用多媒體和網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)來促進(jìn)教育教學(xué)改革[1]。

信息技術(shù)與課程整合，即在課程教學(xué)過程中把信息技術(shù)、信息資源、信息方法、人力資源和課程內(nèi)容有機(jī)集合，共同完成課程教學(xué)任務(wù)的一種新型教學(xué)方式[2]。美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會早在1989年就提出了信息技術(shù)與課程整合的思想，美國政府不僅對計(jì)算機(jī)教育給予了更多關(guān)注，還為開設(shè)信息技術(shù)課程和開展信息技術(shù)與課程整合加強(qiáng)了教師培訓(xùn)。除了美國，新加坡和澳大利亞等國家在教育信息化方面的發(fā)展也非常迅速。新加坡從1996年開始推行耗資數(shù)十億美元的全國教育信息計(jì)劃，給每間教室連通互聯(lián)網(wǎng)，為每位教師配備筆記本電腦，使臺式電腦數(shù)量達(dá)到每兩個學(xué)生一臺的標(biāo)準(zhǔn)。充足的資金和先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備為新加坡開展信息技術(shù)與課程整合打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。澳大利亞，利用信息技術(shù)進(jìn)行各門課程的學(xué)習(xí)更為普遍，教師們能夠自然地把計(jì)算機(jī)技能的學(xué)習(xí)與他們所教授的課程有機(jī)結(jié)合起來，尤其體現(xiàn)在社會與環(huán)境、英語、數(shù)學(xué)和科學(xué)等課程的教學(xué)中。

隨著我國教育改革的不斷深入，信息技術(shù)在課程改革中的應(yīng)用受到了教育部門的高度重視。多年來盡管國內(nèi)的各級各類學(xué)校一直在進(jìn)行著信息技術(shù)與課程整合的有益嘗試，實(shí)踐探索取得了可喜的階段性進(jìn)展，探討信息技術(shù)與課程整合方面的文章也層出不窮，但始終難以達(dá)到理想的教學(xué)效果[3]。這主要由于信息技術(shù)與課程教學(xué)脫節(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，多數(shù)信息技術(shù)使用者往往只重視是否使用了信息技術(shù)，而忽視了課堂的實(shí)際需要；在教學(xué)活動中，技術(shù)被當(dāng)成了課堂的主體，學(xué)生被所使用的信息技術(shù)工具吸引，而非課程的內(nèi)容；信息技術(shù)只在課堂上使用，并未形成一種以信息技術(shù)為大背景的學(xué)習(xí)環(huán)境[4]。

二、課程整合的必要性及可能性

無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)不僅是高等學(xué)?；瘜W(xué)、化工專業(yè)學(xué)生的必修課，也是材料、環(huán)境工程、醫(yī)藥等專業(yè)學(xué)生的選修課，這些課程為其后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)和未來從事的專業(yè)工作奠定了必要的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能。

雖然中學(xué)化學(xué)與大學(xué)化學(xué)存在先行課與后續(xù)課的關(guān)系，但難易程度大不相同，要想將四大化學(xué)學(xué)好、學(xué)透絕非易事。這是因?yàn)橹袑W(xué)化學(xué)極少涉及基本原理，與化學(xué)熱力學(xué)/動力學(xué)、原子分子結(jié)構(gòu)等有關(guān)的內(nèi)容要么非常簡單，要么根本就涉及不到；大學(xué)化學(xué)則要求學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律、反應(yīng)中的能量變化及物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系等有更為全面的認(rèn)識。然而，微觀世界中的基本微粒（電子、原子、分子等）既看不見，也摸不著，又很難用傳統(tǒng)的教學(xué)方式使之具體化，可見學(xué)習(xí)難度顯著提高[5]。大學(xué)化學(xué)教學(xué)過程中，常常是教師講得乏味，學(xué)生聽得沒趣，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。而且中學(xué)化學(xué)教學(xué)一般對基本概念要求較高，過分追求嚴(yán)格的定義與解題訓(xùn)練，大學(xué)則是要將學(xué)生培養(yǎng)成復(fù)合型創(chuàng)新人才，因此必須更加注重知識的更新與運(yùn)用，單靠教材顯然不能滿足這一要求。

飛速發(fā)展的信息技術(shù)為教學(xué)提供了一個強(qiáng)大的平臺。多媒體技術(shù)具有將文字、圖像和聲音綜合為一體的功能，教師不僅可以借助多媒體技術(shù)高容量的特點(diǎn)，將相關(guān)的文字、圖表、視頻等教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)統(tǒng)放入課件中，使學(xué)生在課堂上短時間內(nèi)就能接觸到大量的信息，有效提高教學(xué)效率；還可以利用多媒體技術(shù)將難于理解的抽象知識形象化，變“靜態(tài)”為“動態(tài)”，改“微觀”成“宏觀”，從而培養(yǎng)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣，加深他們對所學(xué)知識的理解，提高課堂教學(xué)效果。同時，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使越來越豐富的網(wǎng)絡(luò)資源強(qiáng)烈地沖擊了傳統(tǒng)課程的資源觀，課程資源的物化載體不再局限于書籍、教材等印刷制品。教師與學(xué)生可利用互聯(lián)網(wǎng)隨時查閱相關(guān)的最新科技動態(tài)和科研成果，并與外界不斷地進(jìn)行信息交換。這一方面增強(qiáng)了基礎(chǔ)化學(xué)課程的開放性和動態(tài)性，將基礎(chǔ)化學(xué)知識與日常生活有機(jī)地聯(lián)系起來；另一方面，也給學(xué)生提供了學(xué)會判斷、決策和創(chuàng)新的機(jī)會，培養(yǎng)了他們辨別、選擇、運(yùn)用知識和信息的能力。

三、課程整合的途徑與作用

將信息技術(shù)與高?；A(chǔ)化學(xué)教學(xué)進(jìn)行整合，不僅對傳統(tǒng)的教育觀念、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方法和教學(xué)組織形式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，還能使基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)更加具體、形象，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題能力。

（一）提高教學(xué)效果

高等化學(xué)知識是抽象的，一些術(shù)語也不易通過字面來加以理解，如電子云、離子鍵、晶體場、化學(xué)平衡、反應(yīng)速率等。僅依靠教師在教學(xué)過程中的語言表述，學(xué)生很難搞清楚、弄明白。若運(yùn)用三維動畫來進(jìn)行現(xiàn)場演示，則可起到事半功倍的效果。例如“電子云”，電子肉眼無法看到，學(xué)生更難以想象出電子云的具體形狀及特性，如果教師運(yùn)用多媒體技術(shù)，逼真地模擬出核外電子繞核旋轉(zhuǎn)的整個過程，并通過特殊程序控制核外電子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和幾率，在核外呈現(xiàn)一個平面的電子云團(tuán)，從而將電子運(yùn)動以立體畫面的形式展示在學(xué)生面前，加深學(xué)生對微觀世界的認(rèn)識和理解。以氯化鈉為典型例子的“離子鍵”，也可以借助動畫技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生分析、理解其本質(zhì)。慢放演示鈉原子、氯分子相遇后，鈉原子失去最外電子層中的一個電子變?yōu)橐粌r陽離子，氯原子最外電子層得到該電子變?yōu)橐粌r陰離子，而后二者在正負(fù)電荷的靜電作用下形成了氯化鈉的過程，不僅生動地展現(xiàn)了微觀粒子的形象，還將微觀粒子宏觀化，為學(xué)生架設(shè)起了探討微觀世界的橋梁，培養(yǎng)了他們的微觀想像力，教學(xué)效果十分明顯。

（二）激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

信息技術(shù)具有很強(qiáng)的感染力，能夠全方位、多角度地刺激學(xué)生，使學(xué)生看得清楚、聽得真切、感受深刻，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)他們對教材內(nèi)容的理解與掌握。以“固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”這一章的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，為了自然地引入新的章節(jié)，第一時間吸引住學(xué)生，讓他們順利地介入這個單元，教師課前可以大量搜集原子晶體、分子晶體、離子晶體和非晶體的圖片，及各種晶體的開采、生產(chǎn)與應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道，并將其通過多媒體在課堂上向?qū)W生進(jìn)行展示。由于是學(xué)生日常所熟悉的事物，既體現(xiàn)出生產(chǎn)、生活與化學(xué)的密切關(guān)系，又讓其認(rèn)識到原來這些晶體都屬于化學(xué)的研究范疇，從而增強(qiáng)學(xué)生對本單元知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)欲望。

同時，由于化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，所以實(shí)驗(yàn)課自然是其教學(xué)過程中不可缺少的一個重要組成部分，它的教學(xué)目的就是要使學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法去驗(yàn)證和探索物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律。然而，一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)也會涉及到有毒、有害物質(zhì)亦或是具有一定的危險(xiǎn)性，操作稍有不慎就會引發(fā)事故，給師生帶來傷害。對于這類錯誤操作，只靠教師講解錯誤原因或該錯誤操作可能帶來的危害，往往難以引起學(xué)生的足夠重視。如果采用既安全又環(huán)保的動畫方式模擬這些錯誤操作，則不但能夠把錯誤原因演示清楚，還可以渲染氣氛，加深學(xué)生對錯誤原因的理解，充分認(rèn)識到錯誤操作的危害。

（三）實(shí)現(xiàn)因材施教

傳統(tǒng)課堂教學(xué)受空間和時間的限制，教師只能按大多數(shù)學(xué)生的理解水平進(jìn)行講授，無法滿足不同層次學(xué)生的知識需求，同時信息反饋也較緩慢，教學(xué)效果很不理想。相比之下，將電視所具有的視聽合一功能與計(jì)算機(jī)的交互功能結(jié)合在一起的信息技術(shù)，可以通過豐富多彩、圖文并茂的人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)即時反饋，從而使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，充分發(fā)揮他們的主體作用。構(gòu)建包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、習(xí)題與測試、師生互動等模塊的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)因材施教的一個較好方法。

1.理論教學(xué)模塊。該模塊不僅提供教師授課時的電子教案和多媒體課件供學(xué)生參考，還會充分利用各種化學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源，如課件庫、素材庫、實(shí)例庫、網(wǎng)絡(luò)資源鏈接、參考資源庫、軟件工具等，將更多、更形象的授課信息傳遞給不同層次的學(xué)生，使個別化教學(xué)成為可能，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊。該模塊按教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來設(shè)計(jì)，每個實(shí)驗(yàn)都配有具體的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)視頻，技術(shù)條件較高的還可創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)功能項(xiàng)，由學(xué)生自主選擇儀器設(shè)備、自行控制實(shí)驗(yàn)操作，為學(xué)生學(xué)習(xí)一些難度大、危險(xiǎn)性高的實(shí)驗(yàn)提供方便。

3.習(xí)題與測試模塊。該模塊除提供課后習(xí)題及其答案外，還設(shè)有章節(jié)與綜合測驗(yàn)功能項(xiàng)，便于學(xué)生進(jìn)行在線測試，檢驗(yàn)和鞏固所學(xué)的知識；檢測試題由題庫隨機(jī)生成，題型多樣，試卷提交后即時生成成績，并可查詢答案。這一環(huán)節(jié)對檢驗(yàn)教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量起到了積極的促進(jìn)作用。

4.師生互動模塊。該模塊打破了時間和空間的限制，給師生提供一個自由溝通的平臺。在這一平臺上，學(xué)生不僅可以就自己關(guān)心的問題向老師提問，還可與其他同學(xué)交換意見、交流經(jīng)驗(yàn)；教師除可查看學(xué)生的提問，對共性或個性問題分別進(jìn)行回復(fù)外，還可發(fā)布與教學(xué)有關(guān)的話題，鼓勵學(xué)生表達(dá)見解，引導(dǎo)他們積極正確地思考。

（四）增進(jìn)師生感情

教學(xué)過程中多媒體技術(shù)的引入，改變了傳統(tǒng)的師生關(guān)系，較好地體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。在這種新課堂環(huán)境下，教師的主要作用集中于引導(dǎo)、組織和點(diǎn)撥，而學(xué)生更多的是要通過自己的觀察、思考及抽象概括來獲得知識。學(xué)生不再像過去一樣，對教師充滿了畏懼心理，被動地聽課，而是能夠積極、主動地參與到問題探討和學(xué)習(xí)交流中去。課堂之外，QQ、MSN等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)又為師生提供了一種即時而又虛擬的交流通道，對師生關(guān)系的促進(jìn)作用也不可小視。教師在課下閑暇時間，可以通過它們就學(xué)生關(guān)心的學(xué)習(xí)、生活、工作等多方面內(nèi)容與其進(jìn)行一對一或一對多的探討，這無形中拉近了師生距離，有助于學(xué)生 “親其師而信其道”，走進(jìn)“教”與“學(xué)”的良性循環(huán)。

信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合符合當(dāng)前教育信息化發(fā)展的大方向，是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的一種補(bǔ)充和發(fā)展，有利于相關(guān)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文結(jié)合高?；A(chǔ)化學(xué)的特點(diǎn)，對信息技術(shù)與高?；A(chǔ)化學(xué)教學(xué)的整合進(jìn)行了研究，認(rèn)為整合是必要和可行的，通過課程整合會得到較好的教學(xué)效果。

[1]張峰.信息技術(shù)與課程整合的理論和實(shí)踐探索[D].桂林：廣西師范大學(xué)，2009.

[2]李克東.信息技術(shù)與課程整合的目標(biāo)和方法[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2002（4）：22-28.

[3]李春榮.信息技術(shù)與課程整合的理論探索與實(shí)踐研究[D].長春：東北師范大學(xué)，2011.

[4]陳美芳.信息技術(shù)與課程整合的策略研究[D].南昌：江西師范大學(xué)，2006.

[5]謝娟，李慧婉，鄧娟，等.大學(xué)化學(xué)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)銜接問題探究[J].邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，25（1）：78-80.