《信息技术环境下的化学实验教学》结题报告

《信息技术环境下的化学实验教学》结题报告
　　
　　　　执笔者：曾达颖
　　
　　一、 课题的背景
　　
　　《中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中指出：“全面推进素质教育，培养适应二十一世纪现代化建设需要的社会主义新人，是事关我国社会主义事业兴旺发达和中华民族伟大复兴的大局”。素质教育说到底是促进人的发展的教育，尊重、发展学生的个性，开发学生潜能是学生获得发展的根本，那就是教育的功能应该最大程度地开发人的潜能，发展人的个性，树立以“发展为中心”教育观。
　　
　　化学是一门以实验为基础的科学，化学实验教学作为中学化学教学的主体，从根本上决定着化学学科中素质教育的落实情况。因此，化学实验教学中如何落实以“发展为中心”的教育观，应是当前化学教学改革的重心。计算机信息技术在课堂教学中的应用给电化教学带来了新的途径和方法。计算机信息技术可以适时地综合处理声音、文字、图形、图像等多种信息，不仅有静态信息的形式，而且还有动态信息的属性，它可以化抽象为具体，化复杂为简单，完成传统教学所不易或不能完成的教学任务，特别是利用多媒体动画进行模拟实验，为化学实验教学开辟了新的天地、创造了新的模式，实施该课题具有较高的理论价值和实践意义。
　　
　　二、课题理论依据
　　
　　2．1建构主义理论：
　　
　　当今，学习的建构主义正在流行，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。具体地说，就是把信息技术和网络通信技术当作建构主义学习环境下的理想认知工具。目前，许多学校普遍具备有信息技术教学网络系统，由于信息技术和网络通讯技术所具有的多种特性特别适合于实现建构主义学习环境，特别是随着信息技术和Internet的飞速发展，建构主义学习理论愈来愈显示出其强大的生命力。
　　
　　2．2现代教学设计理论：
　　
　　现代教学论认为：在教学过程中必须遵循一些基本的教学原则，其中巩固性原则是一个重要的教学原则。巩固性原则要求引导学生在理解的基础上牢固地掌握所学的知识和技能，使所学的知识和技能持久地保持在记忆中，当需要时，能准确无误地再现出来，加以运用。历代的许多教育家都很重视知识的巩固，孔子就说过：“学而时习之”，“温故而知新”。知识的巩固也是学生接受新知识的基础。知识的巩固又是学生运用知识于实际的必要条件。整体结构教学是加强知识间有机联系的一种教学方法，学过的知识常常会被联系在新课之中，达到了“寓复习于平时教学之中”，使所学知识有足够的厚度和立体性，充分体现了这一教育原则。
　　
　　2.3主体教育论：
　　
　　强调尊重学生的主体地位，发挥学生在学习过程中的自觉性、自主性和创造性，以培养学生的创新精神，最终培养学生成为能进行自我教育的社会主体。
　　
　　2.4学科结构论：
　　
　　美国当代著名教育心理学家布鲁纳在他的《教育过程》中明确提出了学科结构论的课程论和教学论思想。他指出：“不论我们选 教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构”，“学习结构就是学习事物中怎样相互联系的”。他认为学生掌握学科的基本结构，有利于对知识的理解和记忆，有利于知识的迁移，能够缩小“高级”知识和“初级”知识之间的差距。一个良好的结构就是一个有序的系统，在这样的系统中，信息可以有效地储存、加工和输出。
　　
　　三、课题的实验方案
　　
　　3．1研究的目的：在保证完成国家教学大纲规定的各项教学任务的同时，运用学科的建构主义理论、现代教学设计论和原理，探索一条适合素质教育要求，全面提高化学教学质量的教学方法新路子；发挥高中化学学科的整体育人功能，整体优化高中化学教学的全过程、使高中化学教学真正实现由应试教育向素质教育的转轨，提高学生化学素养。
　　
　　3．2研究的意义
　　
　　信息技术环境下的实验教学促进了课堂教学模式的变革。传统的教学模式是“一支粉笔写天下，三寸讲台说春秋”是以教师为中心的课堂教学模式。另一种是师生合作的教学模式，教师的主导作用在于组织、引导、点拨；学生要通过自己的活动，通过观察、实验、归纳、抽象概括等手段，提出假设、验证假设，获得知识。它充分发挥了教师的主导作用、体现了学生的主体地位。
　　
　　信息技术教学软件是一种根据教学目标设计的，表现特定的教学内容，反映一定的教学策略的教学程序，它可以用来储存、传递和处理教学信息，能让学生进行交互操作并能对学生的学习情况做出反馈评价的教学媒体。根据当前信息技术教学软件所存在的具体问题，利用建构主义学习理论知道教学软件的设计显得特别重要，特别是对化学这样一门实验学科更具有重要的意义。
　　
　　3．2研究内容范围：制作实验园地、环境等专题网站，形成学校网络资源；(2)开发、制作和应用有关化学实验教学的多媒体网络课件；(3)探究一种能提高课堂效率的方法，采用信息技术、网络教室、结合实验等现代化手段，达到加大课堂教学密度，高效率地向学生传递信息的目的，激发学习兴趣。(4)探索在环境保护概念及信息技术环境下的中学化学实验的改进；
　　
　　3．3研究步骤方法：
　　
　　3．3．1研究步骤
　　
　　(1)准备阶段：2001.10—2002.5搜集资料， 制定课题。
　　
　　(2)启动阶段：2002.5—2002.6制定课题研究计划，制作出化学课题网页
　　
　　(3) 实践阶段：2002.5—2003.5开发与制作信息技术环境课件及课件应用于教学实践中
　　
　　(4) 总结阶段：2003.5—2003.10总结教改实验成果、撰写报告论文。
　　
　　3．3．2研究方法：本课题以行动研究法、问卷调查法进行。包括研究计划、行动实践、课堂考察、学生反馈、计划调整等若干方面。
　　
　　(1)行动研究法：从实际工作需要中寻找课题，在实际工作过程中进行研究，由实际工作者与研究者共同参与，使研究成果为实际工作者理解、掌握和应用，从而达到解决实际问题，改变社会行为的目的的研究方法。
　　
　　(2)问卷调查法：是以预先设计的一组与调查目标有关的问题用书面提问的方式，通过被调查者的回答来收集资料的教育调查方法。
　　
　　3．4研究成果及表现形式
　　
　　3．4．1研究表现形式：
　　
　　1、初步建立起化学资源库
　　
　　信息化教育资源是信息化教学活动赖以进行的根本。课题组一直把资源库的建设当作课题研究的基础性工程予以高度重视。我们依托组内的资深教师，将各种资源加以整合，初步建立起化学教学资源库，为展开信息化教学奠定了牢固的基础。
　　
　　2、 开设实验及网络课
　　
　　本课题研究的主要方法是行动研究法，开设实验及网络课的主要研究步骤之一。自开展课题研究以来，课题组已成功开设《气体制备与性质实验》（张景松老师）、《绿色化学与环境保护》（曾达颖老师）、《化学实验复习》（陈珊梅老师）、《盐类水解》颜巧艺老师、《气体制备和实验设计》（黄明皆老师）、《物质制备》（陈和美老师）等实验课。其中曾达颖老师的《绿色化学与环境保护》获得中小学信息技术网络课件二等，全国中小学计算机典型课件案例三等奖。
　　
　　课题组就第一轮行动的得失进行认真探讨，一致认为第二轮行动的侧重点应在于通过创建信息化学习环境，引导学生采取自主性学习方式。课题组全体老师建立了化学专用网站，为学生创设了自主学习的环境，提高了学生的化学学习兴趣。
　　
　　3、建立化学组网页和专题网站：有了资源库的建设为基础，我组教师群策群力制作了化学组的网页，更进一步为课题的研究提供了资源与学生互动学习的平台，并且曾达颖老师制作了《保护人类生存环境》和黄明皆老师制作的《化学实验园地》专题网页选入“全国四结合”的资源库。
　　
　　4、建立化学组研究性学习、校本网页：新课程标准中研究性学习与校本课程的提倡，事实上也是培养学生研究能力的一个必不可少的重要环节，也可纳入课题组中的信息技术环境实验教学，因此我们利用各种途径组织学生通过网络等进行了研究性学习和校本课程的开发，其中曾达颖教师的《饮水与健康》研究课题被评为优秀课题。
　　
　　3．
　　
　　4．2研究成果：
　　
　　1.、教学论文
　　
　　开展课题研究以来，课题组成员加强理论学习，撰写并发表了多篇有关信息技术与学科教学整合的论文，其中CN级两篇，全国论文汇编获奖三篇，省级论文汇编五篇。
　　
　　2、公开课
　　
　　开展课题研究以后，我校数学教研组在理论指导下，在实践中大胆探索，在运用信息技术改革课堂教学以培养学生创新能力等方面作了有益的探索，两年来，我校化学教师在各级公开课（七节）、说课观摩评比活动中都取得优异的成绩，其中曾达颖老师《绿色化学与环境保护网络课》荣获学校公开课一等奖。并选送参加国家级“全国中小学基于网络环境下的教与学暨高中研究性学习”课题案例课评选，并获得全国三等奖。
　　
　　3、课件及专题学习网站
　　
　　开展课题研究以来，课题组成员制作了若干质量颇高的课件（20个）及学习网站（3个），有力地促进了课题研究的顺利进行。其中曾达颖老师《保护人类生存环境》获全国“十五”规划课题资源库二等奖。
　　
　　四、研究得失谈
　　
　　4．1
　　
　　收获：
　　
　　经过了一个阶段的研究，我们深切地感到：开展本课题的研究，无论是对参与课研的教师，还是对参与实验的学生而言，都可用“获益匪浅”四个字来形容。
　　
　　1、教师方面
　　
　　由于现代信息技术的运用，好似手中多了一个可“随心所欲”变换内容与形式的活教具，利用计算机信息技术可展示课堂演示实验无法演示的宏观的、微观的、极慢的、极快的化学过程，课堂容量增加了，课堂形式变活了，学生学习积极性提高了，教学目标自然得以顺
　　
　　利完成。且通过理论学习、教学实践，提高了自身的科研素质，使自己能适应更好地适应素质教育的需要。
　　
　　2、学生方面
　　
　　运用计算机信息技术可以突破时间和空间的束缚，进行仿真演示，从而将这些化学过程形象、生动地展示给学生，以提高学生的学习兴趣，增强主动参与学习的意识，同时又能使学生加强认识、深化理解、提高学习能力，提高学生对信息的获取、分析、加工和利用的能力。
　　
　　另外我们应注意以下几点：
　　
　　1、精选课题。实践中开好一堂网络实验教学研究课，首先是选择实验内容，尤其是学科课程内容的难易程度适度，教师应该在总体上把握好学科课程教材的知识体系。
　　
　　2、目标明确。网络教学设计要求教师应从关注收集课程和教材资源，转向关注这些资源能够让自主探索学习过程的设计，学生的主体作用应该充分发挥。教师应当注视学生利用资源进行探究过程的主动发现学习，关注学生学科基础学力能力的提高和信息素养的养成，关注创造性与开放性思维的培养。利用网络技术的工具性，运用网络查询功能查阅学习资源，培养与提高学生收集信息能力、加工信息能力、整理信息能力、阅读理解能力、语言表达能力、操作实践能力。
　　
　　3、《基于信息技术环境下的化学实验教学》课题教学的模式
　　
　　通过以上实验课的开设，使课题组成员对信息技术环境与中学化学教学整合的模式有了更为清晰的认识，初步构建起新型的课堂教学模式，包括演播型和网络型的教学模式。教师将网络作为学生获取资源、自主探究和意义建构的工具。采用“主导---主体”的设计模式，取得了良好的效果。其教学流程为：“情境导入---引导探索---自主发现---总结提升”。对如何将信息技术环境与化学创新教学相整合作了有益的探索，在引导学生自主性学习方面跨出一大步，提高了学生动手能力。
　　
　　下一页
　　
　　4．2不足：  要实现化学实验教学与信息技术环境的进一步整合，还有许多问题需要我们在今后的教学实验中继续探讨，如对网络资源如何充分利用，课堂上如何腾出更多的时间给学生自主探究，以及如何制作出具有更大互动性的信息技术环境课件等。良好的开端是成功的一半。我们已经迈出了可喜的第一步，在下阶段的研究中，我们将继续总结教训，并汲取他人的成功经验，加强理论学习，以现代教育理论指导实践，争取取得更大的成功。
　　
　　结束语：
　　
　　21世纪，知识经济初见端倪。知识经济的威力迫使世界各国认真分析国情，积极采取对策信息技术环境下化学实验教学、化学学习是一种趋势，通过信息技术环境教学特别是网络教学可以培养学生应用电脑快速地获取、处理、检索信息的能力，学会充分利用信息资源，学习相应的知识，培养相应的能力。网络环境下化学课堂教学模式及网络积件设计成为化学教师新的研究课题。在化学中使用信息技术环境网络教学离我们不会太远，作为跨世纪的化学教师，应不断更新观念，学习现代化的教学手段，完善自身的知识结构，培养具有综合性、创造性的人才。