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信息技术对传统化学教学的改变

2017年9月教育部印发的《中小学综合实践活动课程指导纲要》指出,培养学生较高的信息意识,提高数字化生存能力,主动适应“互联网+”等社会信息化趋势.在化学教学中,信息技术作为学生学习和解决问题的工具,具体体现在以下方面.

改变学生学习情境的工具

信息技术的使用突破了传统的教学信息资源书本（教材、教参以及其它的参考资料）的限制.我们学校在学情类课程资源中采用了各种网络调查问卷,如问卷星、乐调查、腾讯问卷等技术来关注学生个性化的思维方式,比如“你了解洁厕灵的成份吗”“你对温室效应了解有多少”.在互动性调查中主要采用交流、飞信交流、微信等形式,比如“谈谈你旅游时吃过的美食并列举其中的营养物质”.

在素材性课程资源的开发和利用中主要采用电子图书馆,比如中国国家电子图书馆、知网等.教师在教学中利用电脑、液晶投影仪等多媒体手段,为学生展示精美的图片、播放与化学教学有关的电影、录像、动画等.信息技术具有很强的真实感和表现力,可以同时调动视、听、说等多种感官,形成合理的学习环境,使之达到教学的最佳效果.心理学研究表明,人们从听觉和视觉同时传递信息的工具就能接受知识约65%,远比用单一感官效果好.

培养学生化学素养的有力工具

1.社会责任

手持技术与微型探究实验相结合可以避免学生在做传统实验时给环境带来不同程度的污染,不仅可以节约试剂、保护环境、降低危险,更可使实验结果明显和准确.利用多媒体教学系统以及实验录像替代难度比较大、毒性比较强、时间比较长的有机演示实验,可使学生获得有关实验的感性认识,达到演示实验的效果,减少环境污染.如汽车尾气中气体含量的测定、烟尘中CO含量的测定.手持设备的数据采集器和传感器体积轻巧,便于携带,能随时随地进行探究活动,并能将实验过程与结果进行及时存储、分析和处理,将其与探究学习有机融合,克服了传统实验课程只能被禁锢于实验室之中的窘境,增强了学生的环境意识,培养学生的社会责任感,为化学实验课程赋予了新的时代气息.

2.创新意识

信息技术中的手持技术改变了传统的化学实验只是给学生一个粗略的宏观认识,仅仅让学生明白一些基本原理和一些表面的实验现象.应用手持技术则使实验更加定量化,它能够测量的化学数据包括温度、电导率、压强、溶解氧、色度、二氧化碳浓度等.与动画模拟和教学课件这类信息技术相比,手持技术能够深入化学知识内部,更加直观、定量和全面地辅助化学教学,可以更好地和学生探究活动相结合.如对于气体成份变化和溶液中离子参与的反应能够起到很直观和准确的测量,大大拓展了化学学科的实验素材,探究性化学实验的数目大量增加,可提高实验的技术含量、量化程度和实验质量.

3.模型认知

通过现代信息技术,学生还可以更容易理解化工生产的工艺和生产过程,从而掌握相应的化学原理和知识.如硫酸、硝酸、乙烯的工业生产流程、合成氨、炼铁、炼钢等,原来借助于挂图、模型等教学工具,现在通过录像、动画等多媒体技术,学生既容易理解,又提高了教学的效果.信息技术中的一些视频可以动态地、对比地演示一些化学现象及原理（复分解反应、氧化还原反应、离子反应、原电池反应等）,可以有效地控制化学变化的速度,调节快慢,从而便于学生观察和思维.比如在氧化还原这节课中,学生通过对铜与氧气、镁与氧气、镁与二氧化碳等反应类型的对比,能够从初中氧化反应有氧气参与上升到氧化还原本质有电子得失,并且在Flash动画的模拟中对氧化剂和还原剂的关系进行了深入的了解.电脑可自动收集实验数据,将其进行放大、储存、显示,并忠实地将实验过程用曲线、数据等形式记录下来,更好地诠释了变化的过程,且可使用语言、符号、曲线、数据四种方式表示,既方便直观,又可为进一步地研究提供依据.

4.微观探析

现代信息技术将呆板、单一、枯燥的化学学科知识（比如物质的组成）利用图形、图像、声音、视频、动画等形式有机组合,解决了传统教学难以表达甚至根本不能用语言完整而准确地表达的一些抽象的理论（原子的结构）、复杂的实验过程（离子反应）,创设出生动直观的学习情境,化抽象为直观,可以给学生身临其境的感觉,形成一种全新的学习环境和认知方式.当手持技术与计算机相连时便可将实验变化过程同步展示,若利用头还可将整个实验过程储存并回放,便于学生后续分析、处理,增加学生对科学探究活动的感受和体验.

改变师生学习交流方式

用多媒体的人机对话、界面友善、超文本、人工智能、可编著工具、方便的外设、虚拟现实等功能,可以使学生沿着自己的思路,根据自己的需要去开展学习,可以及时反馈教学信息,而教师通过学生的成长档案袋、日常的评价信息、调查问题等进行电子化管理,指导学生独立地学习,并辅之以必要的反馈练习,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力.由此可见,计算机辅助教学在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面,都有其他教学媒体所没有的优势.

总之,把信息技术知识引入化学教学、引进家庭辅导、作为现代化教学的重要组成部分,不仅有利于加强教学的时代性、创新性和开拓性,有利于面对新时代的挑战,而且也有助于学生在学习过程中形成新思想、新观念、新方法,对他们今后成为高素质的化学人才有着重要的奠基作用.

作者单位：北京市八一学校附属玉泉中学

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