王俊義
江蘇省鎮(zhèn)江市第三中學(xué) 江蘇鎮(zhèn)江 212001
中學(xué)化學(xué)探究性學(xué)習(xí)與現(xiàn)代信息技術(shù)整合策略研究
王俊義
江蘇省鎮(zhèn)江市第三中學(xué) 江蘇鎮(zhèn)江 212001
從化學(xué)探究性學(xué)習(xí)的提出問題、探究活動(dòng)、表達(dá)交流三個(gè)主要環(huán)節(jié),探討應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探究的教學(xué),并提供相關(guān)案例。
信息技術(shù) 化學(xué) 探究性學(xué)習(xí) 教學(xué)策略
現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)化學(xué)教學(xué)改革具在重要意義,特別是對(duì)促進(jìn)化學(xué)的探究性學(xué)習(xí)具有重要作用。
探究性學(xué)習(xí)并沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義,人們普遍將做中學(xué)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、問題解決學(xué)習(xí)等不同形式的學(xué)習(xí)方式看成是探究性學(xué)習(xí)的變式,并從不同角度進(jìn)行描述。從字面上看,探究(Inquiry)是指:“通過仔細(xì)的考察來了解某一事物”(to examine something and learn about it),這就是探究的基本意義。筆者個(gè)人認(rèn)為探究性學(xué)習(xí)可以定義為:學(xué)生在學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)生活的情境中,通過發(fā)現(xiàn)問題、調(diào)查研究、動(dòng)手操作、表達(dá)與交流等探究性活動(dòng),獲得知識(shí)、技能和態(tài)度的學(xué)習(xí)方式。在具體的實(shí)踐過程中,可以將探究性學(xué)習(xí)過程粗略地分成提出問題、探究活動(dòng)、表達(dá)交流三個(gè)環(huán)節(jié)。
探究性學(xué)習(xí)基本是以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式。該理論認(rèn)為學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生通過一定的情境,借助教師與其他媒體的幫助,通過協(xié)作和會(huì)話的方式,達(dá)到對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)。在這個(gè)過程中,學(xué)生是認(rèn)知活動(dòng)的主體,教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者、促進(jìn)者、引導(dǎo)者,而“情境創(chuàng)設(shè)”“協(xié)商會(huì)話”和“信息資源提供”是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論所要求的學(xué)習(xí)環(huán)境必須具備的基本屬性和要素。
首先,應(yīng)用信息技術(shù)可以促進(jìn)化學(xué)教學(xué)資源的整合和優(yōu)化。傳統(tǒng)化學(xué)課程資源相對(duì)封閉、陳舊,缺少與學(xué)生生活實(shí)際、社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系,缺少與化學(xué)發(fā)展史和現(xiàn)代高科技發(fā)展的聯(lián)系。信息技術(shù)包括信息網(wǎng)絡(luò)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及各種各樣的設(shè)計(jì)工具,從而極大地豐富了學(xué)習(xí)資源。1.超文本技術(shù)突破了傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的化學(xué)學(xué)科邏輯結(jié)構(gòu);2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)極大地豐富了化學(xué)教學(xué)信息資源;3.多媒體技術(shù)優(yōu)化了化學(xué)知識(shí)的呈現(xiàn)方式?!靶畔①Y源提供”和“情境創(chuàng)設(shè)”正是需要這種開放的課程資源來支持探究性學(xué)習(xí)的開展。
其次,信息技術(shù)的合理運(yùn)用促進(jìn)了化學(xué)教學(xué)過程的根本性變革。信息技術(shù)引入化學(xué)教學(xué)過程,使之成為學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)、師生互動(dòng)的重要工具和手段,它將成為化學(xué)教學(xué)改革的“催化劑”。1.學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)探究。在現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下,學(xué)生有更大的空間和時(shí)間可以自主地選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容,并可通過上網(wǎng)查詢、模擬實(shí)驗(yàn)、交流研討等手段解決某些化學(xué)問題。信息技術(shù)成為學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的重要工具和手段;2.教師教學(xué)方式由講授變?yōu)檩o助,變成促進(jìn)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、組織者、協(xié)助者;3.實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)方式的多元化和個(gè)別化。信息技術(shù)使建構(gòu)主義理想中的個(gè)別化學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí),使每個(gè)師生都能平等交流、和諧共處。
提出問題是探究性學(xué)習(xí)中的首要環(huán)節(jié),對(duì)于誘發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入主動(dòng)探究狀態(tài)具有重要作用。探究的問題應(yīng)具有一定的挑戰(zhàn)性,盡量貼近學(xué)生實(shí)際。教師創(chuàng)設(shè)的問題情境應(yīng)直觀、生動(dòng)、富有啟發(fā)性,能夠喚起學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的欲望和解決問題的熱情,信息技術(shù)可在一定程度上優(yōu)化提出問題的環(huán)節(jié)。
一方面通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)探究問題。例如,在平時(shí)的學(xué)習(xí)中,化學(xué)教師應(yīng)有意識(shí)地指導(dǎo)學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)了解有關(guān)化學(xué)的社會(huì)問題,從中發(fā)現(xiàn)與課堂學(xué)習(xí)有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行探究。如學(xué)生在學(xué)習(xí)二氧化碳的性質(zhì)時(shí),通過訪問科普網(wǎng)站,會(huì)提出溫室效應(yīng)的成因,新能源的開發(fā)的方式等問題,從而產(chǎn)生探究的欲望。
另一方面可以采用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)問題情境。例如,在某公開課《金屬活動(dòng)性順序》的教學(xué)中,教師給學(xué)生播放利用金屬活動(dòng)性順序識(shí)破“黃金騙子”的錄像(DV)片段,生動(dòng)的畫面、真實(shí)的場(chǎng)景和形象的模擬給學(xué)生以強(qiáng)烈的視覺感受和心理刺激,讓學(xué)生體會(huì)到研究有關(guān)金屬活動(dòng)性順序的化學(xué)知識(shí)的必要性。信息技術(shù)可以方便地將視頻、圖片、動(dòng)畫、聲音等媒體集成在一起,優(yōu)化問題情境的呈現(xiàn)方式。
探究活動(dòng)是探究性學(xué)習(xí)中的核心環(huán)節(jié),是學(xué)生利用各種探究手段和工具獲取相關(guān)資料和數(shù)據(jù)去研究、解決問題的過程。在化學(xué)探究活動(dòng)中,除了化學(xué)實(shí)驗(yàn)外,信息技術(shù)可以幫助學(xué)生方便、快捷、高質(zhì)量地完成某些探究任務(wù)。
通過網(wǎng)上查詢,獲取相關(guān)資料。例如,在研究“酸雨”“有關(guān)溫室效應(yīng)的化學(xué)問題”“食物中的化學(xué)”等課題時(shí)。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜集化學(xué)史、生活中的化學(xué)常識(shí)、最新的化學(xué)科學(xué)研究進(jìn)展等資料,促進(jìn)學(xué)生的研究興趣,獲取相關(guān)資料,進(jìn)行分析和研究某些問題。
采用直觀的動(dòng)畫模擬,解決微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)問題。例如,在進(jìn)行分子和原子的教學(xué)中,直觀地了解分子和原子的運(yùn)動(dòng)和分子的形成過程。
利用信息技術(shù)數(shù)據(jù)處理,分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如,利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪制圖表解決“溶解度的曲線”“沉淀產(chǎn)生的圖形”等問題。
虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的探究。例如,應(yīng)用“模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”等軟件可以讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上研究具體的化學(xué)試驗(yàn),了解現(xiàn)象,思考原理。某些在學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件下無法完成的化學(xué)實(shí)驗(yàn),可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬。這使學(xué)生有可能像化學(xué)家那樣進(jìn)行科學(xué)研究,從而使學(xué)生獲得進(jìn)行科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)。
成果表達(dá)交流是探究性學(xué)習(xí)中學(xué)生形成正確概念、得出科學(xué)結(jié)論的重要方式。信息技術(shù)的使用,使交流具有更快速、靈活等特點(diǎn),可以豐富師生互動(dòng)方式,使之更廣泛、更深入、更開放。
信息技術(shù)應(yīng)該作為學(xué)生表達(dá)探究成果的一種工具。例如,使用Office2000完成文字處理,尤其是利用模版中集成的化學(xué)用語工具,可以方便地書寫化學(xué)方程式,繪制原子結(jié)構(gòu)示意圖等。使用PowerPoint完成化學(xué)學(xué)習(xí)的演示文稿,在課內(nèi)外進(jìn)行展示。如《氫能源》的教學(xué)中,教師讓學(xué)生總結(jié)已學(xué)習(xí)過的新能源的有關(guān)知識(shí),并鼓勵(lì)使用信息技術(shù)進(jìn)行展示。有的同學(xué)用PowerPoint制作成幻燈,并巧妙地應(yīng)用了其超級(jí)鏈接的功能,將多種能源的利用和相互之間的優(yōu)缺點(diǎn)用立體的、網(wǎng)狀的形式表現(xiàn)出來。
信息技術(shù)應(yīng)該成為作為師生、生生交流的工具。例如,利用BBS和電子郵件開展合作學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上交流。學(xué)生可以利用學(xué)校和家里的計(jì)算機(jī)建立個(gè)人主頁、小集體主頁,與其他師生就感興趣的探究問題做更深入、廣泛的交流。例如,開設(shè)化學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)站和“網(wǎng)絡(luò)助學(xué)”專欄。建立QQ化學(xué)專門的學(xué)習(xí)討論交流群,利用博客、“圍脖”(微薄)等隨時(shí)學(xué)習(xí)和增加知識(shí)的鞏固等等。
并不是所有探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)都能應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行的。它只是以傳遞間接經(jīng)驗(yàn)為主的學(xué)校課堂教學(xué)眾多教學(xué)模式的一種,選定適宜的學(xué)習(xí)內(nèi)容是教學(xué)設(shè)計(jì)的首要工作。探究性學(xué)習(xí)內(nèi)容首先必須是基于探究的、能自然地整合各種探究工具,其中包括利用信息技術(shù)。此外它還必須具備下列條件:應(yīng)盡量滿足學(xué)生的發(fā)展需要和興趣所在,即對(duì)學(xué)生發(fā)展是有幫助的;應(yīng)能反映問題的科學(xué)邏輯和本質(zhì),即對(duì)學(xué)科學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)性促進(jìn)作用的;應(yīng)使信息技術(shù)作為學(xué)生探究的重要工具,而不僅是形式上豐富,即學(xué)生使用信息技術(shù)是有需要、有目的行為,而不是單純的“工具性”的行為。
研究過程的科學(xué)性。教師要幫助學(xué)生采用類似專業(yè)研究人員的方法展開工作而絕不粗暴地干預(yù)學(xué)生自主探索的探究進(jìn)程,不片面追求所謂“惟一正確”的結(jié)果而抹煞“求真”的科學(xué)精神。在信息技術(shù)使用方面,教師要指導(dǎo)學(xué)生辯證地認(rèn)識(shí)和使用網(wǎng)絡(luò)信息,幫助學(xué)生去粗取精;鼓勵(lì)學(xué)生采用數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)處理軟件、圖像處理軟件、文字處理軟件等收集、分析數(shù)據(jù),解釋數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,為最終的探究結(jié)果提供真實(shí)、可靠的證據(jù)。
研究成果匯報(bào)的科學(xué)性。研究結(jié)果匯報(bào)的科學(xué)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的可視化演示,對(duì)科技文獻(xiàn)要點(diǎn)的關(guān)注,對(duì)不同發(fā)表形式(報(bào)告、口頭演說、論文、電子發(fā)布)差異的關(guān)注,完整的研究文檔。
此外,探究性學(xué)習(xí)過程要根據(jù)學(xué)生年齡、探究能力的遞增逐漸將探究內(nèi)容中的“趣味性”“競爭性”等激勵(lì)動(dòng)機(jī)因素轉(zhuǎn)向更嚴(yán)謹(jǐn)、更合乎科學(xué)專業(yè)規(guī)范的方向,從而讓學(xué)生逐漸體驗(yàn)科學(xué)研究的過程、加深對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解。
既然信息技術(shù)是促進(jìn)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的重要手段,學(xué)生對(duì)其掌握的水平就是決定探究性學(xué)習(xí)成敗的重要因素之一。這種技術(shù)上的支持和指導(dǎo)是探究性學(xué)習(xí)過程中的自然組成部分,教師既可采用集體講授、班級(jí)練習(xí)的辦法向全班引入某種新技術(shù),也可在學(xué)生需要的時(shí)候提供個(gè)別化的輔導(dǎo)。在一個(gè)具體探究學(xué)習(xí)項(xiàng)目中避免出現(xiàn)過多的新技術(shù),否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生有限的心理資源從探究主題分散、過多地專注于技術(shù);啟用學(xué)生導(dǎo)師,發(fā)揮高技術(shù)水平學(xué)生的優(yōu)勢(shì);考慮學(xué)生實(shí)際情況和探究學(xué)習(xí)內(nèi)容,在課堂教學(xué)中盡量采用相對(duì)有限的資源庫(如光盤數(shù)據(jù)庫、局域網(wǎng)),因?yàn)橥耆诰€方式可能使學(xué)生在浩瀚的信息中迷失方向。我校在進(jìn)行化學(xué)網(wǎng)絡(luò)下的探究性學(xué)習(xí)中,采用資源相對(duì)封閉的局域網(wǎng)的資源,在具體的研究過程中有多位教師進(jìn)行具體的指導(dǎo)和幫助,取得了相對(duì)滿意的效果。
教師要使學(xué)生在整個(gè)探究性學(xué)習(xí)過程中保持動(dòng)機(jī)和興趣是非常重要的,能使學(xué)生始終感受到具體的探究任務(wù)帶來的壓力及來自實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體目標(biāo)的成就感的動(dòng)力是有效的教學(xué)策略。首先,教師要通過文字、語言幫助學(xué)生明確每一項(xiàng)探究活動(dòng)的任務(wù),讓學(xué)生把握探究的目標(biāo);其次,每一項(xiàng)探究活動(dòng)后都要組織交流和評(píng)價(jià),讓學(xué)生體驗(yàn)到探究的成就感。此外,可能的話,應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生將其探究成果進(jìn)一步深化并轉(zhuǎn)換為可實(shí)際演示和操作的方案。信息技術(shù)就可以將探究任務(wù)預(yù)先呈現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中,方便學(xué)生查閱;還可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)的反饋與評(píng)價(jià),每個(gè)學(xué)生的探究成果都記錄在案,并可以隨時(shí)、隨地進(jìn)行交流和補(bǔ)充。
在具體的教學(xué)實(shí)踐中,課堂的學(xué)習(xí)氣氛不是很活躍,大多的學(xué)生很沉默,學(xué)習(xí)的熱情不能夠得到很充分的發(fā)揮,筆者在去年的一次公開教學(xué)活動(dòng)終究體會(huì)到了這一點(diǎn),這就需要教師在利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)的同時(shí),注意使用多種媒體手段,加強(qiáng)師生之間、學(xué)生之間的互動(dòng)。
在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中,有些化合物的知識(shí)多屬描述性知識(shí)、難度較低、學(xué)生易于接受,可以借助信息技術(shù)讓學(xué)生通過自學(xué)完成。例如,二氧化碳的性質(zhì)課程在網(wǎng)絡(luò)條件下的探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。
二氧化碳的性質(zhì)課程案例
活動(dòng)目標(biāo):
1.通過探究學(xué)習(xí)二氧化碳的活動(dòng),培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力及邏輯推理能力。
2.培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上搜尋、學(xué)習(xí)所需信息的能力,以適應(yīng)自主學(xué)習(xí)、探索學(xué)習(xí)、未來學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的要求。
3.從生活實(shí)際入手,了解自然,了解社會(huì)。
活動(dòng)過程:
活動(dòng)一:“死狗洞”之謎
很早以前,在意大利有一個(gè)奇異的山洞:每當(dāng)獵人牽著狗通過的時(shí)候,獵人安然無恙,狗卻死了。當(dāng)時(shí)那里的人們都傳說這山洞中上有魔鬼,它最嗜好吃狗。世間上是否真有魔鬼呢?首先、請(qǐng)同學(xué)們打開網(wǎng)頁:http://zjc.nease.net/Myweb2/co2/co2.htm來了解一下故事的究竟。
請(qǐng)同學(xué)們討論,想一想,談?wù)勛约旱南敕ā?/p>
活動(dòng)二:感受二氧化碳
教師展示:一瓶二氧化碳,要求同學(xué)們觀察瓶中二氧化碳的顏色、狀態(tài),并請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)聞一聞二氧化碳的氣味。并向大家講一講自己的感受。
活動(dòng)三:二氧化碳的物理性質(zhì)
教師演示實(shí)驗(yàn):二氧化碳密度實(shí)驗(yàn);二氧化碳易溶于水的實(shí)驗(yàn);一瓶汽水,并打開瓶蓋,有大量氣泡冒出。(學(xué)生上臺(tái)演示)
在進(jìn)行完課堂中的實(shí)驗(yàn)以后,請(qǐng)同學(xué)們觀察計(jì)算機(jī)演示的實(shí)驗(yàn),想想這些現(xiàn)象的原因。地址:http:// zjc.nease.net/Myweb2/co2/tianping.htm
http://zjc,nease.net/Myweb2/co2/srx.htm
設(shè)疑:在加壓降溫下,二氧化碳還是無色氣體嗎?
請(qǐng)學(xué)生回憶:二氧化碳在冷卻和加壓下變成無色液體,溫度更低時(shí),變成雪花狀固體—干冰。在101千帕下,干冰在-78.5℃時(shí)吸收大量熱,直接變成二氧化碳?xì)怏w。
討論:干冰是否是冰? 綜合二氧化碳性質(zhì),分析如何收集二氧化碳?xì)怏w?請(qǐng)同學(xué)們暢所欲言。
活動(dòng)四:二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)
教師演示:二氧化碳使蠟燭熄滅的實(shí)驗(yàn);石蕊試劑變色實(shí)驗(yàn),請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)來吹氣;向澄清的石灰水中吹入二氧化碳?xì)怏w(學(xué)生上臺(tái)演示),實(shí)驗(yàn)完成以后請(qǐng)學(xué)生觀察計(jì)算機(jī)演示的實(shí)驗(yàn)。
地址:http://zjc.nease.net/Myweb2/co2/ lz.htm
講解與分析:我國古城西安發(fā)現(xiàn)了古墓,考古人員要挖掘它,應(yīng)采取什么措施保證人身安全? 用燃著的木材放進(jìn)去,木材熄滅說明二氧化碳含量多,人就不可能進(jìn)去。
活動(dòng)五:查閱有關(guān)二氧化碳的網(wǎng)絡(luò)資料
相關(guān)鏈接:
二氧化碳新探與化學(xué)化工用途:
http://vip.6to23.com/etsnoopy/chemdz/ society/11.htm
二氧化碳的性質(zhì)(臺(tái)灣):
http://chemedu.pu.edu.tw/reaction/CO2/ CO2-all.htm
二氧化碳在自然界的平衡和溫室效應(yīng):
http://www.learningchina.com/huaxue_ manage/mgcontent.asp?key=smg016
二氧化碳中毒與窒息:
http://www.scdc.sh.cn/spcc/sgpx/sl/14.htm
熟悉而陌生的二氧化碳:
http://www.lnedu.net/source/hx_xzsjs/2002102491032.htm
在全課程的學(xué)習(xí)中,利用QQ建立討論組,學(xué)生將自我在學(xué)習(xí)中遇到的問題及時(shí)的反應(yīng)出來,和大家共同交流,在探討中增加知識(shí),提高能力。
這種自主探究學(xué)習(xí)模式中,信息技術(shù)更多地作為學(xué)生學(xué)習(xí)的工具,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,網(wǎng)絡(luò)和教師是學(xué)習(xí)資源的提供者和學(xué)習(xí)的輔助者。
案例反思:課程中需要考慮幾個(gè)問題:一是不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度如何協(xié)調(diào);二是如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的主線和興奮點(diǎn);三是學(xué)習(xí)的結(jié)果如何客觀的評(píng)價(jià)和測(cè)量。這都是需要我們進(jìn)一步思考的問題。
[1]李遠(yuǎn)蓉,劉曉雪.探究學(xué)習(xí):化學(xué)素質(zhì)教育的重要方法[J].中小學(xué)教材教學(xué)(中學(xué)版),2000,5
[2]教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng).外國中小學(xué)研究型多媒體教學(xué)模式述評(píng)[EB/OL]http://www.edu.cn/2001-09-24
book=111,ebook=788
2010-03-31
王俊義,本科,中教一級(jí)。