陈春胜

(梅州市梅州中学  广东梅州 514011)

摘要   新世纪，信息技术正不断改变着人们学习，思维的方式。如何将信息技术与中学实验课程整合是近一段时期以来教育界的热点话题。信息技术与实验课程整合的主要任务就是以信息技术为支撑的实验教学新模式的探索。在实验教学信息化过程中，教师面临着实验选题范围狭窄，以信息技术为支撑的实验教学课程设计相对困难等现实难题。本文正是针对实验教学的新特点，对上述问题做了一定程度的探讨，尤其是对信息技术与实验课程教学整合的关键，以及整合的具体模式等相关问题作了较为深入的探讨。

关键词  信息技术   实验课程  实验教学技术  网络技术  实验教学改革

20世纪90年代，中国实现了因特网的TCP/IP的连接，教育部也召开《全国中小学信息技术教育工作会议》，并明确提出教育的跨越式发展。教育部做出决定：从2001年起用5年到10年左右的时间，全面推广现代教育技术教育。面对信息时代的到来，我们的教育走向现代化是必然的选择，也是培养适应信息时代人才的迫切需要。探索出一条能够把信息技术的特性、教学的一般原则和学科的具体特点有机结合的路，才能实现教育思想和教学方式的根本转变。

另一方面，教育者日益重视学生对所学知识的意义建构，教学设计从以知识为中心转变为以资源为中心、以学为中心，整个教学对资源是开放的，学生在学习某一学科内的知识时可以获得学多其他学科的知识，学生在占有丰富资源的基础上完成各种能力的培养，学生成为学习的主题。如何有效引导学生在网络环境下自主健康有序的发展，这是一个值得我们研究的课题。

信息技术在实验教学中的应用主要是进行计算机辅助教学(CAI)，即利用计算机接口技术、多媒体技术和虚拟仿真技术进行实验数据采集、储存、处理和监控以及进行实验模拟、重现的教学过程。充分发挥信息技术的多种优势，与传统实物优势互补，化抽象为形象，提高教学的效果。开展计算机辅助教学研究，可以解决传统实验教学模式中难以解决的一些问题，是实现实验教学最优化的一个重要途径。

信息技术应用于实验课程的教学，其作用不仅是改变传统的教学手段，更重要的是将信息化(数字化、多媒体化、智能化和网络化)的教学内容和方式融于学科课程教学的过程中，实现新的更高的教育教学目标和更好的教学效果。信息技术与课程整合将带来课程内容的不断革新，信息技术的高速发展，要求传统的课程必须适应信息化社会发展的要求，增加与信息技术相关的内容并要求各门课程都必须根据时代发展，革新原有课程内容。信息技术与课程的整合将是课程内容革新的一个有利促进因素。

我们梅州中学是首批广东省一级学校，为了前面实施素质教育，积极贯彻落实“科研兴校，科研兴教”的办学思想，引导教师改革课堂教学模式，大面积提高教学质量，同时积极推进普及教师教育科研知识，增强教育科研意识和能力，提高教师队伍素质，争办全国示范性高中，探讨现代信息与各科教学整合是非常必要的。

如今我校已经建成闭路电视网，已经实现了多媒体计算机、多媒体实物展示平台、54英寸背投彩色电视，办公自动化。学校还配备了大量的盘、带、片等软件资料，因此我们选择进行本课题的研究。

现代信息技术与化学实验教学整合的关键是有效地应用信息技术的优势来更好地达到课程学习的目标，培养学生的创新精神与实践能力，要培养学生学会把信息技术作为获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题和构建知识的认知工具。

信息技术用于学科教学的最初表现形式是将其作为演示工具。这是信息技术和课程整合的最低层次，目前大多数基础教育和高等教育都采用这种方式。教师可以使用演示文稿或多媒体课件，清楚地说明、讲解其结构，形象地演示其中某些难以理解的内容，或用图表、动画等展示动态的变化过程和理论模型等。目前，信息技术作为通讯工具也是一个很重要的应用形式。将信息技术以辅助教学交流的方式引入教学，主要完成师生之间情感与信息交流的作用。要实现上述目的，并不需要复杂的信息技术，只需在有互联网或局域网的硬件环境下，采用简单的BBS、聊天室等工具即可。　　

一定的社会行为总是伴随行为发生所依赖的情境。如果要求学习者理解这种社会行为，最好的方法是通过创设情境，让学生体验情境，在特定的情境中理解事物本身。信息技术与课程整合就是要根据一定的课程学习内容，利用多媒体集成工具或网页开发工具将课程学习内容以多媒体、友好交互等方式进行集成、加工处理转化为数字化学习资源，根据教学的需要，创设一定的情境，并让学习者在这些情境中进行探究、发现，有助于加强学习者对学习内容的理解和学习能力的提高。

具体来讲，可以通过信息技术来呈现社会、文化、自然情境等，激发学习兴趣、提高观察和思考能力；通过信息技术创设的虚拟实验环境，让学生在虚拟实验环境中实际操作、观察现象、读取数据、科学分析，培养科学研究态度和能力，掌握科学探索的方法与途径。这些都是信息技术作为情境探究工具的主要表现。

信息技术在自我评测和学习反馈方面也很有作为。现在，数字化的学习资源提供各种类型的试题库，学习者通过使用一些按照不同组题策略选出的不同等级的测试题目，做联机测试，利用统计分析软件和学习反应信息分析系统分析测试成绩，借助统计图表进行学习水平的自我评价。

此外，信息技术还提供了一个资源环境，其含义就是要突破书本是知识主要来源的限制，用各种相关资源来丰富封闭的、孤立的课堂教学，极大扩充教学知识量，使学生不再只是学习课本中的内容，而是能开阔思路，看到百家思想。

在这一层次，主要培养学生获取信息、分析信息的能力，让学生在对大量信息进行筛选的过程中，实现对事物的多层面了解。教师可以在课前将所需的资源整理好，保存在某一特定文件夹下或做成内部网站，让学生访问该文件夹来选择有用信息；也可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关人物等，由学生自己去Internet或资源库中去搜集素材。相比较来说，后者比前者更能培养学生获取信息、分析信息的能力。

信息技术还可以培养学生的信息加工、信息分析能力和思维的流畅表达能力，计算机网络技术还为实现协作式学习提供了良好的技术基础和支持环境。但最重要的还是要培养学生的探索能力、自己发现问题和解决问题的能力，以及创造性思维能力，这才是教育的最终目标。在实现这种目标的教学中，信息技术扮演着“研发工具”的角色。如在中学化学实验教学中，实验仪器可为学生提供自我动手、探索问题的机会：当面对化学实验设计问题时，学生可以通过思考和协作，提出自己的假设和推理，然后用实验仪器进行组装、验证；此外，学生还可以使用实验仪器自己做实验来发现、总结一些化学规律和化学实验现象，如：苯酚与碳酸钠能否反应、苯酚钠与碳酸反应能否生成碳酸钠等。

探索式教学和问题解决式教学等都是将信息技术作为研发工具的教学模式，而且也取得了一定的成果。但是，如何更好的发挥信息技术的作用，设计能更好地培养学生创造性思维能力的模式仍是教育工作者奋斗的方向之一。

实验是化学科的基础，通过化学实验来揭示理论，通过化学实验现象来分析化学反应原理，是化学教学工作中的一种重要手段。教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下，在某种教学环境和资源的支持下的教学活动中各要素之间稳定的关系和活动。由局域网、计算机终端、计算机辅助教学系统及多媒体技术组成的计算机实验教室，正在受到越来越多的学校领导和教师的青睐．这种用信息技术装备起来的功能性实验教室，促成了一种新的教学模式的产生，并快速发展影响着新型教学模式的构建。使课堂实验的“教”与“学”合二为一。这是新型教学模式，是一种以学生为“主体”，教师为“主导”的新型教学方式。在建构主义教学理念指导下，运用“学教并重”的教学设计理论，完成实验教学课堂设计的构建。

在实验课的集体教学模式中，其教学过程主要是教师以视听媒体作为辅助教学手段或传播手段，把实验的内容展示给学生，并通过相应的评价方式来检验学生的学习结果是否达到预期的目标。这种模式的优点是适合于缺乏经验的学习者，而且需要教师的解释和指导。在不适合学生操作的实验课程学习时，这显然更适合于知识的传授。

集体教学主要是指在学校班级教学的基础上由于视听技术的引进而形成的一种教学模式。有些在实验过程中难以发现的规律，或者危险性的实验可以通过多媒体技术为支撑如：在稀释浓硫酸的操作中，必须将浓硫酸沿烧杯壁缓缓地倒入水中，而不能将水倒入浓硫酸中。如果实验演示错误操作的后果具有一定的危险性，那么使用计算机课件，用动画的方式模拟出水倒入浓硫酸时的沸腾和四溅现象，会加深学生对这一操作的认识，对学生的实际操作起了良好的指导作用，学生实际动手操作时将有显性认识，不致操作失误。因此多媒体课件可以通过视频信息为学生展示规范、严格的操作过程。同时也可以通过课件模拟出错误操作后造成的不安全后果。有的实验在常规教学中存在不少局限性，课堂演示也不例外：（1）许多化学反应速率很快，瞬间即逝，例如氢、氧爆鸣气的化合；（2）有些化学反应则需较长时间才能完成，在常规课堂中很难进行演示，例如次氯酸的见光分解等；（3）有些化学反应装置规模小，多数学生难以观察到实验现象，等等。针对上述化学实验在常规教学中普遍存在的矛盾，可以充分利用微机的辅助功能，采用化快为慢、转慢为快、化小为大的方法，加强学生对实验过程的观察。例如：爆鸣气的化合反应可设计动画过程，逐步显示电火花点火、分子之间的化合、产生爆炸的全部过程，采用化快为慢的方法帮助学生了解其反应历程和现象；缓慢的反应则加快节奏，次氯酸的见光分解可设计为在光照下不断产生气泡的动画，使学生通过动画而加深对反应现象的认识；规模小的化学反应装置则可化小为大，像原电池、电解池等实验，放大实验现象过程示意图，向全体学生展示明显的实验现象过程，引导学生观察思考它们在反应条件和反应现象上的差别，使每个学生都能清楚地观察现象并分析原理，这些模拟实验是物质性质实验的有益补充，通过这些辅助教学手段，可以解决一些传统教学法中的局限，收到较好的效果。

基于网络的协作学习是指利用计算机网络，由二名或多名学生针对同一学习内容彼此交流与合作，以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。网络为学生提供了一个学习的空间（资源库、电子图书馆、虚拟大学）。基于网络的协作学习是一种不受时间约束的学习，学生在学习过程中，随时都可以获得在线帮助和学习资源。互联网使任何一个具备上网条件的学习者可以在任何地方、任意时间根据自己的实际情况有选择地学习，这突破了传统的学校教育的时空界限，使得学习、交流、合作在更广阔的空间进行。

在传统交往方式下，个体的人际交往往往局限于实际生活的狭小圈子内，难免受种种约束和限制。网络交往有利于个体主体意识、参与意识的提高。网络提供了一个可以畅所欲言绝好空间，这有利于提高行为主体的参与意识和人际交往的主动性。网络给协作学习提供了最好的交流工具，网络教学模式以学生为中心，学习的合作性增强。在传统的面对面教学中，以教师为中心的教学模式已经深入人心，协作过程中，教师的参与、帮助、指导经常有意无意地变成领导、控制，学生的协作变成教师逻辑有序的安排，这与协作学习的宗旨相违背。而在网络环境下，它更强调学生的自主学习，通过伙伴或教师的帮助自主建构知识，因此，网络环境下学生之间的合作性增强。对于创造性较强且需要建立相互合作建立解决问题的机制时，往往采用小组合作式教学策略，

学生用课件自学，根据自己的兴趣和基础进行个别化学习、分析和总结，学生与学生之间单向通信交流并可得到教师的个别指导，达成自我意义建构，用习题进行在线检测，巩固和深化知识。其特点：利于学生对学习的主动参与、自主控制，使学生能根据自身学习情况制定学习进程，以获得积极的学习情感体验。

交互式课件的功能体现在对实验知识结构体系的把握，并能提高学习这设计实验的能力，CAI课件的交互性和容量大的特点，为建立知识之间的联系和将知识结构化和网络化提供方便。例如化学实验中，气体的制取装置的设计和气体的除杂、干燥以及尾气的处理装置的设计，涉及的气体较多，知识面广，情况复杂，是实验教学中的难点。运用CAI课件可以有效地突破此难点。课件设计出各种模拟仪器，利用课件的交互性，要求学生通过计算机进行实验的设计。这样既简单又在有限的时间内增大了学生的思维容量，从而提高学生的实验设计能力。课件还将设计好的实验进行类比，引导学生找出它们的共同之处和各自的特点，从而得出规律，使零散的知识结构化和网络化。

在以个别化学习的教学模式中，要求学生在实验中调动一切感知手段去观察、去思考、去实践，而这一切都必须在实际的实验中实现。同时同一个实验因实验者的不同和条件的差异,其过程及现象也不尽相同，甚至实验会失败，但这对实验者也是一种经验的积累,要获取过程。就要动手，而这些是计算机课件无法模拟的。从这个角度而言没有一个实验能完全模拟。所以CAI课件不能完全代替实验教学，它仅仅是实验教学的补充，起着重要的辅助作用。

以信息技术为基础，以个别化学习为目的课件设计是实验教学是一个新的课题，它对课件设计者提出了更高的要求，这不仅要求设计者掌握过硬的信息技术，也必须了解个别化学习的课件设计原则，达到更好的学习效果。

以上是我对信息技术与化学实验教学整合过程中一些急切需要解决的问题的理解，这些都是富有挑战性的课题，因为这是发展学生动手能力的重要手段，当然，教学改革所面临的现实问题是要靠我们教育工作者的艰苦工作才能逐步解决的，这更需要我们艰苦的努力才行。是新形势下的课程改革是一项工程，也是一项任务，作为利用现代信息技术辅助教学，已经迎来其发展的重要历史阶段，在中小学课堂中，随着硬件设施及软件系统的不断改善，大大加速了教学改革的进程，我们研究的课题正是在这样一种历史条件下，推行课程改革的需要，更是教育信息化，现代化的需要。同时，我们可以清楚的看到，在教学改革信息化浪潮中，不论是中小学硬件设施，还是教师的既有技术，以及相关配套的软件资源，都相对不足，并不能很完美的为教学课程改革服务，这是在新一轮教学改革中所迫切需要解决的问题。

【参考文献】

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