化学教学策略与案例分析：信息技术与化学教学的融合

（一）基本内涵

1.现代信息技术与现代教育技术

现代信息技术是以微电子学为基础的计算机技术与通信技术结合在一起的一种能动技术，能够对声音、图像、文字、数字等各种传感信号的信息进行获取、加工、处理、储存、传播和使用。简而言之，这种技术能够支持信息的获取、传递、加工、存储和呈现，从而被广泛应用到人们工作生活的各个层面。信息技术常被应用于教育教学中的多媒体技术、人工智能技术、网络通信技术、仿真技术、虚拟现实技术等，从而呈现出多种教学手段如多媒体教学、虚拟实验教学、远程教学等。

现代信息技术教学不是简单的电脑、网络与教学的结合，而是充分利用信息技术作为高级思维训练工具，培养学生的高级思维能力，建构知、情、意相融的高智慧学习体系。在这个信息更新飞速的社会里，学生对知识的获取可以来自多种渠道，课堂只是最简单的一种形式。教师运用现代信息技术教学也不再只是为了给学生传授相关的知识点，也不仅仅是通过传统的PPT图片展示、视频动画引入来培养学生兴趣，更多的是通过相应的技术调动学生积极性，借助现代信息技术引导学生开展探究活动，逐步培养学生的探究能力，实现教学的三维目标。

现代教育技术是指在教育理论的指导下，合理地将现代信息技术中的音频、视频、投影、电子白板、虚拟现实技术等运用于教学中，以达到优化教学的理论与实践的目的，改变传统“黑板+粉笔”的教学模式，从而实现教育的、科学化和智能化。现代信息技术与化学教学融合的教学实践就是现代教育技术的研究范畴，是在为现代教育技术的理论完善做研究补充。教育技术关注的不是技术本身，而是技术对教育教学过程的影响，对教学内容的开发、设计，教学模式的创新。

现代信息技术与化学教学融合强调的是技术在教学中的合理、准确应用，实现技术与教学的完美统一。当然在教学中，现代信息技术的应用离不开现代教育技术的理论指导。同时，现代信息技术的使用又在不断地补充、完善现代教育技术理论，而最终达到优化教学的共同目的。

2.信息化技术与化学教学

利用现代信息技术优化化学实验教学是指教师在掌握现代信息技术的基础上，转变传统的教育观念，利用计算机技术、通信技术、网络技术和多媒体技术将化学理论和化学实验的相关文字、图像、音像、动画等通过相关传播媒介综合、生动地呈现给学生，并注重师生互动、生生互动，构建开放的学习情境，以提高化学实验教学的效率和效果，同时不断地提高学生的学习积极性、提升学生自主学习的能力、培养学生的科学发现精神。

3.两者的融合

南京师范大学吴康宁教授指出，从目前教育领域中现代信息技术的应用情况来看，技术“进入”教学经历了“塞入”“加入”“嵌入”“融入”四个阶段，即技术点缀、辅助、支撑、控制教学四个阶段。可见，技术在教育中的作用越来越大，最终呈现的是技术与教育教学和谐共存、有序发展的完美状态。融合是建立在现代信息技术与课程整合的基础上的，顾名思义就是相合在一起，一个融入另一个中，成为一个有机自然和谐的整体，达到一个“共存亡”的状态。整合是指把零散的东西衔接在一起，重新组合；而融合是立足效果上的整合。一切现代信息技术在教学中的使用都是为了优化教学，不是为了方便而方便、为了使用而使用。融合强调的不是课堂上使用现代信息技术的多少，而是使用是否有效。它改变了以使用信息技术的多少、长短评价教学效果的错误认识，致力于通过现代信息技术与教学融合实现教育信息化、推进我国教育事业的发展。

（二）信息技术与化学教学融合的意义

1.理论价值

建构主义理论认为，学习者知识的获取，主要是学习者在一定的社会文化背景下，利用必要的学习资源，通过与其他人（教师和学习伙伴）的协商、交流、合作和本人进行意义建构方式实现的。建构主义理论更能揭示人类学习过程的认知规律，更适合于指导教师组织教学。例如，实验在化学教学过程中起着非常重要的作用，实验学习环境对学生认知结构的形成与发展是非常重要的，如果将实验教学与多媒体技术、仿真技术很好地结合起来，将是其他媒体或其他教学环境无法比拟的。新的教学思想对现代教育技术的影响，激发人们寻求和发展适合新技术和人们认知规律的新理论，在建构主义理论指导下，探索和创建一种可行的交互式教学系统。因此，在化学教学尤其是在实验教学中围绕着建构主义理论的四大学习环境要素进行研究，把多媒体计算机当作建构主义学习环境下的理想的认知工具，让学生在教师的指导下进行学习和求知。通过研究，希望能为现代信息技术优化化学实验教学乃至其他学科的教学提供一些新的理念和新的方法，进一步促进教学设计理论与方法的深入发展。

2.现实意义

（1）运用信息技术平台能解决影响实验的客观条件。

通过计算机的强大视频功能、模拟功能与网络资源，可以把所有因仪器、药品短缺，实验有毒、污染严重、反应速度太慢等诸多原因受到制约的实验进行模拟、反复呈现，并对一些实验现象进行夸张处理。(www.xing528.com)

例如，学习氢气的性质时，通过制作一个动画给出未经验纯便点燃而导致启普发生器爆炸的过程，不仅能帮助学生理解、加深印象，还避免了实际实验操作时出现不安全问题。实验视频还能解决教师难以完成和学生难以见到的实验，如液氮的低温实验（即活鱼在液氮中）、干冰的有趣实验（即干冰将氨气冷凝为液氨，液氨又将水蒸气冷凝为冰的实验）及大气环境的保护实验等。

（2）利用信息技术手段能优化原有的教学模式。

原有的化学实验教学模式中，比较先进的应是启发性的“边讲边实验”，即“边实验，边观察，边讨论，边讲解”的教学形式。但笔者在实践过程中，经常觉得时间仓促，没办法完成教学进度。这种课型只适用于一些操作比较简单、实验效果明显的实验教学，既能保证安全，又不会对环境造成污染，而且对教师的能力要求较高，必须要有很强的组织、调控能力。而借助多媒体辅助教学，教师在设置过程中将实验内容重新编排、认真筛选，事先编制好了实验内容和程序，节约了大量的板书时间，使课堂教学节奏明显加快，使课堂容量增大，节省的时间可使学生能在预定的时间内完成实验操作，既保证安全又获得良好的实验效果。

（3）避免机械操作并体现学生的主体性。

传统黑板式的教学不具备可移动性、可保存性，加上容量有限，教师在实验教学过程不能把所有实验的具体步骤及注意事项一一板书出来。学生在做实验时，因为对实验不熟悉，操作上又不熟练，经常都是按照课本表述一步一步地操作，绝大多数学生都是机械操作，处于实验状态，只是为了能看到实验的最终现象及成功与否。现代计算机辅助教学手段的应用，弥补了这一缺憾。在课前，教师完全可借助多媒体把实验中一些具体操作步骤，用逼真的图像、动态的画面，让其形象化、直观化，把试剂的用量、该观察和记录的实验现象、注意事项及问题和讨论一一列在其中，使学生对任务一目了然，并能带着问题做实验，加上多媒体界面可以变换并定格，教学效率会大大提高。

（4）利用信息技术能有效地培养学生的实验设计能力。

利用计算机技术能有效地培养学生的实验设计能力，其途径是利用计算机设计模拟实验室，学生可以根据要解决的问题设计不同的解决方案；同时，还可以根据反馈信息，不断修改设计方案，各种排水制气装置、各种集气装置等都可以让学生通过鼠标拖动有关仪器，图像进行组合。因计算机不受仪器、药品实物等限制，学生可以反复试做。利用计算机的交互性，可以使学生的思维更具有深度，也避免了一个教师几十个学生，不能给予充分指点与辅导的缺憾。

总之，信息技术应用在化学实验教学中，不仅仅是一种方法的更新，更重要的是把信息资源引入课程教学活动中，合理、机动地运用信息技术，把学习空间还给学生，给学生提供视觉和听觉感受，丰富学生的想象，有效地培养学生自主学习、主动发展的意识和能力，充分挖掘学生的创造潜能。

（三）相关基础理论研究

1.现代教育传播理论

现代教育传播是教师按照教学目标选定教学内容，通过幻灯、投影、广播、录音、电影、电视、电子计算机等电子媒体，向特定的教学对象传播知识、技能与思想意识的过程。

现代教育传播打破了传统教育信息传播的局限性，使现代教学媒体的表现力、重现力、接触面、参与性和受控性较传统教学媒介有了很大的提高。在现代教育传播的过程中媒体是以完成不同的功能来实现预期的教学目标的。这些功能包括展现实事，形成表象；创设情境，建立共同经验；呈现过程，解释原理；提供示范，便于模仿；设疑思辨，解决问题。

教育传播理论是进行教学设计的基本理论之一，它对化学实验教学媒体的合理选择和应用有着很强的指导作用。特别是随着信息技术不断融入化学实验教学中来，更需要灵活运用教育传播理论，使信息技术能够充分发挥它的全部特长，促使化学实验教学效果得到全面提高。

2.行为主义的学习理论

“行为主义的学习理论强调学习刺激与反应的联结，即S-R间的联结，主张通过强化或模仿来形成与改变行为。”学习的起因被认为是“对外部刺激的反应，学习者的行为是他们对环境所做出的反应，学习是尝试与错误的过程，是刺激—反应—强化的过程”。基于行为主义的学习理论提出，多媒体是集文字、图形、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段为一体，具有很强的真实感和表现力，可以以较强的感官刺激激发学习者兴趣。利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，以及及时反馈教学信息并可不断进行强化的特点，可以突出重点、解决难点，增大课堂教学容量，从而极大地提高教与学的效率。有些学者提出：“行为主义的学习理论对现代信息技术优化化学实验教学的指导作用体现在，借助于多媒体给予学生多样化的刺激帮助学生做好学习准备、在教学过程中，恰当地使用信息技术为学生提供多样化的学习反馈”。