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利用多媒体环境中创设化学概念教学情境
发布时间:2009-05-16 00:00:00  发布人:王希俭
论文摘要
学生的学习过程是一个不断发现问题、分析问题和再认识更高层次问题的过程。如何根据学生的思维能力和认识水平,设计合理的教学途径与方法,引导学生科学地理解化学概念,是搞好化学概念教学的关键。信息技术与课程整合最高的目标乃是有效地改善学习,信息技术不仅仅是辅助教或辅助学的工具,而是改变学生的学习方式,改善学习资源和学习环境,构筑面向未来社会的学习方式。在课堂教学中努力创设恰当的“情境”,以“情境”为主线来组织和调控课堂教学,就能充分调动学生学习的积极性,发挥学生的学习主体作用,促进学生科学探究活动的开展和探究能力的培养。
关键词 情境 化学概念教学 信息技术与课程整合 学习方式 积极性

一、问题的提出
在多媒体环境下的化学概念教学有许多优势,诸如教学形式丰富多彩、教学情节引人入胜,学生参与的教学活动精彩等。但多媒体环境下的化学概念教学中,还存在着一些偏差和问题:
第一、教学主体错位,创设的教学环境游离于化学概念以外;第二、化学概念教学课件缺乏交互性,是另类“灌输式”,化学概念教学的内容、程序缺乏交互性和反馈功能;第三、仍以教师讲授为主,演播式的多媒体只不过将概念教学过程更加具体化、细致化和人性化;第四、教师作用被替代,教师成了鼠标点击的操作者;第五、大量使用对化学概念解释的文字PPT代替板书,等等。
二、化学概念学习的特点
1. 化学概念的地位
化学作为一门自然科学,其引人入胜之处就在于认知这一感性科学世界时,需要认知者丰富而抽象的理性智能。这种对学习者认知能力的跨度要求,构成了认知过程的和谐统一,但也造成了部分学生认知困难。学好一门科学,关键在于理解它的概念。化学为学生引入了许多新的概念,对于初学者来说,它们是陌生的,因为它们的化学意义跟其在生活意义是不同的。化学教学的宗旨就在于帮助学生深化对日常生活世界的理解,形成科学的解释。化学概念是有关物质组成、结构、性质、变化的本质概念及其规律在人们头脑中的能动反映,化学基本概念是整个化学学科知识的基础。但是实际的化学概念教学并不是一种简单、容易的实践,学生们常常对一些基本概念不能建立起正确的理解,从而使其对化学的深入学习缺乏可依赖的基础。这样,如何根据学生的思维能力和认识水平,设计合理的教学途径与方法,引导学生建立科学理解,就成为搞好化学概念教学的关键。
2.化学概念学习的内部条件和外部条件
化学概念学习的内部条件包括:有足够的关于化学事物的感性知识;有一定的分析、综合等抽象思维能力,有辨别主次、区别本质与非本质的能力;知道作为所学概念的定义组成部分的事物概念(如上位概念)和特征、关系概念;对有关化学事物获得概括性认识的兴趣等。
化学概念学习的外部条件包括:选择范例,使学习者获得形成化学概念所必须的化学事物的经验材料;引导学习者进行分析、综合、比较、鉴别、抽象、概括,形成化学概念;帮助学习者做好形成化学概念所需要的事物概念、关系概念等知识准备,指导学习者了解概念的内涵和外延,掌握化学概念的定义、解释、分类和划分等,并进一步运用所学的化学概念

3.化学概念教学的模式
新课程理念下的化学概念教学的一种模式是“感知——理解——巩固——应用”,或者是另一种模式“提出问题——提供实验事实——分析总结下定义——应用巩固练习”。
学生的学习过程就是一个不断发现问题、分析问题和再认识更高层次问题的过程。“情境”对化学学习过程来说,有着至关重要的引导作用。以“情境”为中心,围绕科学的并能激发学生思维的“情境”展开学习[FS:PAGE],也是科学探究学习的重要特征。因此,在课堂教学中努力创设恰当的“情境”,通过“情境”启发学生积极的观察、思维。以“情境”为主线来组织和调控课堂教学,就能充分调动学生学习的积极性,发挥学生的学习主体作用,促进学生科学探究活动的开展和探究能力的培养。
无论是哪一种学习化学概念的模式,第一学习环节“感知”或是“提出问题”,都是强调依据学生原有的生活经历、日常生活经验等原有知识及原有认知在化学教学中的地位及作用;第二学习环节“理解”或者“提供实验事实”,则更注重借助于多媒体教学手段,使用精心编制的多媒体课件,可以激活课本内容,让静止变为运动,让抽象变为具体,让微观世界变成宏观世界,可以将外部资源引入课堂,把课本以及课堂的概念大而化之,变为无限。在这样的课件引导下,学生们不仅可以积极投入到学习活动中,还会有广泛学习、探索发现规律、认识本质的兴趣,提高学习认知能力和思维创新能力。
三、创设化学概念教学情景
1.化学概念教学情境的要素
一般来说,利用现代信息技术创设化学概念教学情境的目的,第一是调动学生学习的积极性;第二是改变学生学习方式,变被动学习为主动学习;第三是开发学生的智力,提高学生自主获取知识的能力。能更加有效地激发学生进入学习活动状态,以促进课堂教学中三维目标的实现,即知识的形成,能力的发展,过程及过程中情感和态度的体验,价值观的形成。
创设多媒体环境下的教学情境,首先是选择范例,使学习者获得形成化学概念所必需的化学事物的经验材料。相关的实验、问题、故事,史实、新闻、报道、实物、图片和影像资料等,都可以作为课堂教学的教学情境。涉及的要素有:
①观察:使用感官获得信息(包括图形、图像、图表,反应及现象,数字等信息)。
例如原电池的教学,可以横向进行,即将现有的可以收集到的电池实物或图片进行展示,引导学生认识电池在现代生活中的广泛应用,然后观看拆卸干电池、纽扣电池等录像,通过观察认识电池的基本构成;也可以纵向进行,沿着伏达电池的发明过程,直到现在的新型燃料电池的组成特点和工作原理,让学生亲历实现化学能转化为电能的曲折的探索过程,认识原电池的组成特点,工作原理。
创设多媒体环境下的教学情境,其次是引导学习者进行分析、综合、比较、鉴别、抽象、概括,形成化学概念。相关要素有:
②比较:找出事物的相同处和差异处。
  ③分类:依据颜色、形状、大小等外部特征或抓住其某一方面的内部特征分类处理信息。
  ④测量:使用数量、时间、温度等量化观察。
  ⑤传达:用图表(片)及延伸正文以口头或书写方式描述或分享一个现象。
例如气体摩尔体积的教学。将一定条件下,1mol不同的固体、液体和气体的密度、质量的数据列表,利用计算机进行数据处理,分别得出固体和液体的体积不同,而气体的体积近似相等的结论。进一步提出如何解释上述结论?运用设计动画,模拟固体和液体存在形式,是一种较为紧密的堆积,其体积主要取决于构成的粒子大小和粒子的平均间距;模拟气体的存在形式是一种平均粒子间距较大的状况,且粒子平均间距几乎相等,帮助学生获得直观的认识。
创设多媒体环境下的教学情境,第三是帮助学习者做好形成化学概念所需要的事物概念、关系概念等知识准备,指导学习者了解概念的内涵和外延,掌握化学概念的定义、解释、分类和划分等,并进一步运用所学的化学概念。要素有:
⑥推论:辨认形态且预期再度发生。
⑦预测:根据观察或资料,做出合理的推论。
⑧假设:使用“如果……就会……”的陈述句型来解释原因的影响。
  ⑨定义和控制变项:确定在实验中哪一种变项需[FS:PAGE]要被探讨,哪一种变项需要被控制。
例如阿伏加德罗定律的教学。可以设计模拟实验,当气体分子数目相同时,温度一定,随压强增大,气体体积减小;压强一定,对温度升高,气体体积增大。利用计算机处理数据,绘制出“温度~体积”、“压强~体积”的关系图,从而推出阿伏加德罗定律,并进一步理解气体摩尔体积描述的是阿伏加德罗定律中的一个特例。
  再例如盐类水解的教学。研究碳酸钠溶液和醋酸钠溶液水解状况受外界因素的影响,用指示剂测定水解程度不能实现,将现代传感技术应用与化学课堂教学中,溶液的温度和浓度可能是影响盐类的水解的外界因素,传感器pH计,清楚地将实验中“溶液温度~pH”、“溶液浓度~pH”的曲线绘制并投影在大屏幕上,改变了以往教师苍白的讲述,在形成盐类的水解概念的过程中,不仅为学生提供了丰富的感性认识,同时培养了学生分析综合的抽象思维能力。
通过上述要素的优化组合,呈现给老师和学生生动、有效的化学概念教学。这时,学生的概念学习就会从背诵大量化学知识信息转向探究化学主题,并用他们自己的实际经验及探究过程的技巧回答自己所提出的全部问题。好奇心和探究心理使学生的化学科学应用能力得到增长。
2.概念教学情境的创设方法
·帮助学生建立抽象的认知内容与已有知识的内在联系
例如认识化合价。激活经验,模拟迁移。就可以创设商品交换的情景片段,从商品出发引出其价值的体现形式——货币,并依据公平原则,在有供需要求时发生商品交换,从而引导学生进入到化学变化的本质是原子的重新组合,认识原子的重新组合就是一种交换。
·关注学生个体习得能力与认知能力的差异
例如认识原电池的工作原理,通过做好实验为学习概念提供宏观示例,也可以利用FLASH动画形象地进行描述,使学生对微观世界有一定的感性认识,帮助学生在化学实验现象和化学概念的理解之间建立三个水平(即宏观水平、微观水平、符号水平)联系。
·注重化学学科极端感性与理性的和谐统一
例如学习质量守恒定律,帮助学生认识在化学变化中原子种类和数目都不发生变化。同样可以利用FLASH动画将水在通电作用下的分解、氢气还原氧化铜的微观过程模拟演示,帮助学习建立起感性和理性的和谐统一,从而加深理解和巩固对质量守恒定律认识。
·注重探索物质变化的因果联系
例如水在通电作用下的分解、氢气还原氧化铜等实验的实质,单凭初中生感知能力不可能一下子全部掌握,而用多媒体课件模拟微粒的分开和结合的过程,揭示化学反应是分子重新组合的实质。通过分析水分子的分解过程和氢气夺去氧化铜分子中氧原子的过程,建立起实验现象与实验结果的必然联系,进一步从本质上认识水的分解反应和氢气还原氧化铜的氧化反应和还原反应。

总之,新课程中的化学课堂教学强调参与、合作、自主、探究。教师在课堂教学中应做到积极创设问题情景,激发学生的学习积极性;开展以实验为基础的探究教学,激发学生思维,提高学生的科学素养;拓展学生知识面,扩大学生知识视野,提高学生综合素质;改变学生的学习方式,提高学生学习的自主性和能动性。
信息技术与课程整合最高的目标乃是有效地改善学习。在信息技术与课程整合之前,学生的学习在进行,并能够取得一定的学习效果。信息技术与课程整合后,将有效地改善学习,革新传统的学习观念,改变学生的学习方式,改善学习资源和学习环境,构筑面向未来社会的学习方式。信息技术与课程整合后,实际上信息技术不再仅仅是辅助教或辅助学的工具,而是要从根本上改变传统的教学结构与教育本质。

参考资料
1. 何克抗,《现代信息技术与学科教学整合》
2. 刘知新主编 吴俊明 王祖浩著,《化学学习论》广西教育出版社(199[FS:PAGE]6年)
3. 毕华林、刘冰.化学探究学习论.济南:山东教育出版社,2004.112-114
4. 皮连生.教育心理学第三版.上海:上海教育出版社,2005.125-139


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