基于CAI與中學化學課程整合的理論與實踐

1、基于CAI與中學化學課程整合的理論與實踐周平儒（平昌中學 四川平昌 636400）論文發(fā)表及獲獎情況簡介：【發(fā)表論文編號：157，國家級，國際范圍發(fā)行,吉林省電化教育館主辦，中小學電教2002年7期上發(fā)表。2002年11月被中國電化教育協(xié)會評為優(yōu)秀論文獎。此文被江西師范大學傳播學院的林剛撰寫的從<中小學電教>刊發(fā)的論文看中小學教育技術(shù)研究的最新動態(tài)及熱點問題的論文(在中小學電教2003年9期4頁上刊登)作為第二部分“熱點問題及主要研究領(lǐng)域”的第二點“課程整合”的“從理論和實踐層面研究信息技術(shù)與各學科課程的整合的方法”內(nèi)容的實例?！?【摘要】現(xiàn)代教育技術(shù)是當代教育的制高點，CAI課件

2、必然要進入化學教學中去，成為教師用以構(gòu)建成能充分發(fā)揮教師主導作用，體現(xiàn)學生主體地位的新型教學模式的有力手段，成為學習者學習的認知工具。【關(guān)鍵詞】CAI；建構(gòu)理論；中學化學；整合；實踐On CAI And Theory And Practice of Middle SchoolChemical ConformityZHOU Ping-ru(Ping chang Middle school, Ping chang county,Sichuan,636400) Abstract: Modern Education Technology is the point of modern education

3、, CAI must enter chemical teaching and studying And it will be become a powerful means with mew teaching matrix which a teacher can give play to a leading role and a student can embody a leading place and it will be become a tool of learning know ledge by learner.Key words: CAI; Combinatorial theory

4、; Middle school chemistry; Conformity; Practice隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，大量CAI（Computer Assisted Instruction,即計算機輔助教學）課件進入課堂，形成一種具有現(xiàn)代教育特色的教育方式。教育信息技術(shù)化將成為教育改革的必由之路，作為學校教育重要部分的化學教育，用不用計算機不再成為一個問題。因此，需要進入新的研究領(lǐng)域，研究如何將計算機有機地整合到化學教學中，創(chuàng)造豐富多彩的教學形式，以發(fā)揮計算機的巨大優(yōu)越性。一、CAI與中學化學課程整合的理論基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展僅為教學改革提供了物質(zhì)條件。傳統(tǒng)的教學理論是以傳統(tǒng)媒體（如書本、黑

5、板）為基礎(chǔ)的，CAI是以新的信息為教學媒體的教學，如以傳統(tǒng)的教學理論為依據(jù)，計算機充其量是一塊高級黑板，CAI教學與傳統(tǒng)教學并無多大差異。理論基礎(chǔ)是指對本學科的發(fā)展起支撐作用的科學理論。例如物理學的理論基礎(chǔ)是高等數(shù)學。因此，CAI與課程整合的理論基礎(chǔ)也應(yīng)發(fā)生變化，建構(gòu)主義學習理論將成為信息技術(shù)與課程整合的基本理論。建構(gòu)主義（Constructivism）學習理論。它是由認知主義進一步發(fā)展而來的學習理論。它不僅關(guān)注知識的表征和意義學習的過程，而且還重視學習環(huán)境對學習的影響，重視學習環(huán)境幫助學習者構(gòu)建知識的意義。它認為學習是學習者通過與周圍社會環(huán)境交互而自主建構(gòu)內(nèi)在心理表征的過程，知識不是通過教師

6、傳授得到的，而是學習者在一定的情景即社會文化背景下，借助他人的幫助，充分利用各種學習資源，通過人際間的協(xié)作活動而實現(xiàn)的意義建構(gòu)過程。在這個過程中，學習者已有的知識、經(jīng)驗（包括社會文化）起著特別重要的作用。知識意義是通過內(nèi)在表征過程主動建構(gòu)出來的，是隨著學習環(huán)境的變化而處于不斷發(fā)展中的。因此，建構(gòu)主義學習理論認為“情境創(chuàng)設(shè)”、“協(xié)作學習”、“會話交流”和“意義建構(gòu)”是學習環(huán)境中的四個基本要素。這種學習環(huán)境對學生認知結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展是非常有利的，如果與多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)很好地結(jié)合起來，將是其他媒體或其他教學環(huán)境無法比擬的。由于新的教學思想對CAI課件的影響，激發(fā)人們尋求和發(fā)展適合新技術(shù)和人們認知

7、的新理論，在建構(gòu)主義學習理論指導下，探索和創(chuàng)建一種可行的交互式CAI教學系統(tǒng)。因此，在課件設(shè)計和課堂教學中都圍繞著建構(gòu)主義學習理論的四大學習環(huán)境要素進行，把多媒體計算機當作建構(gòu)主義學習環(huán)境下的理想的認知工具，讓學生在教師的指導下進行學習和求知。由此可見，建構(gòu)主義強調(diào)環(huán)境和社會背景對學習的作用；強調(diào)意義學習或意義建構(gòu)；強調(diào)師生交互、自主、探究、開放、實踐、綜合、多樣性學習。不少學者根據(jù)他們對學習的理解，提出了多種教學方法，例如，支架式教學（Scaffolding Instruction）、拋錨式教學（Anchored Instruction）、隨機通達教學（Random Access Instr

8、uction）等。這些教學方法的提出，為開發(fā)和應(yīng)用CAI課件提供了重要的理論依據(jù)。二、CAI在中學化學課程整合的合理運用CAI是一門新的教育技術(shù)，它能克服傳統(tǒng)教學方式的弊端，具有生動形象、主動靈活、人機交互、即時反饋和個別化等優(yōu)點。在化學學習過程中，使學習者進行人機交互式學習，會明顯提供記憶和學習效率；并可按照學生個人特點進行教學，做到“因材施教”。（一）激發(fā)學生興趣，提高學習效率CAI課件由文本、圖形、動畫、聲音、視頻等多種媒體信息組成，所以可以創(chuàng)設(shè)信息量大，富于啟發(fā)性的問題情境，展示非傳統(tǒng)意義上的問題，激發(fā)學生的學習興趣。一般操作方法是把課件的主題畫面設(shè)計成友好的用戶界面，配以親切的解說詞

9、或悅耳動聽的音樂，教師以和善的體態(tài)語言創(chuàng)設(shè)一個為學生所熟悉的化學情境或教學情境，使學生產(chǎn)生輕松的心理狀態(tài)，形成良好的第一印象。例如：有關(guān)“氮族元素”一章的內(nèi)容，可制作各種情境的CAI小課件，授課時播放這些小課件，就可以根據(jù)屏幕上展示出來的情境和提出的問題開展教學活動。這種教學方法，激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學習效率。（二）突破教學難點，啟發(fā)學生思維CAI課件具有動畫效果好、交互性強的優(yōu)勢，可使抽象的理論具體化、間接的問題直接化，幫助學生從感性認識上升到理性認識，從而有效地突破化學教學的難點。例如：離子反應(yīng)的教學。離子反應(yīng)因類型多，涉及知識面廣而導致學生不易掌握，書寫離子方程式的各種錯誤，一直

10、延續(xù)難以糾正，所以被看作化學教學的重點和難點。究其原因是對離子反應(yīng)的實質(zhì)認識不深。因此，可制作硝酸銀溶液與氯化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)的CAI課件與演示實驗配合使用。計算機輔助教學完成了由表及里、由具體到抽象的過程，使學生對離子反應(yīng)的本質(zhì)有了更深入的認識，從而有效地突破了這一教學難點。（三）應(yīng)用交互方式，進行自主學習CAI課件的超文本結(jié)構(gòu)提供多種學習路徑、非線性式的學習，便于學生進行聯(lián)意思維，使學生能按自己的知識基礎(chǔ)、習慣和愛好選擇學習內(nèi)容和方式，而不是由教師事先安排好，學生被動服從，這樣將充分發(fā)揮學生的主動性，真正體現(xiàn)學生認知主體的作用。在此基礎(chǔ)上，學生利用計算機的交互性、點擊空白處，彈出供參考的對比

11、內(nèi)容，再與自己的歸納總結(jié)相對比，找出自己的不足，填補遺漏。例如：復(fù)習氧氣、氫氣、二氧化碳三種氣體時，可應(yīng)用CAI課件的交互性，采取列表對比方式對三種氣體進行綜合對比，有利于幫助學生對這三種氣體形成一種網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系，以及明辨它們的區(qū)別,幫助他們更好地獲得新知。（四）創(chuàng)設(shè)動態(tài)情境，深化學生認識CAI課件通過逼真的模擬仿真動態(tài)演示，提高學生的參與水平，從而激發(fā)動機，促進學習熱情，使得抽象的概念簡單化，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)直觀化，加深學生對基本概念和基本原理的正確理解與掌握。例如：鈉與水反應(yīng)的實驗，由于反應(yīng)非常劇烈，需觀察的現(xiàn)象比較復(fù)雜，現(xiàn)象變化得也很迅速，學生在實際觀察時一下子較難全面地觀察清楚。利用CAI在演

12、示過該實驗后再反復(fù)模擬，并在學生易疏忽的細節(jié)處通過放大、定格等手段來提供鮮明的視覺信息，可以使學生獲取鈉跟水反應(yīng)的全部信息。（五）變課件為積件，充實教學內(nèi)容CAI課件的教學演示僅是一個方面，在教學準備階段、教學評價階段，都可以用于減輕教師的負擔。在化學教學中，教師把平時收集的教學資料輸入計算機，并不斷豐富，將利用3DMAX、pbotoshop、poser等軟件制作的素材分類放在指定的目錄下，把資料庫建立起來，教學只要根據(jù)教學的要求，用Author ware、 Director、方正奧思等創(chuàng)作工具，稍加整理即可合成一個CAI課件。變課件為積件，既為教學充實了內(nèi)容，又擴大了學生的知識面，較好的克服

13、了CAI教學備課時間長的弱點。認識到這一點，會極大的豐富計算機輔助教學的內(nèi)涵，計算機在教學中的運用將更加廣泛。三、CAI在化學課程整合中的注意問題CAI課件參與教學過程體現(xiàn)了現(xiàn)代教育技術(shù)極大的優(yōu)越性，但是我們應(yīng)該清楚地認識到，這些優(yōu)越性都要在現(xiàn)代教育技術(shù)被合理應(yīng)用的前提下才會成為現(xiàn)實。因此，在使用CAI時應(yīng)注意以下幾個問題。（一）CAI不能替代化學教師CAI本身不帶有任何企圖包辦教師教學的思維或理論，更注意要用教學理論培訓教師，使化學教學趨向比較理想的過程。在教學中，教學組織者、實施者是教師而非CAI系統(tǒng)，教學指揮仍掌握在教師手中，決不能全部交給系統(tǒng)。因此，CAI不能替代化學教師。（二）CAI不能替代傳統(tǒng)教學盡管CAI有許多優(yōu)勢和強大的生命力，代表著化學發(fā)展方向，但不能全盤否定傳統(tǒng)教學。無論傳播媒體怎樣先進，不管它的功能如何完善，它們都不可能完全取代傳統(tǒng)教學手段，傳統(tǒng)教學具有豐富的遺產(chǎn)和寶貴的教學經(jīng)驗。在化學教學中，CAI與傳統(tǒng)教學手段的關(guān)系應(yīng)當是一種有機整合的互補關(guān)系，應(yīng)根據(jù)教學內(nèi)容的需要，找到CAI和傳統(tǒng)化學教學的最佳結(jié)合點。使之轉(zhuǎn)化為更科學、更有趣、更有質(zhì)量的方式，更好地為實施素質(zhì)教育服務(wù)。因此，CAI不能替代傳統(tǒng)教學。（三）CAI不能替代化學實驗化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學。學生實驗、演示實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學生的動手能力、觀察能力、思維能力等多