运用计算机辅助化学教学 - 教学论文


  随着信息社会的到来,计算机的开发和应用正在以前所未有的速度冲击着我们这个时代。把计算机技术应用于教育领域,在国外称为计算机辅助教学(CAI)和计算机管理教学(CMI)。我国有关计算机管理教学的研究刚刚起步,而对计算机辅助教学的研究已进入推广和使用阶段,这标志着我国现代化教育技术手段的又一次飞跃。

  计算机辅助教学的发展,在国外始于60年代行为主义学习理论所倡导的程序教学法,即根据刺激反应,及时获取教学信息的反馈,有效地实行个别化教学。近几年,由于认知心理学理论的日益成熟及多媒体计算机技术的开发,使计算机辅助教学更注重于学生学习能力的形成、学习策略的掌握和提供更多的个别化教学选择。计算机辅助教学的发展趋势,正顺应了现代化教学的两个基本趋势,即强调教学的主体性,强调充分发展学生的个性,全面提高学生的整体素质。

  近年来,虽然很多学校在计算机硬件的配置上下了很大功夫,但在软件的开发和利用上明显滞后于硬件的配置。而且,相当多教师对计算机辅助化学教学的认识不足,参与不够,对计算机辅助化学教学模式的研究更鲜为人知。为此,结合我校计算机辅助化学教学的开发和实践,我们对计算机辅助化学教学模式提几点看法:

  1.计算机辅助化学教学的几种模式

  (1)计算机模拟教学模式

  计算机辅助教学的模拟功能,是计算机辅助教学中较早开发和利用的一种功能。目前,很多学校的软件应用是这种教学模式。模拟教学模式,主要是指利用计算机辅助教学的模拟功能把一些抽象的理论内容,或不易观察清楚、危险性较大、难于操作的实验内容,通过二维或三维动画形式,进行信息处理和图像输出,在显示屏幕上,进行微观放大,宏观缩小,瞬间变慢,短时间内调动学生多种感官参与活动,使学生获取动态图像信息,从而形成鲜明的感性认识,为进一步形成概念,上升为理性认识奠定基础。

  由于多媒体计算机技术是90年代在法国首先提出和使用的,我国高中配置多媒体计算机系统的学校不多,但未来的发展趋势,应当是使用多媒体计算机平台,设计课件,操作鼠标,简单易行,而且教师并不需要太多的计算机知识,因此具有更广阔的发展前景。

  实际上,进行计算机辅助教学,应当逐渐从单纯的计算机辅助教学向多媒体组合的计算机辅助教学发展。例如,在原电池教学中,我们把原电池中原电池原理及形成条件作为本节课的重点,为了突出重点内容讲授,让学生从微观本质理解原电池的形成,不仅采用了传统的分组实验教学,利用投影给出原电池实验要求、观察步骤,指导学生实验,并利用微机模拟原电池所形成的闭合回路,通过电子转移的流动过程和声响,及两极Zn2+离解,H+析出标示出内外电路所构成的闭合回路,使学生认识原电池本质;最后利用录像播放不同新型原电池的工作情况,使学生最终形成对原电池比较深刻和全面的理解。

  这种多媒体组合教学,可在一定程度上突破学生认识的时空限制,拓宽学生获取信息的渠道,使学生的视觉、听觉、触觉等多种感觉系统参与信息的收集过程,形成教与学的双向互动,更好地发挥学生思维的想象力和创造性,激发学习兴趣,提高学习效率。

  (2)多媒体综合教学模式

  计算机可以控制多种教学媒体,这是其优于其他教学媒体的特殊功能。实际上,传统教学模式中,教师上课有声音、形象、板书、文字、挂图和实物等,教师也可根据教学过程中学生的反映来调整教学策略。但这里所说的多媒体有两层含义,其一是把微机与其他教学媒体相互连接,赋于其他媒体交互性,同时使用幻灯、投影、录像等手段,使多种媒体有机地贯穿于教学全过程;其二是多媒体计算机技术的使用,即“利用计算机交互式地综合处理文字、图形、图像、声音等多种信息,使它们建立起逻辑连接,成为一个系统”,使之具有综合性,即一机多用,同时又可形成人机互动,互相交流的操作环境,形成一种身临其境的情境。(3)计算机个别辅导教学模式

  我们目前采用的主要是班级授课制,很难在全班实现个别化教学,而实现个别化教学,又是化学教学由应试教育向素质教育转化的重要途径。由于计算机辅助教学课件主要强调人机交互功能,因此实现一对一的个别化教学有得天独厚的条件。

  个别辅导模式,主要是用计算机部分地代替教师,按照程序教学原则,设计不同层次递进的教学途径,学生可根据自己的学习水平,选择不同的学习程序,提出需要学习的内容;计算机可向学生提问,并对学生的问题进行分析,作出正确与否的判断,给出高质量的反馈,如遇困难,还可以适当降低学习坡度,使学生循序渐进,得到知识的巩固和自学能力的提高。

  这种教学模式,虽然主要是以学生为主体,但也不能忽视教师的主导作用;教师不仅要指导学生寻找解决问题的方法,而且要针对学生的实际,精心设计程序,使学生能用最短的时间找到解决问题的途径,同时也可以帮助学生总结自己的个性特点、学习风格,从而帮助学生形成良好的学习品质和自学方法,真正实现个别化教育的目标。

  模拟教学只是教学过程中的一个环节,比传统的挂图、模型或录像都能更真实地接近于事物的本来面貌,而且可反复播放,因此更有利于学生理解知识的本质,培养他们的形象思维能力,也有助于抽象思维能力的提高。

  计算机辅助教学在化学教学中的模拟教学,主要适用于理论性和抽象性较强的内容,如原子核组成、电子云、核外电子运动、化学键中离子键和共价键形成、溶解和结晶、原电池、电解池、离子反应和离子方程式、NH3分子结构、有机官能团的结构等。另一方面适用于实验难以操作、危险性大而观察不明显的内容,如溴苯制备、氢气还原氧化铜、氨氧化、乙酸乙酯水解等。此外,工业生产知识内容,如硫酸、硝酸工业制法,炼铁也可制成计算机辅助教学课件进行教学。

  个别辅导教学模式,由于受计算机辅助教学课件的限制及学生使用计算机熟练程度的影响,很难在短时间内得到大范围的推广,而现有的软件局限性又较多,因此可尝试在选修课教学中,进行小范围的试点,当课件使用比较成熟时再做推广应用。

  2.计算机辅助教学的实践和体会

  我校开展计算机辅助教学的时间较长,不仅在化学学科,在其他各科教学中,都设计过丰富的计算机辅助教学课件,这主要源于计算机硬件的配置和得力于一批对软件开发兴趣浓厚的中青年教师群体。这样一个环境也在无形中推动了计算机辅助化学教学的开发和应用。

  在计算机辅助化学教学实践中,我们感到主要是计算机辅助教学课件设计比较困难。现在市售的课件,模式单一,价格较高,教师个人的教学设计和风格不同,课件使教师选择余地较小;教师本人又没有更多时间和精力参与设计程序,而要编程序,难度更大,由此需要有一个计算机辅助教师教学备课系统,使教师便于选择、存储、检索加工组成课件。