中学化学实验教学与多媒体技术的整合研究开题报告

1、中学化学实验教学与多媒体技术的整合研究开题报告江苏省宿迁中学 梁书军一、课题提出的背景1、2001年，教育部颁发的基础教育课程改革纲要（试行）中明确提出“大力推进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。” 具体到化学实验教学而言，信息技术与化学实验教学的整合，是一个必然的趋势。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验是人们认识和研究物质的一种科学方法，是人们创造性地运用科学知识和实验手段，有计划地实施探究性实践活动的过程。我们也越来越深刻地认识到

2、当前信息技术对于教学改革与发展的重要性。我们宿迁中学自2003年班班实现了多媒体教学，在苏北是第一家，通过这些年来的多媒体教学实践，积累了大量的多媒体教学经验和体会，我们觉得有必要进行总结和进一步的深入研究，并加以推广。2、中学化学实验教学与信息技术的整合在于探求在实验教学过程中应用信息技术的规律、途径、模式、策略、方法，最终实现信息技术和实验教学的优化统一。中学化学实验，虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识，但从本质上看，这一过程与科学家进行的科学研究中化学实验是一致的。但由于我省新教材的启用和现行实验条件和课时（周课时只有2课时）的限制，实验的科学性、直观性、探索性和操作性的特点以及教学实

3、践的限制，在教学中很难真正体现，使现有的实验不能完全地发挥其教学作用。将信息技术应用于化学实验教学中，可以克服实验条件的限制，提高实验的可见度，增加实验的时效性和安全性，加强学生实验操作的规范性，为学生提供进行实验设计的条件，同时还可以进行化学实验考核，丰富学生实验知识等，最大限度地发挥实验的作用。由此可见，多媒体教学与化学实验教学的有机整合势在必行。二、课题研究的依据1、在新课程标准下：是指新制定的普通高中化学课程标准的基本理念的指导下立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，强化学生科学探究的意识，提倡学生探究学习、教师探究教学2、信息技术：是指应用多媒体技术、数字技术和网络技术对信息进行呈

4、现、传递、加工、处理的理论和实践。它包括以计算机为核心的多媒体计算机、教室网络、校园网和因特网(Internet)等新型的教学媒体，也包括传统的投影仪3、探究式课堂教学：是以探究为基本特征的一种教学活动形式，它包含着两层意思：第一层什么是探究式（所谓探究，就其本意来说，是探讨和研究。探讨就是探求学问，探求真理和探本求源；研究就是研讨问题，追根求源和多方寻求答案）；第二层什么是探究式课堂教学（探究式课堂教学，就是以探究为主的教学。具体说它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑

5、、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式）4、课题含义：在新课程标准基本理念的指导下，以信息技术为载体，把信息技术作为优化化学实验课堂教学环境的工具和手段，通过创设“情景”、促成“协作”、提供“会话”的平台和引导“意义建构”，运用建构主义理论，探索出一种自主式、探究式、开放、交互式新型化学课堂教学模式，以及研制、开发网络环境下的课程资源并建好宿迁中学高中化学资源网等问题，同时为新课程改革提供优秀教学案例、课件。三、课题研究的价值现代教育技术主要指多媒体计算机、教室网络、校园网和因特网等。现代教育技术与中学化学实验的

6、整合，就是发挥新思想、新观念和新技术的优势，通过教与学把现代教育技术与中学化学实验融为一体，整合优质教育资源，把现代教育技术作为促进学生获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题、自主学习和构建知识的认知工具与情感激励工具，促进现代教育技术与中学化学实验同步发展，提高教与学的效率，改善教与学的效果，促进传统的教学结构与教学模式的根本变革，从而达到培养学生创新精神与实践能力的目的。四、课题研究目标认真研究新课标，探索如何运用现代教育技术与中学化学实验的整合研究的规律，在实验教学中培养学生的创造能力，全面提高教育质量。1、解决探究式课堂教学中化学教师怎么探究教学及学生怎么探究学习两大重要问题2、在新课

7、程标准基本理念和建构主义理论的指导下，运用信息技术和化学实验创设探究式的学习环境，开发出一种自主式、探究式、开放、交互式化学实验课堂教学模式，促进学生认知发展，培养学生的创新精神和实践能力，同时提高学生的信息素养和技能，从而深化教育教学改革。3、积极探索运用信息技术和探究性实验培养学生自主、协作、探究性学习能力的方法和途径。强化学生科学探究的意识，促进学习方法的转变，培养学生自主发现、自主探究的学习方法和创新精神4、转变教师的教学观点，大胆进行教学改革，能针对在课程改革的实践中遇到实际问题开展教学研究，另外，课题组老师运用信息技术设计和组织教学的能力、教研能力有较大提高，有阶段成果和终结成果5

8、、推广课题成果，提高教学效果和教学质量，同时在实验中不断改进和丰富课题成果五、课题研究内容1、新课标下多媒体技术在化学探究式课堂教学应用研究及可行性论证和实施意义研究；2、多媒体技术与高中化学教学系统相互作用的要素及其整合研究；3、以视听教育理论、学习理论、传播理论和系统科学理论为基础的多媒体技术与高中化学教学系统作用的规律、原则以及作用效果最优化的方法研究；4、基于多媒体技术的高中化学概念、实验教学、习题教学以及课外研究性学习等探究性学习模式的构建研究；5、网络环境下模拟化学实验与实际演示实验的比较；6、多媒体技术与化学实验教学整合的利弊研究。六、课题研究方法信息技术，一般包括摄影、实物投影

9、、摄像、放像、计算机多媒体技术和网络技术等方面。 、运用投影技术进行化学实验教学化学课的演示实验，其目的是通过实验让全体学生观察到物质变化的全过程，在理性上有一定的认识，从而提出疑问，获得结论。演示实验可提高学生对化学的学习积极性和参与程度，体现实验过程的真实性、科学性，让学生信服，是培养学生观察能力的重要途径；也为引出问题，进行讨论、探索、发现创造条件。尤其是我校化学教学模式四部教学法，首先以实验引出课题，通过多媒体，使我们的这一课题得以全面推广和实施。我们知道，有些演示实验不能真正起到演示作用，使演示实验变成讲实验和讲现象。为了提高演示实验的可见度，传统的方法一般采用放大实验仪器，抬高实验

10、装置，增加实验药品的用量巡回展示实验结果，然而实验仪器的放大是有限的，巡回展示实验结果又浪费时间，且有些现象是在实验中瞬间产生的而无法观察到，以至影响教学效果。采用投影技术，可克服上述缺陷，大大提高演示实验的效果。例如：CuZn原电池原理演示时，在铜、锌上气泡的情况，通过投影技术进行扩大，使验证性实验的验证更具科学性。我们讲课时也感到很流畅，学生对知识的理解、掌握感到很轻松。投影技术主要对实验现象进行放大，克服演示实验可见度小的缺陷，使学生能清楚地观察到实验现象，特别是一些细小的、不易观察到的实验现象。这增强了学生学习的积极性和参与程度，为培养学生的观察能力提供条件。 、运用摄像、放像技术进行

11、化学实验教学许多演示实验的全过程需要较长的时间，且伴随着一些无关紧要的现象，干扰学生正确观察实验现象，影响实验的效果。由于课堂时间是有限的，要让学生在有限的时间内有选择性获得信息，采用摄像、剪辑技术，对实验全过程进行加工，既为学生提供实验全过程，又突出重要的实验现象，同时也不失实验的真实性。例如：氯水见光分解实验和钢铁腐蚀等可采用此技术在课堂上播放，大大增强演示实验的时效性。当学生生动的看到氯水在几小时的光照才开始慢慢地冒小气泡，20多小时才有明显气体产生，不仅对实验结论信服，更体会到有些化学反应很缓慢发生的，增强了学生对实验观察的有效性。有些实验具有一定的危害性和危险性，在课堂上无法实施演示

12、，借助于录相教学，既保证学生的安全，又保护环境，又达到良好的教学效果。例如：氯气的制取的教学，可采用录像技术进行演示，同时对操作注意点进行局部放大，加于旁白介绍，使学生不仅能理解“为什么这样操作”，更能体验正确的操作，而且避免了氯气的毒性。对学生最终撑握氯气的性质和正确的实验操作提供保证。利用录像技术中的许多功能，可使演示实验更具真实性。如：高速成或缓慢的摄像技术和放像的快、慢、倒等功能不仅使学生缓慢地看到快速成反应的变化，还能使学生快速地观察到缓慢的反应变化，让学生迅速感知易观察到的细节，提高学生观察的敏捷性，同时缩短了教学时间，增加了演示实验的时效性，提高了教学效益。摄像、录像技术还可以显

13、示较复杂的化工生产过程，使抽象的教学内容直观化，便于学生对这类知识的理解和掌握。保障了演示实验的安全性、正确性、有效性和规范性。、运用多媒体网络技术进行化学实验教学化学实验的操作步骤和操作规范都有一定的要求，一旦学生操作失误，不仅会引起实验失败，也可能引起实验事故，更会引起学生的恐惧心理，影响学生学习化学的兴趣。采用多媒体网络技术，应用典型的软件资料，对操作易出错的后果进行模拟，这样，让学生在计算机前先进行模拟操作，以掌握正确的操作和对不正确的操作的理解，再进行实验，将大大提高学生实验的有效性。例如：对点燃未检验纯度的氢气发生爆炸进行模拟，使学生加深对操作错误引起危害的认识，然后再进行正确的实

14、验，通过多媒体技术的模拟，不仅提高了实验的成功率，更深刻理解正确操作的重要性。七、研究思路、过程本课题研究明确定位于实际教学应用性研究，并遵循以下主要原则：理论研究与实际课堂教学相结合的研究思路；以行动研究为主的应用性研究策略；以高中化学实验教学为载体的研究进程。初步制定的研究计划方法和实施步骤如下。2009.92010.2 ：课题研究启动阶段：制定课题研究计划，学习有关理论和教育科研方法，编制调查问卷与实施，完善信息技术的硬件建设，编制多媒体课件，师生网络运用培训等。 2010.32011.2 ：课题研究实施阶段：课题组成员按照研究计划和分工， 全面展开研究。2011.32011.7 ：课题

15、研究中期评估阶段：对课题研究的实施进行阶段性总结，找出存在的问题。2011.92012.3 ：课题后期研究阶段：针对中期评估存在的问题，进行改进和进一步完善，制作课件光盘和优质课录象，撰写课题结题报告。2012.4： 课题结题八、课题研究成果本课题将研究得出多媒体技术与高中化学实验探究性学习相互作用的要素、规律以及要素整合的原则和方法，构建信息技术环境下高中化学实验教学探究性学习模式，为实现高中化学教与学方式的根本性转变提供依据和参考。其主要成果集中体现在相关论文和课题研究报告中，辅以相应的课件光盘和优秀教学个案实录光盘并向全市推广。九、课题研究基础（一）已取得的相关研究成果和主要参考文献相关

16、研究成果 1我校于2001年承担了江苏省“十五”现代教育技术研究招标课题“运用信息技术培养学生分析、处理、发布、应用信息的能力”的研究工作。经过五年的潜心研究和实践，取得了一批研究成果和实践经验。并于2006年已结题 2我校“信息技术与写作教学有效整合” 为市十一五规划课题，于2006年已结题 3“运用信息技术提高物理教学质量”课题于2001年已结题 4省“十五”教育科研课题高中化学创造性思维教学模式的研究于2006年10月立项 5省级课题新课标下信息技术与学科教学整合研究于2009.5通过省教育协会鉴定结题，并在全市推广研究成果。（二）1课题组成员获奖、发表论文、论著情况： 本课题组成员在近

17、几年期间获奖、发表论文共计有三十几篇，参编论著4本（部）。2课题组成员受表彰情况： 李彬、吴宁、梁书军获09年市教学领军人物和骨干教师称号及市教育科研能手称号。（三）完成课题的保障条件 1、课题组的人员结构合理，参加者都有较丰富的研究经验，都曾参加过省、市级的课题研究。具有扎实的理论底蕴，较强的科研能力和教学水平，现代信息技术实力强。李彬同志为我校教科室主任，曾开展多个国家级和市级的课题研究并结题，在全市有较高的知名度；吴宁同志，为我校教务处副主任，曾参加省市级赛课，均获得好评；课题主持人梁书军同志，现为我校高一化学学科组长，曾经担任过教研员，有较强的教科研能力；其他老师有不少都参与各项课题的研究，或开设市级示范课等； 2、学校拥有先进的多媒体教学系统、多媒体网络系统以及摄影、摄像等现代化的教学实验仪器和现代教育技术环境，全部宽带接入Internet。图书资料中心藏书数十万册，有中外专业期刊和报纸，并有多学科多媒体与网络教学资源光盘资料，能较好