中学化学教学如何运用计算机辅助教学

中学化学教学如何运用计算机辅助教学一、CAI教学的发展随着信息社会的到来，计算机的开发和应用正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CMI的研究刚刚起步，而对CAI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。CAI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—强化原则，及时获取教学信息的反馈，有效地实行个别化教学。由于当时的计算机发展刚刚起步，软件开发价格昂贵，操作难度大，并未受到广泛关注。80年代，计算机技术的飞速发展，为CAI创造了有利条件，尤其是认知心理学的兴起，使CAI软件开发更侧重于应用，注重知识的条理性和结构化，强调与学习者已有的认识结构相匹配，使其在原有认知结构基础上，通过计算机的辅助达到同化和顺应，从而形成新的认知结构。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CAI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。CAI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。目前，我国正处于“应试教育”向素质教育的转轨时期，坚持素质教育的基本观点，就要面向全体学生，即通过个体的发展，实现真正意义上的全面发展；同时，帮助学生具备各方面的基本素质，形成合理的素质结构，为学生未来发展奠定基础，使学生终身受益。而要实现个性的全面发展，必须立足于学生个体差异、因材施教，这不仅要有雄厚的知识基础，还必须掌握获取知识技能的方法，形成自学能力，这样才能适应未来社会不断变化的需要。CAI教学的主要特点，为我们进行素质教育目标的实施，提供了有益的帮助。首先，计算机信息存贮量大，处理迅速，方便的人机交互功能，提供了良好的个别化学习环境。学生能根据自己的学习能力理解和发展水平，调节学习进度和难度，真正实现因材施教。其次，计算机的模拟功能，可使抽象内容形象化，静止内容动感化，为学生创造生动、活泼、直观、有趣的教学条件；而教师的设问和强化刺激手段可极大地调动学生的学习热情，激发学习动机，形成有意注意，消除学习的疲劳和紧张。这样做既有助于学生良好的心理品质的形成，又使学生获取准确、深刻的直观感知，从而形成完整的理性认识，提高课堂教学质量。第三，CAI可以提供培养自学能力的条件。教师可根据学生已有的认识基础，构建问题情境，指导学生独立地上机学习，并辅之以必要反馈练习，及时肯定或解答，帮助学生总结学习方法，查找学习障碍，逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。此外，CAI在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面，还具有很好的功能。CAI的这些功能，决定了它在化学教学中会发挥日益重要的作用。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，相当多的教师对CAI在化学教学中的应用认识不足，参与不够，对CAI化学教学模式的研究更鲜为人知。为此，结合我校CAI化学教学的开发和实践，我们对CAI化学教学模式提几点看法。二、计算机辅助化学教学的几种模式（一）计算机模拟教学模式CAI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CAI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。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，培养他們的形象思维能力，也有助于抽象思维能力的提高。CAI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、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，例如，溴苯制备、氢气还原氧化铜、氨氧化、乙酸乙醋水解等。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CAI课件进行教学。（二）多媒体综合教学模式计算机可以控制多种教学媒体，这是其优于其它教学媒体的特殊功能。实际上，传统教学模式的教学中，教师上课也有声音、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。但我们这里所说的多媒体有二层含义，其一是把微机与其它教学媒体相互连接，赋于其它媒体交互性，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的全过程。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。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。因此，主要的多媒体综合教学模式还是指前一种，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，操作使用鼠标，简单易行，而且教师并不需要有太多的计算机知识，因此具有更广阔的发展前景。实际上，进行CAI教学，应当逐渐从单纯的CAI向多媒体组合的CAI发展。例如，在“原电池”一节的教学中，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，及两极不同颜色的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，极大地提高学习效率。（三）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CAI的课件，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，按照程序教学的原则，设计不同的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