信息技术与化学课程整合的研究(陆真)

信息技术与化学课程整合的研讨陆真〔导师周志华教授〕南京师范大学教师教育学hlu@二OO八年四月一二日教育科学是一个开放的、具有剧烈参与性的人文事业，它必需从现实教育世界中寻觅丰富的原生性问题〔石鸥2005年〕。不能忽视以现代技术演绎传统教学理念的误区正在发生，却更应注重充分运用现代教育技术手段来实现传统方法缺乏以实现的新的教学目的。〔杨启亮2003年〕信息技术与课程的整合：就是经过将信息技术有效地交融于各学科的教学过程来营造一种新型教学环境，实现一种既能发扬教师主导作用又能充分表达学生主体位置的以“自主、探求、协作〞为特征的教与学方式，充分发扬学生的自动性、积极性、发明性，使以教师为中心的传统课堂教学构造发生根本性改革，将学生的创新精神与实际才干的培育真正落到实处。我们对江苏省近70所高中进展了信息技术教育运用现状的调查中阐明，在根本普及了校园网设备的条件下经常在教学中运用信息技术的教师占45.6%，而开展与学科教学整合实际的只需4.5%。调查还阐明，96%的教师要求在培训中系统地对信息技术素养、整合的教学构造设计、教与学方式的改动、网络资源与资源库的运用等四个方面进展培育与实际，以求尽快提高信息技术与学科教学整合的可操作性实际程度与获得实际的才干。

一、研讨的思绪、目的和主要研讨内容1.论文提出的实际假设和研讨思绪为：·信息技术与课程整合应该在教学论思想的指点下，对进展学科教学特征、探求学习所需的情境与过程进展实际与文献分析；·结合教育技术学实际对整合的空间和教学战略进展研讨；·同时对学科教学和整合相关的教学设计和教学方式实际进展研讨；·在化学课程和教学层面展开实际与实际运用的探求。2.论文研讨的目的是：在教学论实际视野下探求信息技术与化学课程教学整合的实际和实际方式，以顺应新课程和现行教育的实践需求。实证研讨:1.骨干教师信息技术现状和培训需求调查，培育方案制定与实施的研讨；2.“自主——探求型〞网络课程的设计、制造、运用的研讨；3.互联网化学教学信息与资源查询系统制造的研讨。二、相关实际的研讨1.教师的教学论内容知识方案和教授任何学科内容是一个高度复杂的认知活动〔Shulman，1988〕。在这个活动中，教师必需运用许多领域的知识。这些知识会对教和学产生深化的影响，被称为“教学论内容知识〞(PedagogicalContentKnowledge简称PCK)。文科教育的教学论内容知识〔即教师的知识〕该当包含：1.学科教学的倾向性。2.学科课程的知识和理念。3.关于学生对学科知识的了解。4.关于教学战略的知识：学科知识、教学论、情境。德鲁特〔DeRuiter〕提出了学科教学认知的开展模型。模型由四个要素：教学法、学科内容、学生知识和教学情境知识组成。他们相互关联整合在一同的交融体，最终构成动态的PCK模型。2.加深对化学学科教学特征的了解与体验研讨以为对化学概念的了解必需建立在三个层次上，即宏观景象程度(themacroscopicphenomenon);微观粒子程度(thesub-microorparticlelevel);符号表征程度(thesymbolicorrepresentativelevel)。假设学生在宏观程度上对科学景象有很好的了解与察看，同时有时机在真实生活与社会中进展很好的联络与运用；与微观程度上的微粒观念联络起来，用本人的化学概念构造去解释客观物质世界的变化过程；最后经过化学学科公用符号和言语将其变化与进展表征出来。这样学习的化学概念才干得到真正的了解与掌握。〔DonathGable，2002〕为实现这三个层次的教学，采用的教学战略有：运用小组协作学习。运用类比、方式和概念图。3.运用信息与多媒体技术。4.开展有效的实验教学。5.开展STSE(Science,Technology,SocietyandEnviroment)探求性学习。可以减少学生学习化学中的波折和困难，领会到学习的胜利和喜悦感，会使越来越多的学生喜欢化学，今后选择化学作为职业。3.“主导—主体〞的教学设计步骤和教学流程图“双主方式〞教学设计步骤图4.信息技术与课程整合的教学方式的研讨分析了基于问题的学习方式、基于工程的学习、网络个性化学习方式、协作学习方式、网络协作学习方式、探求型学习方式、基于资源的学习方式、基于案例的学习方式和概念的归纳——获得教学方式等8种典型的教学方式。对它们的教学特点、教学构造、教学环节、整合中的操作步骤进展了逐一的描画，使教师在设计整合方案时方便地选择所适宜的教学方式。三、信息技术与课程整合的实际研讨一在实际指点下，论文从化学教师信息素养研讨与培育、自主——探求型网络课件的制造与实施和互联网化学教学资源查询系统的制造三个方面进展了2年的实证研讨和初步评价，获得了实际、方法、方式与和技术的运用性成果。〔一〕信息技术与化学课程整合教学现状的调查、分析与思索为了获得来自教学第一线的实践情况，分别于2004年和2005年对中学化学骨干教师进展了两次问卷与访谈调查，从各个方面去分析、思索信息技术与课程整合的现实情况。2004年7月15日，对来自江苏省各地参与省级化学骨干教师培训的中学化学教师进展了问卷调查〔共发放70份调查询卷，有效问卷68份〕。其中有关信息技术与课程整合的调查内容部分由22个问题组成，主要包括所在学校信息技术设备整合情况；个人对整合的态度和教学效果；个人信息素养构成与情况；对整合的前景与需求等四个方面进展了调查和访谈。1.学校的硬件设备运用及网络教学实践情况在设备上到达了进展信息技术与课程整合条件的学校53%；有经常运用这些设备的学校45.6%；只需可以开展网络教学的学校20.5%；学校指点对整合注重支持到达58.8%。

阐明我省有相当部分的中学已具有现代化信息系统的硬件环境，当前信息技术主要以多媒体教学方式在运用，而开展网络教学程度较低。2.教师对信息技术与学科整合、网络与多媒体学习的态度和认识教师对信息技术在教学中运用的注重态度到达80.9%；对引入信息技术对教学产生影响持一定态度到达91.2%；教学中领会到学生对信息技术运用欢迎程度到达91.2%；以为从效力于学科教学过程而引入信息技术为95.6%；对开展教学与网络课程的效果以为有效达94.1%；以为整合提高了学生的科学素养达45.6%、提高了化学才干达19.1%、提高了思想才干达29.4%。调查充分阐明化学教师对信息技术引入作用、效果和变化持一定态度；主要关注从学科教学的角度去提高教学效率和培育学生的才干与素养。3.学生对信息技术与学科整合及学习的态度信息技术对学生学习化学有着较好的促进作用55.9%；学生非常喜欢信息技术的运用52.9%；学生喜欢网络学习这一新的学习方式55.9%。4.教师运用信息技术形状教师在教学中运用信息技术构成主要的多媒体教学方式〔70.5%〕；根本不运用信息技术的教师为20.6%；具有较熟练的信息技术技艺的教师为50.0%；未到达掌握的程度的教师有45.6%；网络资源的运用主要在教学设计〔47.1%〕和课件制造方面〔79.4%〕；经常运用网络课件的教师只需14.7%。

阐明我省有相当部分的中学已具有现代化信息系统的硬件环境，当前信息技术主要以多媒体教学方式在运用，而开展网络教学程度较低。5.骨干教师具备素养和培训需求中对信息技术提出的要求以为“信息和多媒体技术的运用才干〞是构成骨干教师的必备素养达66.2%。；选择的对“信息技术整合与多媒体的才干〞为培训需求的到达第三位41.2%。〔二〕2005年对参与新课程省级培训高中化学骨干教师的调查2005年7月，我们又对参与新课程省级培训的189名高中化学骨干教师进展了根本情况、对新课程的了解、本身才干与素质、培训需求和困惑、问题等5个方面的问卷调查。回收有效问卷173份〔回收率91.5%〕。骨干教师提出本身的知识构造的缺乏和培训需求。1.以为目前比较欠缺的知识中：信息技术、多媒体与课程整合运用素养知识为第一(49.7%)；在教学中亟待提高的才干是多媒体、信息网络的运用才干为第一〔44.5%〕；最希望提高的前四方面内容中先进的教育技术与课程整合运用为第三〔67.6%〕。2.信息技术与素养培育方案表化学教师信息素养培育方案

(三〕化学教师信息素养与才干培育方案的实施确定信息素养培育方案之后，我们于2004年7－8月对89名中学化学骨干教师进展了为期一个月的36学时信息技术素养与才干教学培训。经过演示讲解、实践操作、上机训练、汇报交流作品等教学环节，完成了相关模块实际的学习与课件制造。同时还约请了计算机与教育网络平台专家，在整合中做出出色成果的中学化学教师做专题报告与演示、指点。并在春季学期集中观摩网络课程，与南师大附中、南京三中的化学教师就网络课程和多媒体课件制造进展心得和阅历交流。在培训中，我们还制造和发放了“网络教学资源查询系统〞、“多媒体教学资源库〞、“常用工具软件集锦〞和“优秀教学案例〞等光盘，供教师们前往学校在化学教学实际中运用。图骨干教师学习制造课件图学习运用化学专业工具软件图观摩网络教学示范课图观摩科学探求示范课图常用工具软件集锦〔四〕化学教师信息素养与才干培训成果的调查反响2005年7月—10月，我们再次对接受过一年培训〔包括信息技术素养培训〕的骨干教师进展了培训反响和意见征求调查，并进展了近20名的个案访谈，内容包括所在学校整合环境的变化、个人信息素养变化情况、整合才干变化和网络与课件制造才干变化等四个方面。1.经过一年来的建立，教师所在的学校有73.4%在硬件条件上发生了较大变化；有66.3%的学校有了完善的校园网。这些变化为信息技术与课程整合提供了环境保证，但仍有26.6%的学校没有变化，滞后于开展的趋势。

2.93.3%的教师以为个人信息素养和运用信息技术与教学进展整合的才干发生了较大的变化；76.4%以为信息技术运用较大地提高了教学质量；教师们以为本身的工具软件运用和专业软件运用程度有较大提高的为73.4%和66.7%。

3.90%的教师运用网络获取文献和资源才干有较大提高；80%的教师可以很好的将信息技术运用到教学设计过程中；76.6%的教师较好的开展了课件协作和制造。〔见图〕但仍有26.6%和33.3%的教师以为在信息技术工具软件和化学专业工具软件运用程度上没有变化，20%的教师以为在教学设计和协作、制造相关课件的才干还有待提高。图骨干教师制造的课件——晶体的物质构造图骨干教师制造的网络课件——环境维护三、整合的实际研讨二——自主——探求型系列网络学习课程的开发和运用网络课程开发的根本过程如下图〔一〕自主——探求型网络课程的设计构成1.自主——探求型网络课程的教学设计分为教和学两个部分。教的部分以教师为主体，而学的部分那么以学生为主体。教师主导过程的设计除遵照指点性的教学设计外，还要结合网络教学的特征、学生的认知心思开展程度、学生的信息素养程度等要素，主要环节为：

过程主要环节见图6-3。

2.这种基于模块化构架的网络探讨教学课件，各部分之间相对独立，又严密联络。课件主要模块分为：预备知识模块、探求学习模块、思索与活动模块、站内搜索模块、软件支持模块、在线讨论模块等。在进展详细某一专题的网络化探讨教学课件制造时，可根据需求选择其中某些模块加以整合，集成制造出所需的网络教学课件。在进展探求性学习活动时，预备知识模块起过渡作用；而思索与活动模块的内容那么作为探求性学习的义务或课题；物质的量模块就成为了探求学习的主要“活动区域〞。探求活动就遵照着图6-5方式进展：图探求活动流程简图3.自主——探求型网络课件构造图课件构造图4.课件模板构建图模板构造图图6-8课件主页面图6-9、课件子页面图6-9、课件子页面〔二〕自主——探求型网络课程的制造以自主——探求型网络课程为主体，根据教材的不同类型的内容和学习方式，课题组制造了系列课程，并在相应学校高一年级进展了运用。〔三〕自主——探求型网络课程的实际运用过程自主——探求型网络课程的实际运用主要分成两个阶段：2004年9月~2005年10月，普通高中教科书〔必修+选修〕化学第一、二册〔人教版〕部分章节内容2005年9月~2006年4月，高中化学课程规范实验教科书〔人教版〕必修①②的部分章节内容。在南京第三中学和南京田家炳高级中学的高一年级进展试用和初步评价，探求自主——探求型网络课程在化学教学中的作用以及对学生学习方式产生的影响和学习效果。网络环境下探求性课程的主要学习环节为：1.教师发放预习资料或学案，布置学习义务和要求；2.网络课上学生阅读课件网页，进展相关的学习义务活动；3.学生在教师指点下处理问题和处置信息，进展小组交流和讨论；4.学生按照教师的要求，整理资料，构成作品和构成小组结论；5.学生或小组展现作品，谈个人心得，师生对此评价图6-10网络课程教学图6-11学生在网络课上自学2.网络自主学习课程对学生化学学习的一些影响我们采集了2005/06学年第一学期两个班级的化学中考入学成果、期中考试成果和期末考试成果〔见表6-4〕，做了初步分析。可以初步看出：当显著性程度α=0.05时，那么Z的实际值为1.96。从实验班和对照班的中考成果来看，Z=0.83<1.96，阐明在入学时虽然实验班的成果要略高于对照班〔分别为89.92和89.27〕，但不存在统计学上的显著差别；从期中考试成果来看，Z=1.98*>1.96，阐明这两个班级在期中考试时表达了显著性差别，但是这个显著性差别还很小；从期末考试成果来看，Z=2.96**>1.96，阐明这两个班级在期末考试时存在着显著性差别。差别阐明网络化探求性学习对学生化学学习的效果有一定的促进作用，有利于学生化学知识体系的掌握和深化了解。四、实证研讨三——网络化学教学资源查询系统1.“化学导航〞系统的设计思绪要根本上涵盖了化学教学中引入网络技术开展网络化教学实际的几种主要教学方式：课堂教学环境中引入信息技术和网络教学；基于网络的个别化教学方式；网络课程的协作学习方式。2.“化学导航〞查询系统的构造该查询系统构造主要由搜索引擎、教学资源、教学科研、环境维护、学生沙龙、国外资源和优秀国外站点引荐七个模块组成〔见图〕。图国外优秀化学学科网站图汉化的美国化学会主页3.“化学导航〞查询系统的特点·信息量大聚集了国内外近70个比较著名的搜索引擎。多种有效的搜索引擎能供运用者作扩展性的查询，运用方便，快捷。这样，以不同的搜索引擎，运用不同的搜索技术，可以得到较为全面的信息。而在其他的资源子模块中，还提供了相当多的相关链接；·分类科学按教学功能和活动类型，分为七大模块，在每个模块中，再分成假设干相应的子模块。综合性较强的内容归类于“其他资源〞子模块中。使得系统具有鲜明的教学实际、教学研讨的特征；·针对性强在整个查询系统中，几乎一切内容都和化学教学有关，特别适用于中学化学的教与学。还根据网站所涉及的不同化学教学内容，进展适当的子模块分类，能用最短的时间查找到最新的资料；如：在每年高考后的第三天，在“教学资源〞——“试题下载〞中的9个网站中，就可方便地查询下载到全国高考实施的一切类别的化学、综合类试题与解答。·易于传播整个查询系统的大小只需1.9M，传播不需求繁琐的光盘刻录或其它手段，只需求闪存即可复制。同