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1、信息技术与化学课程整合的研究*“第四届全国化学教师教育学术研讨会”学术交流论文，陆真：zhlu , 025-83598975本文系江苏省教育科学十一五规划课题：高中新课程（化学）实践中教学策略、模式和优秀案例的研究（课题批准号：D/2006/01/093），南京师范大学教育教学改革研究资助课题（2009）的研究成果。 化学新课程实施的探索陆 真(南京师范大学学教师教育学学院 课程与与教学研究所所 江苏南京京 2100097) 摘 要 根据中中国基础教育育课程改革的的实施情况，论论文对近年来来信息技术与与化学课程整整合研究的主主要领域：网网络课程、思思维和学习方方式二个方面的研研究与成果进进行了
2、总结。提出了教师师主导和学生生自主学习的的过程和模块块化自主探究式网络络课程结构，并并以“物质的量”内容为案例例介绍了课件件的制作过程程；应用思维维导图和Miind Maanagerr在中学进行行了教学实践践，观察了它它对学生化学学学习成绩的的影响。研究与应用用结果表明，在在化学课程教教学中应用信信息技术，可可以有效地支支持教师教学学和克服困难难，同时激发发学生对化学学的学习兴趣趣，形成学习习动机，提高高学习效率和和成绩，达到到提高学生科科学素养的课课程目标。关键词 信息技技术 化学课程整整合 网络课课程 思维导图 科科学素养 0前言 新世纪以来，中中国基础教育育对课程设置置、体系和课程目标等
3、等进行了全面面的改革。强调从知识识与技能、过过程与方法、情情感态度和价价值观三个维维度去实现课程的教教育功能和目目标，对理科科课程而言，更更加明确地要求求以培养学生生科学素养为为宗旨，提倡倡以科学探究究为主的多样样化学习方式式。（20001，基础础教育课程改改革纲要（试试行）全新的课程程结构、标准准和教材体系系需要更多、更更加有效的教教学技术、信信息资源、互互动方式和及及时有效的评评价，并以信信息技术作为为平台来支持持这场教育变变革。在化学课程中，要求有效地应用信息技术来支持科学探究教学和教学目标的实现（2003，普通高中化学课程标准(实验)）。信息技术与科学学和化学课程程如何进行有有效的整合
4、成成为研究和实实施的热点，并并随着信息技技术的发展而而不断地深入。成为220多年来教教育信息化发发展的主要内内容。当前，教育信息息化发展进入入了第二阶段段。强调教育育信息化在教教学过程中的的应用，并要要通过与课程程和教学的整整合来有效的的提升学科教教学质量与学学生的综合素素质。通过教教育信息化在在教学过程中中的应用，来来实现教育质质量提高跨越越式发展。在在基础教育领领域，面临严严峻的挑战是是“教育信息化化能否显著提提升学科教学学质量与学生生的能力素质质”的问题。其其核心是“信息技术与与课程整合”，探索有效效的整合的途途径和方法是是当前教育信信息化能否健健康、深入、持持续地开展下下去的命脉所所在
5、。信息技术与课程程的整合是：通过将信信息技术有效效地融合于各各学科的教学学过程来营造造一种新型教教学环境，实实现一种既能能发挥教师主主导作用又能能充分体现学学生主体地位位的以“自主、探究究、合作”为特征的教教与学方式（何何克抗，20005）。信息技术与化学学课程整合的的目的是：应用信息技技术创造新型型的化学教学环境境，构建以学学生为主体、教教师为主导的的新型课堂教教学结构。与与中学化学教教师共同探索索符合中国实实际情况的信信息技术与学学科整合理论论和有效的模式式。达到最终终培养化学科科学素养和创创新精神与实实践能力的目目标。整合的研究思路路是：在教学论思想想的指导下，进进行学科教学学特征、探究
6、究学习所需的的技术过程和和支持环境建构构的研究；教学设计和教教学策略、教教学模式进行研究；在化学课程和和教学层面上上进行整合的的实践应用探探索。我们在“自主探究型”网络系列课程的设设计、制作、应应用的研究；信息息技术支持下下新型学习和和思维方式的的应用研究等等方面进行了了整合的实证研研究。1自主探探究型网络学学习课件的设设计与实现是以Web技术术为基础研制制的网络教学课件件，包含各种种学习资源与与练习、评价价，其学习内内容及形式丰丰富灵活，适适合于学生开开展自主探究性学习习。1.1 自主探究型网网络课程的设设计构成自主探究型型网络课程由由教和学两个个部分组成。教教的部分以教教师为主体，学学的部
7、分以学学生为主体。两两个部分相互互联系和作用用，构成自主主探究的互动动教学过程,。1.1.1 教师主导过过程的设计教师主导过程设设计结合网络络教学的特征征、学生的认认知心理发展展水平、学生生的信息素养养水平等因素素，主要环节节为：1.1.2 学学生自主学习习过程的设计计学生自主学习过过程的教学设设计主要环节节为：1.1.3 课课件结构模块块化课件主要模块分分为：准备知知识模块、探探究学习模块块、思考与活活动模块、站站内搜索模块块、软件支持持模块、在线线讨论模块等等。根据需要要进行组合，集集成制作成所需的网络络教学课件。1.2 自主探究型网网络课件的制制作案例简介介以必修1教材中中的物质的的量为
8、案例例。1.2.1 课课程教材分析析“物质的量” amounnt of substtance是是一个国际单单位，作为一一种物理量，它它将一定数目目的原子、分分子或离子等等微观粒子与与可称量的物物质联系了起起来。因此，它它可说是连接接宏观世界与与微观世界的的桥梁，物质质的量在以后后的化学学习习中将被广泛泛应用，其不不仅是一种知知识的掌握，而而且是一种学学习化学所必必须掌握的基基本技能。由于“物质的量量”概念抽象程程度高，知识识点与应用要要求多，一直直是高中化学学习习的难点，直直接影响整个个高中化学的的学习。应用网络教学学的优势，组织充分、详详实的素材帮帮助学生自主主学习，来克克服困难，推推动他们
9、建构构起宏观与微微观之间的桥桥梁。1.2.2 课课程设计的教教学目标课程的教学目标标拟订如下：1.了解掌握物物质的量、物物质的粒子数数、物质的质质量、摩尔质质量之间的关关系，了解摩摩尔的重要性性，找出其在在实际生活中中的应用。 2.正确理解和和掌握气体摩摩尔体积的概概念，学会有有关气体摩尔尔体积的计算算，培养学生生分析、推理理、归纳的能能力，体会定定量研究的方方法。3.掌握一定物物质的量浓度度的溶液的配配制步骤，掌掌握物质的量量浓度的涵义义及其相关计计算。4.使学生了解解宏观世界与与微观世界的的联系。1.2.3 课课程教学内容容课程的内容分为为三个模块：准备知识、物物质的量、思思考与活动模模块
10、，来作为为网络课件的的主体内容。根根据学生的认认知能力和顺顺序，做适当当调整和扩充充。模块一、准备知知识将初中学过的相相关化学基础础知识呈现给给学生，分为为“物质和质量量”、“分子和原子子学说”、“阿伏加德罗罗”、“国际单位制制”等四部分。过过渡和复习作用。模块二、物质的的量分为物质的量、物物质的量浓度度、气体摩尔尔体积三个部部分。分别描描述物质的量量的定义，应应用背景、意意义；物质的的量浓度定义义、应用；气气体摩尔体积积的定义、应应用等具体知知识。在相应应子模块中，整整合了大量的的素材以丰富富学生对化学学科学所取得得的成就的认认识和了解，是探究学习的主要“活动区域”模块三、思考与与活动设计了
11、四道思考考题和两个活活动来供学生生进行自主的的探究活动，巩巩固所学习的的内容。可以以在课堂进行行讨论和课后后作业进行解解答。作为探探究性学习的的任务或课题题。1.2.4 自自主探究型网网络课件结构构 1.3系列网络络课程的制作作采用了容易掌握握的FrenntPagee编辑工具，并并将课件的各各个部分制作作成标准化模模板。使更多多的第一线教教师能够加入入到系列课件件制作的研究究中来。共制制作了“中学化学序序言”、“原子结构与与周期律”、“金属”、“制碱法”等10多个个自主探究究式网络课件，使学生有有更多机会地地体验科学探探究学习的过过程，在知识识的形成、联联系、应用过过程中养成科科学的态度，获获
12、得科学方法法。教师给予予定向引导和和帮助，创造造性地解决问问题，进而构构建新的化学学知识体系和和概念。 2. 思维导图图（MinddMap）和和Mind managger 的应应用研究对化学学习习的影响、对对化学解决问问题能力的影影响研究2.1 思维导导图MinddMap及其其电子绘制工工具Mindd Managger和化学学课程思维导图是一种种新型思维方方式。通过绘绘制思维导图图协调左右脑脑的功能，综综合地使用文文字、图形、色色彩、线条等等信息载体以以发散性思维维方式进行，思维导图计算机机绘制工具MMind Managger，应用用IT技术拓拓展了思维导导图的使用范范围和功能，促促进了在理科
13、科教学方面的的应用范围。依据化学学科学学习的特点，化化学学习可以以分为宏观、微微观和符号表表征三个相互互关联、影响响的层次。学学生在学习化化学知识的过过程中，既要要注意观察化化学反应的宏宏观实验现象象，又要给出出合理的微观观解释，能够够通过化学式式、方程式等等符号表征进进行适当的表表达和分析，才才能实现有意意义的化学学学习。2.2 应用用思维导图辅辅导学生进行行化学模块学学习的实践研研究2006年，在在南京市第三三中学高一年年级开设了“应用思维导导图学习化学新教材材”选修课程，进进行了一个学学期的化学思思维导图教学学训练，有45名学生参加。1. 学生初步步了解思维导导图理论及其其制作软件MMi
14、nd MManageer的特点和和绘制方法； 2. 将学生分分为12个小小组，以小组组为单位，通通过交流和讨讨论绘制出各各个知识单元元的思维导图图，展示出学学生本人的科科学概念； 3.采用Minnd Mannager制制作思维导图图式，先整体展示该专专题所要讨论论的内容，然然后对各部分分功能进行具体体阐述，学生生使用该课件件并通过校园园网与电子教教室，进行文文件分发、学学生作品批改改和交流等，方方便地了解选选课学生的学学习状态。4. 每个知识识单元结束后，要求求学生应用Mindd Manaager绘制制出相应的思思维导图，并并进行组间交交流和修改。学学生逐步学会会手绘或采用用Mind Mana
15、gger对所学学化学知识加加以整理、归归纳和演绎，并并与原有的知知识结构相联联系，建立系统的的化学知识体体系，通过讨讨论与交流，有有效的激发了了学生的学习习兴趣，培养养了他们主动动探究的能力力， 图 学生物质质的量电子思思维导图作品品 图 学生的手手绘思维导图图作品 图 学生利用用电子思维导导图进行课堂堂学习在为期四个多月月的专题教学学实践中，师师生以每个学学习单元作为为思维导图的的中心主题，逐逐步将零星的的化学知识组组织起来，最最终汇总为化化学必修的模块整体体性思维导图图。2.3 思维导导图对化学学学习的影响学期结束时，我我们对化学思思维导图选修修课程的实施施情况进行了了问卷调查。有有97.
16、8%学生认为思维维导图对化学学学习有所帮帮助；有69%的的学生愿意利利用计算机绘绘制思维导图图；有51%的学生表示示更乐于通过过小组交流的的形式来绘制制思维导图。 同时，对高一年年级648名名学生的化学学成绩进行比比较，为对照照组学生为6033人，实验组学生生45人，对他们的的入学成绩与与期末考试成成绩作了分析析。在进行方差齐性性检验的基础础上，我们对对对照组和实实验组进行双双侧T检验，统统计结果可见见表1、2。表1 各组两两次考试的平平均成绩和标标准差组别样本容量入学成绩期末成绩平均分标准差平均分标准差对照组60385.117.2763.9116.09实验组4586.095.8869.691
17、4.19全体64885.187.1964.3116.02表2 对照组与与实验组两次次考试的T检检验结果统计计成绩类别方差齐性检验T检验FPtP入学成绩.593.441-.884.377期末成绩2.097.150-2.343.019*从表中可以看出出，对照组与与实验组的入入学成绩的方方差检验F值值为0.5993，P=00.441，方方差具有齐性性，可得出结结论，经由双双侧T检验，PP=0.3777，大于显显著性水平00.05，表表示对照组与与实验组的入入学成绩无显显著性差异。而而对照组与实实验组的学期期期末成绩的的方差检验FF值为2.0097，P=0.1500，方差具有有齐性，可得得出结论，经经
18、由双侧T检检验，P=00.019，小小于显著性水水平0.055，表示对照照组与实验组组的期末成绩绩的差异具有有显著性。实验表明，来自自于同一整体体的实验组和和对照组在经经过思维导图图的培训后有有显著性差异异，在教学中中应用思维导导图可以优化化学学学习。五年多的研究与与实证结果表表明，在化学学课程模块教教学中应用信信息技术，可可以有效地支支持教师进行行教学和克服服困难；同时时还可以激发发学生对化学学的学习兴趣趣、形成学习习动机；提高高化学学习效效率与成绩。需需要进一步地地深入研究、推推广和应用。参考文献 1 Thheresaa Juliia Zieelinskki andd Maryy L. S
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22、l UUniverrsity, Jianngsu NNanjinng 2100097, ChinaaAbstracct: Thhe theesis rreportts thee apprroach of Innformaation Technnologyy inteegratiing wiith chhemisttry cuurricuulum iin Chiina. AAccordding tto currricullum reeform of Chhinesee elemment eeducattion tthe suummingg focuuses oon webb courrse, t
23、thinkiing annd leaarningg methhod.Designiing doouble instrructioon proocessees, teeacherr leadding aand sttudentt selff-deteerminaation learnning, frameework of seelf-exxploriing weeb couursewaare byy moduularizzationn. Makking “Amounnt of Substtance” web courssewaree as aan exaample of cooursewware
24、 rrealizzationn.Applicaation and ppractiice Miind Maap andd Mindd Manaager iin higgh schhool CChemiccal innstrucction. Obseervingg theiir inffluencces too studdents chemmistryy learrning gradees andd abillity cchangiing off chemmistryy probblem ssolvinng. The stuudy annd ressults show usingg Infoorm
25、atiion Teechnollogy iin cheemistrry insstructtion, we caan suppport effecctivelly forr teacchers teaachingg and overccome ddifficcultiees, caan insspire studeents intterestt in cchemisstry llearniing, fform llearniing mootivattion, can eenhancce effficienncy onn learrn andd achiievemeent. RReach the SSciencces Edducatiion obbject of immproviing sttudentts sciience literracy. Keywordds: innformaation technnologyy, cheemistrry currricullum, iintegrratingg, webb courrse, MMind MMap