高中論文：從建構(gòu)理論看高中化學(xué)CAI軟件的課題選擇

1、從建構(gòu)理論看高中化學(xué)cai軟件的課題選擇【內(nèi)容摘要】建構(gòu)主義(constructivism)理論強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，視學(xué)生為認(rèn)知的主體，教師只對學(xué)生的學(xué)習(xí)起幫助和促進(jìn)作用。本文以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)，結(jié)合高中化學(xué)新教材的教學(xué)實(shí)踐，從理論基礎(chǔ)、選題原則和選題實(shí)踐幾方面，對開發(fā)化學(xué)cai教學(xué)軟件的課題選擇問題提出看法。【關(guān)鍵詞】 課題選擇 化學(xué)教學(xué) 建構(gòu)主義一、問題提出以多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（computer assisted instruction,簡稱cai）為核心的現(xiàn)代教育技術(shù)引入課堂教學(xué)，給中學(xué)化學(xué)教學(xué)注入了新的活力。cai課件通過圖、文、聲、像等多種媒體，利用豐富的信息資源，靈活的超文本組織

2、結(jié)構(gòu)，為課堂教學(xué)提供了一個(gè)先進(jìn)的、多功能的表達(dá)方式。它使化學(xué)教學(xué)擺脫了傳統(tǒng)的黑板加粉筆的呆板表現(xiàn)形式。然而目前的教學(xué)存在這樣一種誤區(qū):部分教師一哄而上，不分青紅皂白，不管什么內(nèi)容，無論是一節(jié)課的哪個(gè)環(huán)節(jié)，都要用cai軟件進(jìn)行教學(xué)，而教學(xué)評價(jià)也以使用課件的多少及課件是三維動(dòng)畫還是二維靜止來作為尺度評價(jià)其優(yōu)劣和改革力度，無形中陷入了形而上學(xué)的形式主義的泥潭。經(jīng)過多年實(shí)踐及學(xué)生的信息反饋，我認(rèn)為化學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，它有自身的特點(diǎn)，許多內(nèi)容的教學(xué)不宜用多媒體技術(shù)，因此，開發(fā)cai教學(xué)軟件時(shí)，我們需要關(guān)注這樣一個(gè)問題：如何選擇課題，哪些題材最適合開發(fā)成cai教學(xué)軟件？筆者就這個(gè)問題提些看

3、法。二、理論基礎(chǔ) 在傳統(tǒng)的教學(xué)領(lǐng)域中，行為主義的學(xué)習(xí)理論曾起支配的地位，這種理論認(rèn)為人的行為主要由環(huán)境決定，學(xué)習(xí)就是通過強(qiáng)化建立外部刺激與個(gè)體反應(yīng)之間的聯(lián)結(jié)鏈，刺激得到反應(yīng)，學(xué)習(xí)就完成了。教師的工作就是提供合適的刺激，以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。按這種理論開發(fā)cai軟件，選題主要圍繞如何“教”而展開，而很少涉及學(xué)生如何“學(xué)”的問題，屬于展示型軟件，這樣的課堂教學(xué)，學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)少，大部分時(shí)間處于被動(dòng)接受狀態(tài)，學(xué)生的思維受束縛，學(xué)生的主動(dòng)性、積極性很難發(fā)揮，創(chuàng)造型人材的培養(yǎng)更是無從談起。20世紀(jì)90年代，出現(xiàn)建構(gòu)主義(constructivism)理論，它認(rèn)為認(rèn)知個(gè)體是在與周圍環(huán)境相互作用的過程中

4、，逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的知識，從而使自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。學(xué)習(xí)的生成過程是：學(xué)習(xí)者原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)已經(jīng)儲(chǔ)存在長時(shí)記憶中的事件和腦的信息加工策略，與從環(huán)境中接受的感覺信息（新知識）相互作用，主動(dòng)選擇信息和注意信息，以及主動(dòng)地建構(gòu)信息的意義。學(xué)習(xí)是一種積極主動(dòng)的建構(gòu)過程，學(xué)生要真正獲得知識，主要不是通過教師傳授得到，而是學(xué)生在一定的社會(huì)文化背景和情境下，利用必要的學(xué)習(xí)資源，與其他人的協(xié)商、交流、合作，最后由本人進(jìn)行意義建構(gòu)的方式獲得。建構(gòu)理論順應(yīng)了現(xiàn)代教學(xué)的兩個(gè)基本趨勢：即強(qiáng)調(diào)教學(xué)的主體性，強(qiáng)調(diào)充分發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，全面提高學(xué)生的整體素質(zhì)。因此成為開發(fā)cai軟件的理論依據(jù)。按照這種理論，教學(xué)一方面要

5、提供學(xué)生建構(gòu)理解所需要的基礎(chǔ)，同時(shí)又要留給學(xué)生廣闊的建構(gòu)空間，讓他們針對具體情境采用適當(dāng)?shù)牟呗浴榱酥С謱W(xué)生主動(dòng)探索和完成意義建構(gòu)，學(xué)習(xí)過程必須向?qū)W生提供從哪里獲取信息資源、如何有效地利用資源、如何為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)具體的學(xué)習(xí)環(huán)境等方面的幫助。現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，為學(xué)生參與學(xué)習(xí)提供了有利的條件，它為學(xué)生提供了豐富生動(dòng)的學(xué)習(xí)資源；還為學(xué)生提供了許多發(fā)現(xiàn)知識，探究知識和表達(dá)觀點(diǎn)的有利工具，為實(shí)現(xiàn)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境提供了有力的技術(shù)支持。因此，筆者將基于這種理論探討化學(xué)cai軟件制作的選題問題。三、選題原則根據(jù)建構(gòu)主義理論以及化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，結(jié)合平時(shí)教學(xué)實(shí)踐，選題應(yīng)遵循以下原則1、 有利于主動(dòng)建構(gòu)化學(xué)主干知

6、識的原則學(xué)習(xí)化學(xué)的需要，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要而直接的動(dòng)機(jī)，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的動(dòng)力，是進(jìn)行有意義的自我建構(gòu)的前提。利用cai教學(xué)軟件可以實(shí)現(xiàn)圖、文、聲、像的有機(jī)結(jié)合，能營造一個(gè)立體的自然環(huán)境，使學(xué)習(xí)內(nèi)容變得更生動(dòng)、形象、直觀而且豐富多彩。因此，在開發(fā)cai軟件時(shí)，利用媒體的主頁功能，精心選擇化學(xué)主干知識為課題，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的親切感和興趣感，使學(xué)生由被動(dòng)接受知識轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，由過去的“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，主動(dòng)參與教學(xué)過程，建構(gòu)自己的知識體系。、符合學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”原則建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生理解事物的意義，總是與他以前的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，學(xué)生現(xiàn)有水平與經(jīng)過他人幫助可以達(dá)到的較高水平之間的差

7、距，就是“最近發(fā)展區(qū)”，最近發(fā)展區(qū)的教學(xué)為學(xué)生提供了發(fā)展的可能。因此在選題時(shí)，教師必須考慮學(xué)生已有的知識水平，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，將知識網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)律化，讓學(xué)生在原有基礎(chǔ)上 “跳一跳，摘到果子”，達(dá)到自主建構(gòu)新的知識體系，從而在教學(xué)中“創(chuàng)造著”學(xué)生的發(fā)展。3、符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的原則現(xiàn)代心理學(xué)認(rèn)為，青少年認(rèn)知和感知事物，是有一定的過程和規(guī)律的，它往往是由感性到理性、現(xiàn)象到本質(zhì)、由直觀到抽象等。青少年的心智發(fā)展的根本原因是一種內(nèi)在的認(rèn)知需要，而這種認(rèn)知需要往往是由感知事物的直觀現(xiàn)象首先引發(fā)的。在化學(xué)課堂教學(xué)的cai軟件開發(fā)中，教師選題就應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知需要，注意問題的選擇，設(shè)置一定的知識臺(tái)階，利用

8、cai教學(xué)交互性強(qiáng)、操作界面活潑的特點(diǎn)，使學(xué)生由好奇認(rèn)知需要興趣主動(dòng)建構(gòu)。4、有利于智慧啟迪、良好思維品質(zhì)培養(yǎng)、增強(qiáng)創(chuàng)新能力的原則現(xiàn)代教育思想的重要內(nèi)容是開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)、增強(qiáng)獨(dú)立思考與創(chuàng)新精神的能力。建構(gòu)主義理論提倡學(xué)生自己通過對外界的認(rèn)知，主動(dòng)構(gòu)建自己的新知識結(jié)構(gòu)。在這點(diǎn)上，它們是相通的，因此在開發(fā)軟件時(shí)，選題應(yīng)當(dāng)圍繞這樣的原則：如何為學(xué)生提供各種實(shí)用的探求工具和豐富的信息資源，幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和協(xié)作式探索，讓學(xué)生處于實(shí)際的情境中，結(jié)合原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過自己的加工、綜合、思考、再創(chuàng)造，賦予新知識以某種意義，最終達(dá)到對知識的建構(gòu)。5、 以提高學(xué)生的品德修養(yǎng)、審美

9、情趣為原則新課程改革提出了情感、態(tài)度與價(jià)值觀的新目標(biāo)。這就要求老師在選題時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意挖掘教材中加強(qiáng)學(xué)生思想品德教育的素材，力求使軟件思想內(nèi)容健康向上，畫面美觀和諧，影像清晰流暢、音效有感染力，這樣才能引導(dǎo)學(xué)生去感受美、鑒賞美、創(chuàng)造美，學(xué)生的品德修養(yǎng)、文化品位才能進(jìn)一步得到提高，從而建構(gòu)自己正確的審美觀、人生觀。四、選題實(shí)踐建構(gòu)主義理論指導(dǎo)教學(xué)要突出學(xué)生的主體地位，輔設(shè)問題解決的階梯，使認(rèn)知主體不斷“同化”與“順應(yīng)”，“平衡不平衡新平衡”，逐漸建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。比較成熟的教學(xué)方式主要有：支架式教學(xué)（scaffolding instruction）、情境性教學(xué)（situated or anchor

10、ed instruction）等，在該理論指導(dǎo)下的課題選題可從： 1. 從新課的導(dǎo)入選擇課題輔設(shè)構(gòu)建知識的“基石”調(diào)查表明，在每節(jié)課開頭幾分鐘，由于受前一節(jié)課學(xué)習(xí)的干擾，學(xué)生很難快速集中注意力進(jìn)入新課學(xué)習(xí)的最佳狀態(tài)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下。如何簡潔、明快地導(dǎo)入新課，迅速激發(fā)學(xué)生的求知欲望，是每個(gè)教師都看重的問題，好的導(dǎo)語能建立師生情感；能啟動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)；能構(gòu)建新知識的鉤連點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。所以開發(fā)教學(xué)軟件，就應(yīng)當(dāng)注意發(fā)掘書本、生活和自然環(huán)境中那些生動(dòng)地、有吸引力的素材，作為導(dǎo)課的小積件制作成軟件，為學(xué)生自我建構(gòu)知識奠定基礎(chǔ)，以更好的配合教學(xué)。例如：2001年全國化學(xué)優(yōu)質(zhì)課評比中，元素周

11、期表一節(jié)的教學(xué)中，利用哈佛大學(xué)入學(xué)的測試題“在下列空格處填上符合變化的圖形： 引出規(guī)律探索的思路：找出差異（圖形不同）尋找變化規(guī)律：（每個(gè)圖都由兩個(gè)2、3、4、5、7拼成）利用變化規(guī)律選擇適合的答案：（在中選擇）。再在電腦上給出118號元素圖片，讓學(xué)生利用所學(xué)的變化規(guī)律將其排列成表，請學(xué)生上臺(tái)講解并排列，利用authorware軟件的交互性功讓學(xué)生現(xiàn)場在電腦上移動(dòng)及展示不同的排列，并討論哪種排列隱含的規(guī)律最多，在學(xué)生的無意注意中導(dǎo)入新課。再如：要學(xué)生關(guān)注“摩爾這一單位引入的必要性”可由學(xué)生熟知的“曹沖稱象”的故事：不好稱量（當(dāng)前條件）好稱量思想方法1、大象的質(zhì)量：石塊的質(zhì)量：化整為零2、一粒米

12、的質(zhì)量一堆米的質(zhì)量集小成大3、一個(gè)分子的質(zhì)量許多分子的質(zhì)量聚微成宏思維的同化順應(yīng)出示一個(gè)十分形象而富有啟發(fā)性的過程，給學(xué)生以新穎而強(qiáng)烈的“刺激”，自然很快就抓住了學(xué)生的心，從而讓學(xué)生輕松愉快地感受了這一“鮮活”的化學(xué)知識構(gòu)建。2、從概念和理論的形成選擇課題建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的生成過程建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種積極主動(dòng)的建構(gòu)過程，概念和理論形成過程中含有豐富的智育功能，它是人類認(rèn)識世界、改造世界的抽象思維成果的典范，具有一定的代表性。要想使學(xué)生從中體會(huì)到豐富的化學(xué)思想方法，就必須想方設(shè)法讓學(xué)生主動(dòng)參與概念和理論形成的推導(dǎo)過程，真正體現(xiàn)自我建構(gòu)知識的過程。摩爾、物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律、化學(xué)平衡章節(jié)是化學(xué)學(xué)科中抽

13、象概念、理論最多的章節(jié)，學(xué)生難理解，更談不上自我主動(dòng)建構(gòu)知識。值得提出的是，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在揭示化學(xué)過程的微觀實(shí)質(zhì)，展示化學(xué)思維的形成路徑，描述化學(xué)思想的產(chǎn)生，化學(xué)概念的形成與發(fā)展等方面，都有其獨(dú)到之處。知識建構(gòu)例如：高二化學(xué)平衡的教學(xué)思路可從：數(shù)學(xué)上的平衡媒體信息化學(xué)中已有的平衡知識化學(xué)平衡概念動(dòng)畫演示可逆反應(yīng)微觀變化固體溶解結(jié)晶的溶解平衡蓄水池的進(jìn)水出水平衡遷移信息提供信息加工由數(shù)學(xué)上熟悉的平衡：蓄水池進(jìn)水出水的研究、討論得出平衡規(guī)律，遷移到化學(xué)上的溶解平衡（并動(dòng)畫演示微觀變化），請學(xué)生根據(jù)所提供的信息，歸納化學(xué)平衡的共同特點(diǎn)：v正v逆；不變的現(xiàn)象（如濃度、水面高度等）；動(dòng)態(tài)平衡；條件改變

14、現(xiàn)象改變。再通過化學(xué)反應(yīng)不同的特征討論，進(jìn)行分析實(shí)踐，初步得出化學(xué)平衡狀態(tài)的概念，再結(jié)合其它信息進(jìn)行再加工，充實(shí)概念，使學(xué)生在自我探索中理解概念的內(nèi)涵和外延，從而自主的建構(gòu)了化學(xué)平衡的知識。3、從有利于強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、突破難點(diǎn)選擇課題情境性教學(xué)構(gòu)建知識建構(gòu)主義提倡情境性教學(xué)，這種教學(xué)應(yīng)使學(xué)習(xí)在與現(xiàn)實(shí)情境相類似的情境中發(fā)生，以解決學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問題為目標(biāo)。高中化學(xué)研究的許多對象是人眼看不見、摸不著的微觀世界，無法給學(xué)生直觀、形象的表象，學(xué)生無法與原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成聯(lián)系，從而容易形成“學(xué)習(xí)障礙”，使這些知識成為新教材的難點(diǎn)。因此利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對圖形高超的處理能力這一特有功能，可以變抽象為具體；變

15、靜態(tài)為動(dòng)態(tài)；將微觀過程進(jìn)行宏觀模擬；提供了虛擬現(xiàn)實(shí)。從而降低了學(xué)習(xí)難度，使教學(xué)重點(diǎn)突出、難點(diǎn)得以順利突破，有利于學(xué)生的知識建構(gòu)，這些都是選材的最佳材料。例如：原電池的教學(xué)可采用問題情境教學(xué)思路：課前預(yù)習(xí) 賀卡拆下“紐扣電池”變“啞”了，接上“zn-cu(h2so4)原電池裝置”為什么又會(huì)唱歌了？收集信息 實(shí)際生活中電池有哪些用途？電池又有哪些危害？動(dòng)畫模擬原電池裝置 溶液中陰陽離子如何定向移動(dòng)？ 在兩電極發(fā)生了什么反應(yīng)？反應(yīng)原理？電子的流動(dòng)方向？構(gòu)建原電池原理負(fù)極：失電子氧化反應(yīng)待添加的隱藏文字內(nèi)容3正極：得電子還原反應(yīng)利用flash軟件顯示無法用肉眼觀察的：溶液中陰陽離子的移動(dòng)、兩極的反應(yīng)及

16、電子的運(yùn)動(dòng)方向。彌補(bǔ)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)難以展現(xiàn)的微觀世界的動(dòng)態(tài)變化。使學(xué)生在討論中理解概念的發(fā)現(xiàn)過程和本質(zhì)內(nèi)涵，再加以實(shí)際的干電池、水果電池的應(yīng)用，讓學(xué)生在自我實(shí)踐和體驗(yàn)中理解原電池的發(fā)現(xiàn)過程和其中的規(guī)律所在。再者物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律章節(jié)的教學(xué)中，可以用微機(jī)模擬如：核外電子運(yùn)動(dòng)、形成離子鍵時(shí)電子的轉(zhuǎn)移、離子間引力與斥力的平衡、分子的空間構(gòu)型等內(nèi)容，用一般模型演示不能給學(xué)生以動(dòng)感，且易造成概念的模糊，利用計(jì)算機(jī)的二維及三維的圖像與動(dòng)畫模擬就能展示得清清楚楚，使學(xué)生有直觀的感受，能科學(xué)準(zhǔn)確地理解化學(xué)鍵的實(shí)質(zhì)和特征。可達(dá)到了其它教學(xué)手段無法或很難獲得的效果。從而變枯燥為生動(dòng)，使學(xué)生產(chǎn)生樂學(xué)情緒，促進(jìn)知識的積極

17、建構(gòu)。4、從尋找規(guī)律、知識系統(tǒng)化選擇課題構(gòu)建知識的網(wǎng)絡(luò)支架教學(xué)過程是一個(gè)信息的傳輸與反饋過程，知識的信息量，不僅取決于知識信息的本身，而且取決于信息傳遞的形式。因此，在化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師的整理必不可少。教師通過對教學(xué)內(nèi)容的整理，使之條理化、結(jié)構(gòu)化，可有效地減少知識內(nèi)容的信息量，減輕學(xué)生用腦負(fù)擔(dān)，其效果可用下圖簡單加以說明：(1) (2) (3) 圖（1）方框中的線段雜亂無章，看圖的人需要較長的時(shí)間才能數(shù)出框內(nèi)共有32條線段；圖（2）中的線段作了整理，看圖人可以較迅速地?cái)?shù)出線段：共兩排，每排16根，總共32根；而如果我們對這些線段作出進(jìn)一步的整理，使每排線段4條一組，這樣整理后，看圖的人就能迅

18、速把方框（3）中的線段數(shù)出來。學(xué)習(xí)化學(xué)知識雖不是機(jī)械地?cái)?shù)線段，但整理后的知識可以減少冗余度，變得清晰，易為學(xué)生所接受。化學(xué)復(fù)習(xí)課知識容量大，黑板和粉筆局限了知識的歸納，因此復(fù)習(xí)課中利用媒體進(jìn)行知識的系統(tǒng)性總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生形成有序的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建知識的良好途徑。例如：復(fù)習(xí)以惰性電極電解鹽溶液的知識，可利用數(shù)學(xué)的二維坐標(biāo)：陽離子得電子順序(由弱到強(qiáng))k ca2+ na+ mg2+ zn2+ fe2+ sn2+ pb2+ h+ cu2+ hg2+ ag+陰離子失電子順序（由弱到強(qiáng)） f- romn- oh- cl- br - i- s2-得出記憶以惰性電極電解鹽溶液的規(guī)律口訣：、象限電解鹽； 、象限解陽子（電解鹽溶液的陽離子）；、象限電解水； 、象限解陰子（電解鹽溶液的陽離子）；又如：有機(jī)化學(xué)復(fù)習(xí)“烴和烴的衍生物”性質(zhì)時(shí)，就可抓住有機(jī)物中官能團(tuán)這一決定有機(jī)物性質(zhì)的主線，組成烴和烴的衍生物相互轉(zhuǎn)化的知識網(wǎng)絡(luò)：通過網(wǎng)絡(luò)化，使烴和烴的衍生物分散的知識系統(tǒng)化，將舊知識在大腦中重新整合。使學(xué)生掌握