信息技術環(huán)境下的高中化學研究性學習研究,化學教學論文

信息技術環(huán)境下的高中化學研究性學習研究,化學教學論文研究性學習是新課程改革研究的熱門之一,深切進入研究運用研究性學習促進課程教學有特別重要的作用.以高中化學為例,從研究性學習的特點和高中新課程教學的要求入手,辨析二者的契合,并著重討論怎樣依托信息技術,采用研究性學習方式,利用其時空特性、資源豐富等優(yōu)勢優(yōu)化高中課程教學,進而推進研究性學習在高中課程教學中的實踐應用.一、信息技術支持的研究性學習概念厘定研究性學習從提出到當前一直遭到教育界諸多學者的關注.教育部印發(fā)的(普及高中研究性學習施行指南(試行)〕把研究性學習正式作為學習方式提出來,并把研究性學習表述為學生在老師的指導下從學習生活和社會生活中選擇和確定專題,用類似科學研究的方式,主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動[1].聶幼犁先生以為,研究性學習即為以探究的方式學習外在的客觀事實及其聯(lián)絡,促進主體的內在發(fā)展[2].還有學者以為,研究性學習是指老師或其他成人不把現(xiàn)成結論告訴學生,而是學生在老師指導下自主地發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、獲得結論的經(jīng)過[3].總的來講,所謂研究性學習,是指個人或小組主動地、有選擇地確定主題,解決問題,進而獲取知識、技能,構成態(tài)度和價值觀的學習活動.信息技術支持的研究性學習具體表現(xiàn)出的是信息技術在研究性學習開展的經(jīng)過中重要的支持作用,主要表現(xiàn)為:首先,它可作為獲取各種信息資源的工具.學生利用百度、搜狐等搜索引擎直接輸入關鍵字即可快速獲取所需資源.其次,信息技術能創(chuàng)設豐富的教學情境.老師可根據(jù)一定的學習內容,利用多媒體及網(wǎng)絡技術創(chuàng)設富有趣味性、具有真實性的社會、自然情境,讓學生從中獲得真實的情境體驗,在特定的情境中學習.通過在所呈現(xiàn)的情境中觀察、分析、考慮,激發(fā)學習興趣、提高觀察和考慮能力;通過對問題情境的考慮、探尋求索,學會從中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題;通過在虛擬實驗環(huán)境中操作、觀察現(xiàn)象、讀取數(shù)據(jù)、科學分析,培養(yǎng)學生的科學研究態(tài)度和能力,把握科學探尋求索的方式方法與途徑[4]125.最后,信息技術拓寬了師生交往的時空.學生還能夠借助MSN、E-mail等網(wǎng)絡通信工具,實現(xiàn)互相之間的會話溝通、討論協(xié)商,促進有效溝通.二、信息技術支持的研究性學習操作形式以創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為宗旨,研究性學習在施行的經(jīng)過中構成了特定的操作形式.有學者以為,研究性學習的操作形式為:創(chuàng)設情境-提出問題-討論及解答-確定或否認-解釋或修正-結論及評價-制造懸念[5].這種形式把學習的主動權交給學生,學生不再受老師限制,擁有廣闊的思維空間,能夠盡情地去考慮、實踐和再創(chuàng)造,真正成為學習的主人,有效地促進學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).也有學者以為,研究性學習的操作形式應分為五步:定標-分解目的-主動圍繞目的收集素材并進行初步加工-對目的進行加工-創(chuàng)造性加工目的[6].這種操作形式以目的為導向,同樣強調學生的主體地位,注重培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力.兩種操作形式各有其特點,我們在開展研究性學習時可根據(jù)實際情況進行借鑒.當然,當前也存在其他的操作形式,但無論哪種形式,都關注學生的主體地位,注重學生的自主或協(xié)作探究.由于在研究性學習經(jīng)過中存在分組研究和個人獨立研究兩種形式,其對應的研究性學習形式也分為兩種,見圖1.〔圖1略〕研究性學習形式分為下面步驟:(1)在老師指導下,組織學生選擇并確定研究的主題.(2)制訂主題研究計劃.(3)組織學習小組開展研究活動.①選擇小組合作學習的形式(討論、角色扮演、競爭、協(xié)同、伙伴),合作溝通并確定研究方案;②老師提供與研究主題相關的資源目錄、網(wǎng)址和資料搜集方式方法及途徑;③指導學生閱讀相關網(wǎng)頁和資源,對信息進行分析挑選;④學生構成解決問題的方案.(4)成果展示.學生以研究報告的形式(電子文稿或網(wǎng)頁等多媒體形式)向全體學生展示.(5)總結性評價.老師對學生的研究性學習結果進行評價.(6)構成性評價.這一評價貫穿于整個研究性學習經(jīng)過,包括對學生收集和整理資料、與小組成員的討論情況等進行全面評價.三、信息技術支持的研究性學習與高中化學教學的契合(一)高中化學新課程的要求(高中化學課程標準〕(下面簡稱為(課程標準〕)指出高中化學屬于基礎教育課程,它對提高學生的創(chuàng)新思維、豐富學生的科學知識,促進學生的全面發(fā)展有著重要的作用.高中化學教學愈加注重學生的個性發(fā)展,通過選修內容的學習,有利于每位學生的特長得到充分發(fā)展.除此之外,高中化學教學在讓學生學習化學知識的同時,培養(yǎng)學生用化學視角認識問題,用辯證思維分析問題,進而構成科學的知識觀、世界觀.同時,高中化學教學還注重從學生已有的社會經(jīng)歷體驗和實際生活出發(fā),讓學生認識到化學和我們的日常生活密切相關,以增加他們的社會責任感.(課程標準〕給高中化學課程內容、老師和學生提出了新的要求:第一,課程內容的靈敏性.(課程標準〕指出,為適應學生個性發(fā)展的需要,高中化學應設置多樣化的課程模塊,并努力開發(fā)豐富的課程資源.這就要求高中化學教學內容不能僅僅僅是傳統(tǒng)的、固化的、靜態(tài)的書本知識和間接經(jīng)歷體驗,而是開放的、豐富的、靈敏的,是知足學生個性發(fā)展需要的體驗、探究的情境,是學生直接經(jīng)歷體驗的獲得和豐富.第二,重構老師教學觀.(課程標準〕強調,以人為本,關注學生的個性發(fā)展,這就要請教師教學施行經(jīng)過中首先應積極轉變教育理念.思是行的先導,老師的教育理念直接影響其教學行為,老師應積極轉變教育理念,符合課程標準的要求.其次,重建師生關系.新課程強調老師是學生學習的幫助者、引導者,這就要請教師應建立平等、民主、互動的師生關系,通過師生交往到達教與學的統(tǒng)一.再次,創(chuàng)新教學方式方法.新課程強調學生的自主探究,這就要請教師要改變傳統(tǒng)的、包辦的、滿堂灌的教學方式方法,創(chuàng)新教學方式方法,強化學生的主體介入.最后,豐富評價方式.新課程積極倡導學生自我評價、活動表現(xiàn)評價等多種評價方式,這就要請教師改變傳統(tǒng)的、單純以考試、分數(shù)為標準的評價方式,施行面向學生發(fā)展、面向經(jīng)過的多元性評價方式.第三,重建學生的學習觀.新課程注重學習經(jīng)過、體驗和能力培養(yǎng),鼓勵、引導學生積極探尋求索、溝通,這就要求學生改變以往簡單模擬、被動接受、機械記憶的學習方式,在老師的幫助下積極主動探尋求索,由機械學習到有意義學習轉變,由封閉式學習向開放式學習,由記憶知識到理解知識,由重現(xiàn)知識到遷移應用知識.(二)研究性學習活動的特點研究性學習具有開放性、探究性和實踐性的特點,是師生共同探尋求索新知的學習經(jīng)過,是師生圍繞著解決問題共同完成研究內容確實定、方式方法的選擇,以及為解決問題互相合作和溝通的經(jīng)過[7].第一,注重開放性.由于研究性學習的起點、經(jīng)過和結果均表現(xiàn)出不確定性[8],這種不確定性就要請教師不能對全體學生施行同一步調、固定內容的格式化教學,應突顯學生的主體地位,煥發(fā)學生活力、發(fā)揮學生個性、發(fā)揮學生的創(chuàng)造性,因而,研究性學習是開放的.第二,注重建構性.對于研究性學習,其本質是建構的.強調學生在學習、探究經(jīng)過中生成,建構對外部世界的理解.第三,注重合作性.知識是社會性的,學習是知識的社會協(xié)商[8].因而,研究性學習將合作學習方式作為其主要學習組織方式,注重合作性,讓學生以小組的形式完成探究經(jīng)過,通過各種小組形式引導和幫助學生生成知識.信息技術環(huán)境下的研究性學習除了具有研究性學習的一般特點外,還具有其技術特點:首先,信息技術環(huán)境下的研究性學習具有跨時空、交互的特點.研究性學習強調全體學生的積極參與,互相爭論,互相幫助,互相提示或進行分工[4]11.其次,信息技術環(huán)境下的研究性學習具有資源豐富性、分享性的特點.最后,信息技術環(huán)境下的研究性學習還具有教學環(huán)境虛擬性的特點.(三)信息技術支持的研究性學習與高中化學教學的契合新課程教學是基于建構主義、人本主義的,它要求高中化學課程教學必須面向全體學生、促進學生個性發(fā)展,選擇開放、靈敏的課程內容,創(chuàng)新教學方式方法,豐富教學評價方式,培養(yǎng)學生合作、探究能力.而研究性學習的后當代主義特征及其建構性本質,使研究性學習應是建構性的、開放的、合作的.高中化學課程的教學要求與信息技術支持的研究性學習的關系,就像誘導契合理論里的酶焙蚡底物,二者本非完全吻合.但是,當研究性學習與高中化學課程相遇時,研究性學習活動的特征正好與高中化學課程教學所提出的要求符合,那么,研究性學習理論上就構成了與高中化學課程教學的本然契合關系.四、基于信息技術的高中化學研究性學習案例設計基于信息技術的網(wǎng)絡環(huán)境能為學習者提供世界上最大的知識庫、資源庫,它集圖、文、音、像于一體,豐富多彩的交互式人機界面,可為學生進行自主發(fā)現(xiàn)、自主探尋求索式研究性學習創(chuàng)造條件[9].以高中化學(二氧化硫和二氧化碳對大氣的污染〕一課為例進行信息技術支持的研究性學習案例設計,主要的學習活動和學習內容設計如下.(一)前端分析1.教學內容分析本課是人教版(化學1〕(必修)教學材料第四章第三節(jié),此節(jié)除了要求學生把握基本的化學知識外,更重視對學生環(huán)保意識的培養(yǎng),加強他們對人類社會的責任感.2.學習者特征分析本課的教學對象為高一學生.他們求知態(tài)度認真,探尋求索未知領域欲望強烈,已能夠熟練操作計算機,并且能在信息技術環(huán)境下有效地開展研究性學習.3.教學目的分析知識與技能:能夠通過網(wǎng)絡探究,把握二氧化硫和二氧化氮的物理化學性質,并且能夠用化學方程式進行表述,并了解對應方程式的實驗現(xiàn)象;通過網(wǎng)絡探究,了解二氧化硫和二氧化氮對大氣污染的現(xiàn)在狀況;培養(yǎng)通過網(wǎng)絡獲取知識的能力和研究的能力.經(jīng)過與方式方法:了解學習化學性質的方式方法;初步建立從化學的視角認識事物的基本角度;把握運用信息技術手段獲取研究資料的方式方法與技巧.情感態(tài)度與價值觀:通過對二氧化硫和二氧化氮污染的研究,深入感受化學與生活的關系,培養(yǎng)學生科學的環(huán)境觀、資源觀,提高學生對環(huán)境保衛(wèi)的緊迫感和責任感.4.教學重點、難點分析重點、難點:二氧化硫和二氧化氮的物理化學性質.5.教學環(huán)境多媒體網(wǎng)絡教室,每名學生1臺電腦,學生分組(4~5人)按區(qū)域落座.(二)教學經(jīng)過設計1.情景導入向學生展示有關酸雨的新聞資料:20世紀70年代,美國東北部及加拿大東南部地區(qū)的湖泊開場變質,動植物不堪忍耐,大面積湖泊停止了呼吸,成為一潭死水,情景慘不忍睹;1985年,幾場雨后,我們國家重慶市奉節(jié)縣9萬畝(約6000萬平方米)華山松全部枯死,重慶市南山縣2.7萬畝(約1800萬平方米)馬尾松死亡過半.使用媒體:網(wǎng)絡視頻、網(wǎng)頁新聞.設計意圖:播放視頻,給學生以直觀形象的第一感受,鼓勵動機,激發(fā)學生的求知探尋求索欲望,培養(yǎng)學生的科學探尋求索精神.2.引導學生提出問題(1)師生共同觀看新聞資料后,引導學生提出什么是酸雨,酸雨的主要成分是什么.老師:酸雨的危害如此之大,它是什么東西?什么原因會造成酸雨呢?學生活動:帶著問題閱讀教學材料、查找網(wǎng)絡資料,以小組形式探究和討論,并引導學生逐步構成問題的答案::酸雨的主要成分為硫酸、硝酸老師:硫酸、硝酸又是如何構成的?學生活動:借助計算機查找資料,找到硫酸、硝酸的化學方程式,并討論分析酸雨的構成經(jīng)過.設計意圖:誘發(fā)學生好奇心,引導學生提出問題.(2)提出當前二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染問題.老師:通過化學反響方程式我們能夠看到排放到空氣中的二氧化硫和二氧化氮溶解到雨、雪中,構成了硫酸和硝酸.二氧化硫和二氧化氮宏大的危害已經(jīng)被我們日益關注,它們又經(jīng)過什么反響對大氣造成污染呢?學生活動:通過小組討論,老師引導學生再次分析化學方程式,加深對酸雨中的化學反響的理解:稀硫酸中的氫離子與硝酸結合成硝酸,硝酸與亞鐵離子反響,產(chǎn)生氮氧化物氣體嚴重污染空氣,同時剩下的廢液中含有有毒的三價鐵離子,污染水源.硝酸與非金屬反響:能氧化C、S、P等非金屬.老師活動:板書相關化學反響方程式.老師:酸雨對我們造成了哪些危害呢?學生活動:學生通過老師提供的資源鏈接,查看閱讀相關資料,并進行小組討論后,構成小組意見,并做發(fā)言.設計意圖:設計真實問題情境,讓學生將化學學習與生活實際相結合,深入體會化學與生活的關系.3.確定研究主題確定本節(jié)課的研究主題:二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染.4.制訂研究計劃學生活動:小組研討,制訂研究目的、計劃進度.5.開展分組活動老師:利用幻燈片提供如下材料讓學生研討有一組學生在研究二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染這個問題時,只查找了一些資料了解了二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染,并沒有清楚這華而不實的詳細原因.你們分析一下,他們的方案合理嗎?學生活動:分組討論研究方案,并學會科學制定研究方案的方式方法、技巧.設計意圖:引導學生開展自主評價,并進行內歸因,鼓勵和保持學生探究欲望.老師:請同學們根據(jù)討論結果制定、修改研究方案.學生活動:確定合作形式,各成員之間溝通溝通,最終確定施行研究計劃的詳細方案.老師:提供一些網(wǎng)站和地址供學生參考,并適時介入學生學習經(jīng)過,及時給予學生幫助.學生活動:借助網(wǎng)上資源、軟件、網(wǎng)絡平臺,開展研究性學習.在這個經(jīng)過中,學生們能夠通過查找網(wǎng)站資源、課件資源、素材資源來獲取解決問題所需的各種信息.同時,可運用幾何畫板、字處理軟件等處理信息.網(wǎng)絡平臺中的E-mail、QQ聊天工具等為學生的合作溝通提供便利.設計意圖:通過網(wǎng)絡豐富的資源,為學生創(chuàng)設開放、靈敏的學習環(huán)境,以知足學生的個性發(fā)展.6.成果展示老師:帶領學生認真觀看各個小組的作品.學生活動:小組將所構成的方案借助多媒體展現(xiàn)給全體學生.老師:根據(jù)學生研究情況,總結防治措施:①調整能源構造,發(fā)展清潔能源,優(yōu)化能源質量,提高能源利用率;②加強環(huán)境治理,強化環(huán)保執(zhí)法,嚴格控制二氧化硫和二氧化氮的排放量;③研究、開發(fā)合適我們國家國情的二氧化硫和二氧化氮的治理技術.設計意圖:通過學習匯報,拓寬學生知識理解范圍,培養(yǎng)學生信息處理及運用多媒體的能力.7.總結性評價和構成性評價老師組織學生開展自評和互評,構成觀點和意見,到達意義建構的最終目的.包括研究經(jīng)過中碰到的問題、困難和解決問題的情況;學生在研究性學習經(jīng)過中獲得的體驗,研究成果的表述等;構成性評價主要對學生收集和整理資料,與小組成員的討論情況等進行全面評價.(三)總結與反思從案例的試用情況來看,學生主動介入學習經(jīng)過的積極性較以往有較大提高,學習結束后對所學知識的理解也愈加深入.根據(jù)試用的實際情況,筆者有下面三點體會:學生要有一定的計算機操作能力,能夠上網(wǎng)查找資料,否則研究性學習難以開展;老師在課堂教學經(jīng)過中要發(fā)揮引導作用,必須做好對學生的監(jiān)督指導工作,這樣才能確保教學效果;在信息技術環(huán)境下開展研究性學習,要求師生必須具備一定的信息素養(yǎng),如從日常生活中獲取及使用信息的能力,主動尋求信息與處理信息