信息技術(shù)與化學(xué)課程整合的研究(陸真)

信息技術(shù)與化學(xué)課程整合的研討陸真〔導(dǎo)師周志華教授〕南京師范大學(xué)教師教育學(xué)hlu@二OO八年四月一二日教育科學(xué)是一個開放的、具有劇烈參與性的人文事業(yè)，它必需從現(xiàn)實教育世界中尋覓豐富的原生性問題〔石鷗2005年〕。不能忽視以現(xiàn)代技術(shù)演繹傳統(tǒng)教學(xué)理念的誤區(qū)正在發(fā)生，卻更應(yīng)注重充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段來實現(xiàn)傳統(tǒng)方法缺乏以實現(xiàn)的新的教學(xué)目的?！矖顔⒘?003年〕信息技術(shù)與課程的整合：就是經(jīng)過將信息技術(shù)有效地交融于各學(xué)科的教學(xué)過程來營造一種新型教學(xué)環(huán)境，實現(xiàn)一種既能發(fā)揚教師主導(dǎo)作用又能充分表達(dá)學(xué)生主體位置的以“自主、探求、協(xié)作〞為特征的教與學(xué)方式，充分發(fā)揚學(xué)生的自動性、積極性、發(fā)明性，使以教師為中心的傳統(tǒng)課堂教學(xué)構(gòu)造發(fā)生根本性改革，將學(xué)生的創(chuàng)新精神與實際才干的培育真正落到實處。我們對江蘇省近70所高中進(jìn)展了信息技術(shù)教育運用現(xiàn)狀的調(diào)查中闡明，在根本普及了校園網(wǎng)設(shè)備的條件下經(jīng)常在教學(xué)中運用信息技術(shù)的教師占45.6%，而開展與學(xué)科教學(xué)整合實際的只需4.5%。調(diào)查還闡明，96%的教師要求在培訓(xùn)中系統(tǒng)地對信息技術(shù)素養(yǎng)、整合的教學(xué)構(gòu)造設(shè)計、教與學(xué)方式的改動、網(wǎng)絡(luò)資源與資源庫的運用等四個方面進(jìn)展培育與實際，以求盡快提高信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的可操作性實際程度與獲得實際的才干。

一、研討的思緒、目的和主要研討內(nèi)容1.論文提出的實際假設(shè)和研討思緒為：·信息技術(shù)與課程整合應(yīng)該在教學(xué)論思想的指點下，對進(jìn)展學(xué)科教學(xué)特征、探求學(xué)習(xí)所需的情境與過程進(jìn)展實際與文獻(xiàn)分析；·結(jié)合教育技術(shù)學(xué)實際對整合的空間和教學(xué)戰(zhàn)略進(jìn)展研討；·同時對學(xué)科教學(xué)和整合相關(guān)的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)方式實際進(jìn)展研討；·在化學(xué)課程和教學(xué)層面展開實際與實際運用的探求。2.論文研討的目的是：在教學(xué)論實際視野下探求信息技術(shù)與化學(xué)課程教學(xué)整合的實際和實際方式，以順應(yīng)新課程和現(xiàn)行教育的實踐需求。實證研討:1.骨干教師信息技術(shù)現(xiàn)狀和培訓(xùn)需求調(diào)查，培育方案制定與實施的研討；2.“自主——探求型〞網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計、制造、運用的研討；3.互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)教學(xué)信息與資源查詢系統(tǒng)制造的研討。二、相關(guān)實際的研討1.教師的教學(xué)論內(nèi)容知識方案和教授任何學(xué)科內(nèi)容是一個高度復(fù)雜的認(rèn)知活動〔Shulman，1988〕。在這個活動中，教師必需運用許多領(lǐng)域的知識。這些知識會對教和學(xué)產(chǎn)生深化的影響，被稱為“教學(xué)論內(nèi)容知識〞(PedagogicalContentKnowledge簡稱PCK)。文科教育的教學(xué)論內(nèi)容知識〔即教師的知識〕該當(dāng)包含：1.學(xué)科教學(xué)的傾向性。2.學(xué)科課程的知識和理念。3.關(guān)于學(xué)生對學(xué)科知識的了解。4.關(guān)于教學(xué)戰(zhàn)略的知識：學(xué)科知識、教學(xué)論、情境。德魯特〔DeRuiter〕提出了學(xué)科教學(xué)認(rèn)知的開展模型。模型由四個要素：教學(xué)法、學(xué)科內(nèi)容、學(xué)生知識和教學(xué)情境知識組成。他們相互關(guān)聯(lián)整合在一同的交融體，最終構(gòu)成動態(tài)的PCK模型。2.加深對化學(xué)學(xué)科教學(xué)特征的了解與體驗研討以為對化學(xué)概念的了解必需建立在三個層次上，即宏觀景象程度(themacroscopicphenomenon);微觀粒子程度(thesub-microorparticlelevel);符號表征程度(thesymbolicorrepresentativelevel)。假設(shè)學(xué)生在宏觀程度上對科學(xué)景象有很好的了解與察看，同時有時機(jī)在真實生活與社會中進(jìn)展很好的聯(lián)絡(luò)與運用；與微觀程度上的微粒觀念聯(lián)絡(luò)起來，用本人的化學(xué)概念構(gòu)造去解釋客觀物質(zhì)世界的變化過程；最后經(jīng)過化學(xué)學(xué)科公用符號和言語將其變化與進(jìn)展表征出來。這樣學(xué)習(xí)的化學(xué)概念才干得到真正的了解與掌握?！睤onathGable，2002〕為實現(xiàn)這三個層次的教學(xué)，采用的教學(xué)戰(zhàn)略有：運用小組協(xié)作學(xué)習(xí)。運用類比、方式和概念圖。3.運用信息與多媒體技術(shù)。4.開展有效的實驗教學(xué)。5.開展STSE(Science,Technology,SocietyandEnviroment)探求性學(xué)習(xí)。可以減少學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)中的波折和困難，領(lǐng)會到學(xué)習(xí)的勝利和喜悅感，會使越來越多的學(xué)生喜歡化學(xué)，今后選擇化學(xué)作為職業(yè)。3.“主導(dǎo)—主體〞的教學(xué)設(shè)計步驟和教學(xué)流程圖“雙主方式〞教學(xué)設(shè)計步驟圖4.信息技術(shù)與課程整合的教學(xué)方式的研討分析了基于問題的學(xué)習(xí)方式、基于工程的學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)個性化學(xué)習(xí)方式、協(xié)作學(xué)習(xí)方式、網(wǎng)絡(luò)協(xié)作學(xué)習(xí)方式、探求型學(xué)習(xí)方式、基于資源的學(xué)習(xí)方式、基于案例的學(xué)習(xí)方式和概念的歸納——獲得教學(xué)方式等8種典型的教學(xué)方式。對它們的教學(xué)特點、教學(xué)構(gòu)造、教學(xué)環(huán)節(jié)、整合中的操作步驟進(jìn)展了逐一的描畫，使教師在設(shè)計整合方案時方便地選擇所適宜的教學(xué)方式。三、信息技術(shù)與課程整合的實際研討一在實際指點下，論文從化學(xué)教師信息素養(yǎng)研討與培育、自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課件的制造與實施和互聯(lián)網(wǎng)化學(xué)教學(xué)資源查詢系統(tǒng)的制造三個方面進(jìn)展了2年的實證研討和初步評價，獲得了實際、方法、方式與和技術(shù)的運用性成果?！惨弧承畔⒓夹g(shù)與化學(xué)課程整合教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查、分析與思索為了獲得來自教學(xué)第一線的實踐情況，分別于2004年和2005年對中學(xué)化學(xué)骨干教師進(jìn)展了兩次問卷與訪談?wù){(diào)查，從各個方面去分析、思索信息技術(shù)與課程整合的現(xiàn)實情況。2004年7月15日，對來自江蘇省各地參與省級化學(xué)骨干教師培訓(xùn)的中學(xué)化學(xué)教師進(jìn)展了問卷調(diào)查〔共發(fā)放70份調(diào)查詢卷，有效問卷68份〕。其中有關(guān)信息技術(shù)與課程整合的調(diào)查內(nèi)容部分由22個問題組成，主要包括所在學(xué)校信息技術(shù)設(shè)備整合情況；個人對整合的態(tài)度和教學(xué)效果；個人信息素養(yǎng)構(gòu)成與情況；對整合的前景與需求等四個方面進(jìn)展了調(diào)查和訪談。1.學(xué)校的硬件設(shè)備運用及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實踐情況在設(shè)備上到達(dá)了進(jìn)展信息技術(shù)與課程整合條件的學(xué)校53%；有經(jīng)常運用這些設(shè)備的學(xué)校45.6%；只需可以開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的學(xué)校20.5%；學(xué)校指點對整合注重支持到達(dá)58.8%。

闡明我省有相當(dāng)部分的中學(xué)已具有現(xiàn)代化信息系統(tǒng)的硬件環(huán)境，當(dāng)前信息技術(shù)主要以多媒體教學(xué)方式在運用，而開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)程度較低。2.教師對信息技術(shù)與學(xué)科整合、網(wǎng)絡(luò)與多媒體學(xué)習(xí)的態(tài)度和認(rèn)識教師對信息技術(shù)在教學(xué)中運用的注重態(tài)度到達(dá)80.9%；對引入信息技術(shù)對教學(xué)產(chǎn)生影響持一定態(tài)度到達(dá)91.2%；教學(xué)中領(lǐng)會到學(xué)生對信息技術(shù)運用歡迎程度到達(dá)91.2%；以為從效力于學(xué)科教學(xué)過程而引入信息技術(shù)為95.6%；對開展教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)課程的效果以為有效達(dá)94.1%；以為整合提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)達(dá)45.6%、提高了化學(xué)才干達(dá)19.1%、提高了思想才干達(dá)29.4%。調(diào)查充分闡明化學(xué)教師對信息技術(shù)引入作用、效果和變化持一定態(tài)度；主要關(guān)注從學(xué)科教學(xué)的角度去提高教學(xué)效率和培育學(xué)生的才干與素養(yǎng)。3.學(xué)生對信息技術(shù)與學(xué)科整合及學(xué)習(xí)的態(tài)度信息技術(shù)對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)有著較好的促進(jìn)作用55.9%；學(xué)生非常喜歡信息技術(shù)的運用52.9%；學(xué)生喜歡網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)這一新的學(xué)習(xí)方式55.9%。4.教師運用信息技術(shù)形狀教師在教學(xué)中運用信息技術(shù)構(gòu)成主要的多媒體教學(xué)方式〔70.5%〕；根本不運用信息技術(shù)的教師為20.6%；具有較熟練的信息技術(shù)技藝的教師為50.0%；未到達(dá)掌握的程度的教師有45.6%；網(wǎng)絡(luò)資源的運用主要在教學(xué)設(shè)計〔47.1%〕和課件制造方面〔79.4%〕；經(jīng)常運用網(wǎng)絡(luò)課件的教師只需14.7%。

闡明我省有相當(dāng)部分的中學(xué)已具有現(xiàn)代化信息系統(tǒng)的硬件環(huán)境，當(dāng)前信息技術(shù)主要以多媒體教學(xué)方式在運用，而開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)程度較低。5.骨干教師具備素養(yǎng)和培訓(xùn)需求中對信息技術(shù)提出的要求以為“信息和多媒體技術(shù)的運用才干〞是構(gòu)成骨干教師的必備素養(yǎng)達(dá)66.2%。；選擇的對“信息技術(shù)整合與多媒體的才干〞為培訓(xùn)需求的到達(dá)第三位41.2%?！捕?005年對參與新課程省級培訓(xùn)高中化學(xué)骨干教師的調(diào)查2005年7月，我們又對參與新課程省級培訓(xùn)的189名高中化學(xué)骨干教師進(jìn)展了根本情況、對新課程的了解、本身才干與素質(zhì)、培訓(xùn)需求和困惑、問題等5個方面的問卷調(diào)查。回收有效問卷173份〔回收率91.5%〕。骨干教師提出本身的知識構(gòu)造的缺乏和培訓(xùn)需求。1.以為目前比較欠缺的知識中：信息技術(shù)、多媒體與課程整合運用素養(yǎng)知識為第一(49.7%)；在教學(xué)中亟待提高的才干是多媒體、信息網(wǎng)絡(luò)的運用才干為第一〔44.5%〕；最希望提高的前四方面內(nèi)容中先進(jìn)的教育技術(shù)與課程整合運用為第三〔67.6%〕。2.信息技術(shù)與素養(yǎng)培育方案表化學(xué)教師信息素養(yǎng)培育方案

(三〕化學(xué)教師信息素養(yǎng)與才干培育方案的實施確定信息素養(yǎng)培育方案之后，我們于2004年7－8月對89名中學(xué)化學(xué)骨干教師進(jìn)展了為期一個月的36學(xué)時信息技術(shù)素養(yǎng)與才干教學(xué)培訓(xùn)。經(jīng)過演示講解、實踐操作、上機(jī)訓(xùn)練、匯報交流作品等教學(xué)環(huán)節(jié)，完成了相關(guān)模塊實際的學(xué)習(xí)與課件制造。同時還約請了計算機(jī)與教育網(wǎng)絡(luò)平臺專家，在整合中做出出色成果的中學(xué)化學(xué)教師做專題報告與演示、指點。并在春季學(xué)期集中觀摩網(wǎng)絡(luò)課程，與南師大附中、南京三中的化學(xué)教師就網(wǎng)絡(luò)課程和多媒體課件制造進(jìn)展心得和閱歷交流。在培訓(xùn)中，我們還制造和發(fā)放了“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源查詢系統(tǒng)〞、“多媒體教學(xué)資源庫〞、“常用工具軟件集錦〞和“優(yōu)秀教學(xué)案例〞等光盤，供教師們前往學(xué)校在化學(xué)教學(xué)實際中運用。圖骨干教師學(xué)習(xí)制造課件圖學(xué)習(xí)運用化學(xué)專業(yè)工具軟件圖觀摩網(wǎng)絡(luò)教學(xué)示范課圖觀摩科學(xué)探求示范課圖常用工具軟件集錦〔四〕化學(xué)教師信息素養(yǎng)與才干培訓(xùn)成果的調(diào)查反響2005年7月—10月，我們再次對接受過一年培訓(xùn)〔包括信息技術(shù)素養(yǎng)培訓(xùn)〕的骨干教師進(jìn)展了培訓(xùn)反響和意見征求調(diào)查，并進(jìn)展了近20名的個案訪談，內(nèi)容包括所在學(xué)校整合環(huán)境的變化、個人信息素養(yǎng)變化情況、整合才干變化和網(wǎng)絡(luò)與課件制造才干變化等四個方面。1.經(jīng)過一年來的建立，教師所在的學(xué)校有73.4%在硬件條件上發(fā)生了較大變化；有66.3%的學(xué)校有了完善的校園網(wǎng)。這些變化為信息技術(shù)與課程整合提供了環(huán)境保證，但仍有26.6%的學(xué)校沒有變化，滯后于開展的趨勢。

2.93.3%的教師以為個人信息素養(yǎng)和運用信息技術(shù)與教學(xué)進(jìn)展整合的才干發(fā)生了較大的變化；76.4%以為信息技術(shù)運用較大地提高了教學(xué)質(zhì)量；教師們以為本身的工具軟件運用和專業(yè)軟件運用程度有較大提高的為73.4%和66.7%。

3.90%的教師運用網(wǎng)絡(luò)獲取文獻(xiàn)和資源才干有較大提高；80%的教師可以很好的將信息技術(shù)運用到教學(xué)設(shè)計過程中；76.6%的教師較好的開展了課件協(xié)作和制造。〔見圖〕但仍有26.6%和33.3%的教師以為在信息技術(shù)工具軟件和化學(xué)專業(yè)工具軟件運用程度上沒有變化，20%的教師以為在教學(xué)設(shè)計和協(xié)作、制造相關(guān)課件的才干還有待提高。圖骨干教師制造的課件——晶體的物質(zhì)構(gòu)造圖骨干教師制造的網(wǎng)絡(luò)課件——環(huán)境維護(hù)三、整合的實際研討二——自主——探求型系列網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程的開發(fā)和運用網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)的根本過程如下圖〔一〕自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計構(gòu)成1.自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)設(shè)計分為教和學(xué)兩個部分。教的部分以教師為主體，而學(xué)的部分那么以學(xué)生為主體。教師主導(dǎo)過程的設(shè)計除遵照指點性的教學(xué)設(shè)計外，還要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特征、學(xué)生的認(rèn)知心思開展程度、學(xué)生的信息素養(yǎng)程度等要素，主要環(huán)節(jié)為：

過程主要環(huán)節(jié)見圖6-3。

2.這種基于模塊化構(gòu)架的網(wǎng)絡(luò)探討教學(xué)課件，各部分之間相對獨立，又嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)。課件主要模塊分為：預(yù)備知識模塊、探求學(xué)習(xí)模塊、思索與活動模塊、站內(nèi)搜索模塊、軟件支持模塊、在線討論模塊等。在進(jìn)展詳細(xì)某一專題的網(wǎng)絡(luò)化探討教學(xué)課件制造時，可根據(jù)需求選擇其中某些模塊加以整合，集成制造出所需的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件。在進(jìn)展探求性學(xué)習(xí)活動時，預(yù)備知識模塊起過渡作用；而思索與活動模塊的內(nèi)容那么作為探求性學(xué)習(xí)的義務(wù)或課題；物質(zhì)的量模塊就成為了探求學(xué)習(xí)的主要“活動區(qū)域〞。探求活動就遵照著圖6-5方式進(jìn)展：圖探求活動流程簡圖3.自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課件構(gòu)造圖課件構(gòu)造圖4.課件模板構(gòu)建圖模板構(gòu)造圖圖6-8課件主頁面圖6-9、課件子頁面圖6-9、課件子頁面〔二〕自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課程的制造以自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課程為主體，根據(jù)教材的不同類型的內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，課題組制造了系列課程，并在相應(yīng)學(xué)校高一年級進(jìn)展了運用。〔三〕自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課程的實際運用過程自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課程的實際運用主要分成兩個階段：2004年9月~2005年10月，普通高中教科書〔必修+選修〕化學(xué)第一、二冊〔人教版〕部分章節(jié)內(nèi)容2005年9月~2006年4月，高中化學(xué)課程規(guī)范實驗教科書〔人教版〕必修①②的部分章節(jié)內(nèi)容。在南京第三中學(xué)和南京田家炳高級中學(xué)的高一年級進(jìn)展試用和初步評價，探求自主——探求型網(wǎng)絡(luò)課程在化學(xué)教學(xué)中的作用以及對學(xué)生學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生的影響和學(xué)習(xí)效果。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下探求性課程的主要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)為：1.教師發(fā)放預(yù)習(xí)資料或?qū)W案，布置學(xué)習(xí)義務(wù)和要求；2.網(wǎng)絡(luò)課上學(xué)生閱讀課件網(wǎng)頁，進(jìn)展相關(guān)的學(xué)習(xí)義務(wù)活動；3.學(xué)生在教師指點下處理問題和處置信息，進(jìn)展小組交流和討論；4.學(xué)生按照教師的要求，整理資料，構(gòu)成作品和構(gòu)成小組結(jié)論；5.學(xué)生或小組展現(xiàn)作品，談個人心得，師生對此評價圖6-10網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)圖6-11學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課上自學(xué)2.網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)課程對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的一些影響我們采集了2005/06學(xué)年第一學(xué)期兩個班級的化學(xué)中考入學(xué)成果、期中考試成果和期末考試成果〔見表6-4〕，做了初步分析。可以初步看出：當(dāng)顯著性程度α=0.05時，那么Z的實際值為1.96。從實驗班和對照班的中考成果來看，Z=0.83<1.96，闡明在入學(xué)時雖然實驗班的成果要略高于對照班〔分別為89.92和89.27〕，但不存在統(tǒng)計學(xué)上的顯著差別；從期中考試成果來看，Z=1.98*>1.96，闡明這兩個班級在期中考試時表達(dá)了顯著性差別，但是這個顯著性差別還很小；從期末考試成果來看，Z=2.96**>1.96，闡明這兩個班級在期末考試時存在著顯著性差別。差別闡明網(wǎng)絡(luò)化探求性學(xué)習(xí)對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的效果有一定的促進(jìn)作用，有利于學(xué)生化學(xué)知識體系的掌握和深化了解。四、實證研討三——網(wǎng)絡(luò)化學(xué)教學(xué)資源查詢系統(tǒng)1.“化學(xué)導(dǎo)航〞系統(tǒng)的設(shè)計思緒要根本上涵蓋了化學(xué)教學(xué)中引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)實際的幾種主要教學(xué)方式：課堂教學(xué)環(huán)境中引入信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；基于網(wǎng)絡(luò)的個別化教學(xué)方式；網(wǎng)絡(luò)課程的協(xié)作學(xué)習(xí)方式。2.“化學(xué)導(dǎo)航〞查詢系統(tǒng)的構(gòu)造該查詢系統(tǒng)構(gòu)造主要由搜索引擎、教學(xué)資源、教學(xué)科研、環(huán)境維護(hù)、學(xué)生沙龍、國外資源和優(yōu)秀國外站點引薦七個模塊組成〔見圖〕。圖國外優(yōu)秀化學(xué)學(xué)科網(wǎng)站圖漢化的美國化學(xué)會主頁3.“化學(xué)導(dǎo)航〞查詢系統(tǒng)的特點·信息量大聚集了國內(nèi)外近70個比較著名的搜索引擎。多種有效的搜索引擎能供運用者作擴(kuò)展性的查詢，運用方便，快捷。這樣，以不同的搜索引擎，運用不同的搜索技術(shù)，可以得到較為全面的信息。而在其他的資源子模塊中，還提供了相當(dāng)多的相關(guān)鏈接；·分類科學(xué)按教學(xué)功能和活動類型，分為七大模塊，在每個模塊中，再分成假設(shè)干相應(yīng)的子模塊。綜合性較強(qiáng)的內(nèi)容歸類于“其他資源〞子模塊中。使得系統(tǒng)具有鮮明的教學(xué)實際、教學(xué)研討的特征；·針對性強(qiáng)在整個查詢系統(tǒng)中，幾乎一切內(nèi)容都和化學(xué)教學(xué)有關(guān)，特別適用于中學(xué)化學(xué)的教與學(xué)。還根據(jù)網(wǎng)站所涉及的不同化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)展適當(dāng)?shù)淖幽K分類，能用最短的時間查找到最新的資料；如：在每年高考后的第三天，在“教學(xué)資源〞——“試題下載〞中的9個網(wǎng)站中，就可方便地查詢下載到全國高考實施的一切類別的化學(xué)、綜合類試題與解答?！ひ子趥鞑フ麄€查詢系統(tǒng)的大小只需1.9M，傳播不需求繁瑣的光盤刻錄或其它手段，只需求閃存即可復(fù)制。同