《新课标下信息技术与化学学科教学整合的研究》结题报告.docx
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《新课标下信息技术与化学学科教学整合的研究》结题报告
《新课标下信息技术与化学学科教学整合的研究》
结题报告
一、课题研究背景
信息技术的飞速发展,推动了人类学习方式与教育模式的历史性变革,教育信息化已成为当前教育改革的重要课题。
一方面,以个人电脑、网络技术和多媒体技术为主要内容的现代信息技术的出现,为教学方式与教学模式的变革提供了新的物质基础,另一方面,知识经济时代,信息素养已成为科学素养的重要组成部分。
为了应对教育信息化发展带来的的挑战,我国政府决定在中小学大力发展信息技术教育,推进信息技术与其他学科教学的整合。
《基础教育课程改革纲要(试行)》就明确指出:
“要大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科的整合,逐步实现教学内容的呈现方式和师生互动方式的变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
”
普通高中新课程标准已在我省全面实施,如何在新的课程标准下,实现信息技术与学科的整合是有着重要研究价值和现实意义的课题。
化学新课程要求在更少的教学课时内使学生学到与生活、生产和社会各方面有关的化学知识,知识面扩大到整个社会背景,传统教学模式已无法适应。
因此,改革教学结构,把信息技术应用到教学的各个环节中,研究信息技术与学科课程有效地整合的教学模式,培养学生的创新精神和实践能力,符合新一轮课程改革的要求。
北师大现代教育技术研究所的何克抗教授认为:
以计算机为核心的信息技术具有优化教育、教学过程的多种宝贵特性,能充分发挥学生的主动性与创造性,从而为学生创新能力和信息能力的培养营造最理想的教学环境,而这样的环境是创新型教学结构所必不可少的。
因此,如何充分运用现代教育技术,优化教育教学的过程,提高教育教学的质量与效率,培养学生自主性学习的能力,实现新课标下信息技术与学科课程的高效整合,培养有社会责任感、有创新精神和有信息素养的高素质人才,实现教育目标、教育决策、教育资源、教育模式等信息化,是教育工作者必须重点研究的科研课题。
二、本课题国内外研究现状
我国信息技术教育开始于20世纪80年代初,经历了以学习基本操作为主的计算机课外小组或选修课,到以计算机在教学中的应用为主的计算机选修课及学科CAI试验,再到今天的信息技术必修课及信息技术与学科教学的融合三个阶段,已取得了一定的成绩,但作为全新意义上的现代教育技术与学科课程的整合,在我国尚处起步探索阶段,与发达国家有着不小的差距。
美国从1996年开始全面推进基础教育的信息化,已基本完成教育信息基础设施建设,除了开设专门的信息技术课外,学科教学与信息技术教育已进行了成功的融合。
英国是世界上最早将信息技术引入国家课程并将其整合于学科课程的国家,在1995年颁布了中小学信息技术标准又提出了新要求,现已形成良好的基于信息技术的教学及评价体制。
日本在信息技术基础设施建设方面位居世界首位,并于1995年在全国多省联合进行了信息技术教学模式的实验研究,于1998年将信息技术纳入形式多样的必修课程。
三、研究目标、研究内容和主要观点
1.研究目标
(1)构建现代教育技术与化学学科教学整合的新型教学模式
结合化学学科教学特点和现代教育技术特征,在新课程教育思想、建构主义教育理论、创造教育理论和陶行知教育理论指导下,发挥媒体作用,实现教师角色、学生地位和教学过程的转变,对现代教育技术与中学化学学科整合的教与学进行正确定位,建构出具有化学学科特点的新型教学模式。
(2)培养学生信息技术素养和创新精神
通过课题研究与实践,教会学生运用现代教育技术和网络资源进行学习;发挥多媒体及网络交互性强、资源丰富的优势,为学生开展探究性学习、自主学习、合作学习等现代学习方式创造良好条件,营造宽松、和谐的学习氛围,使学生主动地建构知识,培养学生创新精神和创新能力。
(3)促进教师掌握和运用现代教育技术,提高教育教学质量
通过课题研究,进行教学设计,开发制作适合教与学的多媒体教学软件,全面推进我校的教育现代化进程。
2.主要观点
(1)信息技术在教学中的应用对教学过程中教师的角色、教学方式、学生的学习方式、师生互动方式有着巨大影响。
(2)现代教育技术与中学学科整合的教与学的模式是一种开放性的教学模式,是新课程教育思想、建构主义教育理论、创造教育理论的升华和发展。
(3)现代教育技术与中学学科课程的整合,就是以现代教育理论为指导,以计算机多媒体技术为手段,用现代教育技术服务于现代教育思想和教学模式。
把课堂作为开发学生创造力的平台,将“教学过程”转变成学生的“再创作过程”。
(4)现代教育技术与中学学科教学整合的教与学的教育模式,不仅改变了中国传统的教学方式和学习方式,同时确立了教学四要素:
教师、学生、教材和媒体在现代教育中的地位及相互联系。
3.研究内容
(1)将信息技术教育与化学学科教学过程整合,实施创新性教育,促进学科教学理念、规律、方法与途径的优化,研究新型的教学模式。
(2)信息技术与化学学科教学整合的教学实效性研究
(3)开展化学教学平台与资源库建设的实践与研究。
(4)学生信息技术素质、学科信息技术技能的培养与要求及评价标准的研究
四、课题的理论依据
1、建构主义理论:
当今,学习的建构主义正在流行,知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情景即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。
具体地说,就是把信息技术和网络通信技术当作建构主义学习环境下的理想认知工具。
目前,许多学校普遍具备有信息技术教学网络系统,由于信息技术和网络通讯技术所具有的多种特性特别适合于实现建构主义学习环境,特别是随着信息技术和Internet的飞速发展,建构主义学习理论愈来愈显示出其强大的生命力。
2、现代教学设计理论:
现代教学论认为:
在教学过程中必须遵循一些基本的教学原则,其中巩固性原则是一个重要的教学原则。
巩固性原则要求引导学生在理解的基础上牢固地掌握所学的知识和技能,使所学的知识和技能持久地保持在记忆中,当需要时,能准确无误地再现出来,加以运用。
历代的许多教育家都很重视知识的巩固,孔子就说过:
“学而时习之”,“温故而知新”。
知识的巩固也是学生接受新知识的基础。
知识的巩固又是学生运用知识于实际的必要条件。
整体结构教学是加强知识间有机联系的一种教学方法,学过的知识常常会被联系在新课之中,达到了“寓复习于平时教学之中”,使所学知识有足够的厚度和立体性,充分体现了这一教育原则。
3、主体教育论:
强调尊重学生的主体地位,发挥学生在学习过程中的自觉性、自主性和创造性,以培养学生的创新精神,最终培养学生成为能进行自我教育的社会主体。
4、学科结构论:
美国当代著名教育心理学家布鲁纳在他的《教育过程》中明确提出了学科结构论的课程论和教学论思想。
他指出:
“不论我们选教什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构”,“学习结构就是学习事物中怎样相互联系的”。
他认为学生掌握学科的基本结构,有利于对知识的理解和记忆,有利于知识的迁移,能够缩小“高级”知识和“初级”知识之间的差距。
一个良好的结构就是一个有序的系统,在这样的系统中,信息可以有效地储存、加工和输出。
五、研究原则
1、主体性原则
学生是课堂教学的主体,学生在教师设计的课件引导下,通过自己动手探索、分析发现归纳等获取知识,发挥学生的主体作用。
2、效益性原则
在课件的开发上,一是避免书本搬家型、习题型、因为这些完全没有必要用计算机;二是注重避免低水平重复开发,要了解市场,吸收已有产品的精华;三是注重实效,为教学目标服务。
3、探索性原则
在多媒体进入课堂之后,要全面深入地开展各种具体研究,探索现代教育技术与传统教学手段的优化组合,探索各种具体使用的最佳时机,探索实验课的教学效果等等。
六、研究方法
(1)行动研究法:
研究的步骤主要包括:
发现问题;鉴定问题;文献探讨;拟订计划;设立假设;实施行动,收集资料;评价结果。
(2)文献研究法:
利用网络资源、各种图书、文献资料进行调查研究,这也是该课题研究的一种重要方法
(3)、经验总结、归类法:
研究过程中,课题组成员要注意积累研究的事实材料,并不断进行分析和综合,将经验上升到理论的高度。
(4)、比较研究法:
比较不同地区、不同国家在信息技术与学科整合研究中的问题与思考,取长补短,促进研究。
七、实施步骤
(1)启动阶段
①组建课题组,做好课题申报工作,撰写研究方案:
②广泛搜集理论学习材料,课题组成员认真学习领会;③教师、学生的信息技术的培训。
(2)全面实施阶段
①课题组成员认真学习理论,加强交流,上好整合课,积极探索现代教育新模式;②建设好学科教学资源库;③加强过程管理,做到有计划、有落实、有成果、有总结;④强化成果意识,及时总结提炼,形成阶段成果,开展成果初评、中评。
(3)总结阶段:
整理资料,撰写研究报告,形成研究成果,申请结题。
八、研究成果
1、总结出四种整合课模式
(1)教师演示型
这种教学组织形式是指教师操作并控制计算机,学生观看屏幕。
需要特别指出的是,教师演示并不一定就是以教师讲解为主的接受学习,教师演示是指一种展示教学内容的方法。
在探究学习过程中,教师演示也是常用、有效的利用信息技术的方式。
它适用于展现微观教学内容和变化过程,适用于一般的教室条件(即有一台计算机和大屏幕)。
教师演示所用的软件应注意其交互性,要为观看的学生提供尽可能大的思维空间和探究思路,应注重展示促进思维过程的材料,而不是只展示探究的结果。
例如,顾家洋老师主讲的《晶体结构》就是典型的教师演示型研究课。
课前,教师与计算机专家合作制作了交互性较强的软件,其中的局部放大、任意旋转、随时重复等功能为学生全面观察晶体结构创造了更大的可能性。
虽然教学中是以教师操作计算机为主,但教师尽量满足不同学生的需要,并适时通过调整观察角度来启发学生思维。
(2)学生应用工具软件型
这种教学组织形式是指学生个体(或3人以下小组)操作计算机,使用工具软件解决某些化学问题。
化学学科常用的工具软件有文字处理软件(如Word)、数据处理软件(如Excel)、图像处理软件(如ACD/3D分子结构绘图)等,有些软件学生在信息技术课上已经学会使用,有些软件简便易用,经过短期培训即可。
它适用于问题明确的、与信息技术密切相关的问题教学,一般在计算机教室(有30台以上PC机)内进行。
在教学中,教师布置一个探究任务,并提供必要的材料和工具软件,学生通过使用软件处理信息,得出探究结果。
这类教学的探究空间较大,要求学生信息技术水平较高,教师要注意点、面结合的指导和帮助。
例如,《元素周期律》就是典型的学生应用工具软件型研究课。
课前,教师将约30种元素的相关数据无序输入Excel电子表格中。
课上,教师布置探究任务,让学生利用Excel的排序、绘图等功能进行数据处理,以发现其中的规律。
这是一个开放性很大的问题,每个学生都有丰富的想象、操作和思维的空间,每个学生应用不同的软件功能可以绘制出不同的图表,通过对这些图表的讨论,学生清楚观察并体会到元素性质周期性的变化规律。
学生发现的规律比教材上写出的还要多,很多学生将软件拷贝回家,继续研究。
(3)基于网络的学生合作问题探究型
这种教学组织形式是指学生小组(5人以上)利用网络资源收集相关信息,并制作成演示文稿,在课上分小组汇报、讨论。
它适用于课内外结合教学(如研究性学习),探究任务比较大,信息容量较大的内容。
学生可以在课下上网查找资料,也可以在网络教室中进行教学,汇报时用一台计算机和大屏幕。
在教学中,教师布置的探究任务不要过大,仍应以围绕教学大纲和教材为主;教师要提醒学生网络操作的注意事项,要指导学生学会合作和有效合作。
例如,《环境保护》就是这种类型的研究课。
课前,教师按探究任务水污染及治理、大气污染及治理将全班学生分成4个小组。
学生利用课余时间上网收集各种资料,包括文字报道、图片、数据、科学文献等,准备了一些有待全班讨论的问题,再制作成条理清晰的多媒体演示文稿。
课上,分4个小组进行汇报,并提出问题大家讨论。
有的同学还将这些资料制作成网页,将其作为一个长期探究的主题。
(4)结合化学实验型
这种教学组织形式是指在化学实验教学中,应用信息技术进行探究学习。
化学实验是学生进行化学探究学习的重要工具和手段,在某些情况下,应用信息技术可以提高化学实验教学效率,是化学实验是补充手段。
如果要与实验过程相结合,在传统化学实验室中需要添加计算机等设备。
信息技术结合化学实验有两种类型应给予提倡和发展。
应用软件设计实验装置。
例如,《氨基酸分子的测定》就是利用实验装置设计软件,探究燃烧法测定氨基酸元素组成的最佳实验装置。
这个软件可以由教师操作,也可以由学生操作。
软件提供了一些基本实验仪器和药品,学生选择后进行组装,还可以进行修改和补充。
很多软件公司和化学教师都已研制出不同的实验设计软件,各有特色,希望教师们能选择使用,提高学生设计实验的能力。
在教学实践中,我们还经常将以上4种类型结合使用,即综合应用型。
其中,教师利用PowerPoint软件制作演示文稿展现教学内容是应用最普遍的形式。
2、一批研究论文发表或获奖
从2006年课题研究以来,有9篇论文在省级及以上报刊杂志上发表,有近20篇论文获省论文评比一、二、三等奖。
3、在各种赛教和评优活动中硕果累累。
通过三年来的课题研究,教师的教学教育水平有了明显的提高。
本人被评为市学科带头人、市化学领军人物。
4、提高了化学教学质量
在课题研究中,由于注意培养学生创新能力,重视学生创新心理及个性品质的培养,使学生的精神面貌得到了较好的培养,个性得到了充分的发展。
课题组教师在教学中,注意调动学生的积极性,强调全员参与,人人动手动脑,培养学生的创造性思维。
学校化学教育教学质量也不断提高。
(1)高考、会考、统考成绩名列前茅。
通过教师们的不断探索和学生的努力,在历年考试中也取得了许多优异的成绩。
在历年的会考(小高考)中,均居同类学校前列。
在每学期的统考中,化学科成绩基本上居同类学校前列。
(2)高中化学奥赛成绩喜人。
通过师生们的共同努力,在高中化学奥赛取得了不少成绩。
2005-2009年共有6名学生获省一等奖,几十名学生获二、三等奖。
九、几点思考
在信息技术和高中化学课程整合的实践中,不断受到观念的冲击、技术的阻碍,体验着探索的艰辛和创造的快乐,引发的思考是广泛而深入的,现择其要点言之:
1、信息技术与化学课程的整合将成为真正意义上的化学教学革命的支柱。
华东师范大学课程与教学研究所吴刚认为:
“基于信息技术的教育改革就是揭示内含于信息技术中的新观念并使其彰显为课程改革的基本理念。
”
近一二十年来的化学教学改革往往注重的是教法的改革,而“教无定法”决定了由一名或一群具有特定个性的教师针对一群特定个性的学生实行的教法未必适合所有的教师、所有的学生,这种教法的推广应是违反教育的强烈的个别化原则的,亦与个性愈加丰富、张扬的时代精神不符。
信息技术信息技术不应局限在“媒体论”的阶段,不能成为教师“机灌”的工具,应该认识到它是运用现代教育理论和现代科技成果,通过对教与学过程和教与学资源的设计、开发、利用、评价和管理,以实现教学优化的理论与实践,为真正意义上的化学教学改革提供最佳环境,对教学理论、教学模式、教育观念甚至是教育体制产生深刻的变革。
2、信息技术与化学课程的整合对化学教师提出了更高的要求。
信息化时代的化学教师必须有更高的素质。
对教材、教法、学生的把握是传统教学模式所一贯强调的,这一基本功在信息时代显得更加重要,同时也被赋予了新的内容,如教材的处理、学生的新特性、教法的变革等。
教师和学生的地位与传统教学相比发生了很大改变,教师在传统教学中的威信感受到了挑战,压力增大,因为教学不再是单纯的知识传授与灌输;教师的角色主要是教学信息资源的设计者、学生学习促进者,教师表现主要是从前台走到了后台;教师在教学当中不能由计算机或计算机网络代替,相反教师在这种模式下的重要性更大了,计算机只是一种信息加工和呈现的工具,教师唯一选择是需要不断的更新知识和扩大知识面;教学组织者需要跨学科的知识结构;教学组织是单个教师所不能完成的,需要教师的群体协作;网络化的课堂教学需要解决的重大课题是如何制作教学课件、如何把它们组织成为符合教学要求的教学资源形式。
因此,如何制作符合网络环境下优秀的教学课件是网络环境下教学成功与否的关键。
信息化时代的化学教师应积极学习有关教育教学理论,努力提高自身的信息素养。
无法想象一个自身的信息素养不过关的教师能够将信息技术和化学课程进行有效的整合。
此外,教师在美术、音乐等方面亦应有不俗的修养。
3、信息技术与化学课程的整合对学生也提出了更高的要求。
建构主义理论的内容很丰富,但其核心只用一句话就可以概括:
以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构,而不是像传统教学那样,只是把知识从教师头脑中传送到学生的笔记本上。
由信息的单一化到多元化,由被动接受到自由选择、自主探索,部分学生极易在信息的海洋里迷失如打游戏,无边际的聊天,使课堂处于失控状态,无法完成教学任务,容易导致学生水平的两极分化。
所以,信息化教学对学生的学习品质提出了更高的要求:
更高的学习自觉性、更强的自我控制能力、更强的自我学习能力。
当然对于一个完全不会电脑操作的学生而言,这种课是完全没有意义地。
4、信息素养是化学教学的重要内容。
信息素养作为一种高级的认知技能,同批判性思维、解决问题的能力一起,构成了学生进行知识创新和学会如何学习的基础。
信息素养不仅是一定阶段的目标,而且是每个社会成员终生追求的目标,是信息时代每个社会成员的基本生存能力。
信息技术教育不应停留在单独开设的信息技术教育课上,而应有机地融合到化学学科教学中去。
在未来社会中,获取、选择、加工信息也将成为化学的一项基本能力。
5、不可全盘否定传统教学方式更不能把此整合万能化。
教师应加强学习管理、加强课外辅导,尤其应重视基本化学实验能力的培养,重视对高考策略的研究,否则在社会、家长与学生的多重压力之下,网络教学难免“逃生无门”。
从来就不存在万能媒体或唯一媒体。
这种观点在教育技术领域里经过多年的误区产生及争论后,早已有了这样一个定论。
网络亦然。
它在教学中发挥着越来越重要的作用的确因为它具有很多优点。
但是作为提供学习资源来讲,网络不是唯一的,生活中还有很多其他资源可以利用。
不能认为信息技术就是网络技术,只有网络资源才是唯一的资源或最好的资源。
这种观念集中体现在:
对网络资源过分依赖,忽视其他教学资源;资源低水平重复建设,优秀资源不能共享;过份偏重于素材性资源;只重视物质资源,忽视人力资源。
如把学生实验也拿到网上,让学生看实验过程,记实验现象,那这种整合就成为空谈而且也违背化学教学大纲,违背化学是一门以实验为基础的学科,对学生实验技能培养和实事求是科学态度养成极其不利。
6、尚待解决的问题。
整合的起步阶段不可避免存在着一些不足之处。
如师生之间课堂上的直接交流仍需加强;资源的大量、多样化容易掩盖分析思考过程;一些基础知识容易被忽略及课件制作时间等。
根据我们的初步实验说明,信息技术与化学学科教学整合有许多问题需要我们在实践中去发现,去摸索解决的办法,去探求整合课的教学规律,把理念变为实际的教学过程,信息技术与学科教学的整合贵在行动研究!
总之信息技术与学科课程整合不是一朝一夕能完成的,况且信息技术不断发展。
但实践证明只要持之以恒,大胆把信息技术当成工具用于教学中,一定能整合出很好的效果。
我们相信,信息技术与高中化学课程的整合一定能为化学教学改革开辟一条新道路,为培养创新型人才开拓一片新天地。
为了使我国教育的明天更加美好,让我们一起努力吧!
参考文献:
1、2001年7月教育部颁发的《国家基础教育课程改革纲要(试行)》
2、《走进新课程》,教育部基础教育司组织编写,北京师范大学出版社2002年出版。
3、《多媒体原理》,(美)斯坦梅兹(Steinmentz,R.)著,电子工业出版社2003出版。
4、《信息技术与课程整合,何处是通途》,《中国教育报》2001年10月27第四版;
5、《建构主义学习环境下的教学设计》,何克抗,北京师范大学现代教育技术研究所;
6、《信息技术与课程整合—深化学科教学改革的根本途径》,何克抗,同上;
7、《关于网络教学模式与传统教学模式的思考》,何克抗,
8、《数字化学习—信息技术与课程整合的核心》,李克东,华南师大教育技术研究所
9、《信息技术与课程整合的问题思考》,刘向永,东北师范大学广播电视学院;
10、《关于构建教学模式的几个问题》,冯秀琪,河北大学;
11、;《课程整合,信息技术应用与教育的核心》,李坚,《中国教育报》2001年11月22
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