信息技术与化学实验教学整合的模式探索
魏仁贵
(四川省南江中学)
实验是化学科的基础，通过化学实验来揭示理论，通过化学实验现象来分析化学反应原理，是化学教学工作中的一种重要手段。教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下，在某种教学环境和资源的支持下的教学活动中各要素之间稳定的关系和活动。由局域网、计算机终端、计算机辅助教学系统及多媒体技术组成的计算机实验教室，正在受到越来越多的学校领导和教师的青睐．这种用信息技术装备起来的功能性实验教室，促成了一种新的教学模式的产生，并快速发展影响着新型教学模式的构建。使课堂实验的“教”与“学”合二为一。这是新型教学模式，是一种以学生为“主体”，教师为“主导”的新型教学方式。在建构主义教学理念指导下，运用“学教并重”的教学设计理论，完成实验教学课堂设计的构建。
一、网络技术支持下的小组协作实验学习模式探究
网络教学模式以学生为中心，学习的合作性增强。在传统的面对面教学中，以教师为中心的教学模式已经深入人心，协作过程中，教师的参与、帮助、指导经常有意无意地变成领导、控制，学生的协作变成教师逻辑有序的安排，这与协作学习的宗旨相违背。在网络环境下，更强调学生的自主学习，通过伙伴或教师的帮助自主建构知识，因此，网络环境下学生之间的合作性增强。对于创造性较强且需要建立相互合作建立解决问题的机制时，往往采用小组合作式教学策略。基于网络技术的实验学习合作模式，更利于学生创造性思维的培养，促使小组内学习者对实验积极思考，并多方面交流，利于形成理想的态度性格。这很大程度上培养了学生交流及表达的技能，该方法还是将理论用于实践的理想方法，对学生发挥自己的主观能动性，培养良好的人际关系都有极好的作用。
二、以多媒体视听技术为基础的集体实验教学模式探索
在实验课的集体教学模式中，其教学过程主要是教师以视听媒体作为辅助教学手段或传播手段，把实验的内容展示给学生，并通过相应的评价方式来检验学生的学习结果是否达到预期的目标。这种模式的优点是适合于缺乏经验的学习者，而且需要教师的解释和指导。在不适合学生操作的实验课程学习时，这显然更适合于知识的传授。
集体教学主要是指在学校班级教学的基础上由于视听技术的引进而形成的一种教学模式。有些在实验过程中难以发现的规律，或者危险性的实验可以通过多媒体技术为支撑如：在稀释浓硫酸的操作中，必须将浓硫酸沿烧杯壁缓缓地倒入水中，而不能将水倒入浓硫酸中。如果实验演示错误操作的后果具有一定的危险性，那么使用计算机课件，用动画的方式模拟出水倒入浓硫酸时的沸腾和四溅现象，会加深学生对这一操作的认识，对学生的实际操作起了良好的指导作用，学生实际动手操作时将有显性认识，不致操作失误。因此多媒体课件可以通过视频信息为学生展示规范、严格的操作过程。同时也可以通过课件模拟出错误操作后造成的不安全后果。有的实验在常规教学中存在不少局限性，课堂演示也不例外：①许多化学反应速率很快，瞬间即逝，例如氢、氧爆鸣气的化合。②有些化学反应则需较长时间才能完成，在常规课堂中很难进行演示，例如次氯酸的见光分解等。③有些化学反应装置规模小，多数学生难以观察到实验现象，等等。针对上述化学实验在常规教学中普遍存在的矛盾，可以充分利用微机的辅助功能，采用化快为慢、转慢为快、化小为大的方法，加强学生对实验过程的观察。例如：爆鸣气的化合反应可设计动画过程，逐步显示电火花点火、分子之间的化合、产生爆炸的全部过程，采用化快为慢的方法帮助学生了解其反应历程和现象；缓慢的反应则加快节奏，次氯酸的见光分解可设计为在光照下不断产生气泡的动画，使学生通过动画而加深对反应现象的认识；规模小的化学反应装置则可化小为大，像原电池、电解池等实验，放大实验现象过程示意图，向全体学生展示明显的实验现象过程，引导学生观察思考它们在反应条件和反应现象上的差别，使每个学生都能清楚地观察现象并分析原理，这些模拟实验是物质性质实验的有益补充，通过这些辅助教学手段，可以解决一些传统教学法中的局限，收到较好的效果。
三、以交互式课件为基础的个别化实验教学模式
学生用课件自学，根据自己的兴趣和基础进行个别化学习、分析和总结，学生与学生之间单向通信交流并可得到教师的个别指导，达成自我意义建构，用习题进行在线检测，巩固和深化知识。其特点：利于学生对学习的主动参与、自主控制，使学生能根据自身学习情况制定学习进程，以获得积极的学习情感体验。
交互式课件的功能体现在对实验知识结构体系的把握，并能提高学习这设计实验的能力，CAI课件的交互性和容量大的特点，为建立知识之间的联系和将知识结构化和网络化提供方便。例如化学实验中，气体的制取装置的设计和气体的除杂、干燥以及尾气的处理装置的设计，涉及的气体较多，知识面广，情况复杂，是实验教学中的难点。运用CAI课件可以有效地突破此难点。课件设计出各种模拟仪器，利用课件的交互性，要求学生通过计算机进行实验的设计。这样既简单又在有限的时间内增大了学生的思维容量，从而提高学生的实验设计能力。课件还将设计好的实验进行类比，引导学生找出它们的共同之处和各自的特点，从而得出规律，使零散的知识结构化和网络化。
在以个别化学习的教学模式中，要求学生在实验中调动一切感知手段去观察、去思考、去实践，而这一切都必须在实际的实验中实现。同时同一个实验因实验者的不同和条件的差异,其过程及现象也不尽相同，甚至实验会失败，但这对实验者也是一种经验的积累,要获取过程。就要动手，而这些是计算机课件无法模拟的。从这个角度而言没有一个实验能完全模拟。所以CAI课件不能完全代替实验教学，它仅仅是实验教学的补充，起着重要的辅助作用。
以信息技术为基础，以个别化学习为目的课件设计是实验教学是一个新的课题，它对课件设计者提出了更高的要求，这不仅要求设计者掌握过硬的信息技术，也必须了解个别化学习的课件设计原则，达到更好的学习效果。
