初中數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)論文對計算機輔助化學(xué)教學(xué)的幾點思考和認識

Page1對計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)的幾點思索和相識隨著課程教材改革的全面推行和逐步深化,教學(xué)手段的現(xiàn)代化已成為當前實施素養(yǎng)教化、提高課堂教學(xué)效率的一個重要問題。當今社會是信息科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的社會,而二十一世紀的課堂是多媒體的課堂,在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今日,教化不再僅僅是“粉筆加嘴巴”的傳統(tǒng)模式,現(xiàn)代化教化技術(shù)個人計算機（PC機）加多媒體必定會引入教學(xué)領(lǐng)域,如計算機協(xié)助教學(xué)(CAI)和計算機管理教學(xué)(CMI)已成為世界范圍的教化探討領(lǐng)域和將來教學(xué)的發(fā)展趨勢。筆者將就開展計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)的必要性及其現(xiàn)狀與對策等方面談?wù)剮c思索和相識。一、計算機協(xié)助教學(xué)的發(fā)展及其在化學(xué)教學(xué)中的功能在我國,計算機教化應(yīng)用存在二次轉(zhuǎn)折,第一次是從程序設(shè)計教學(xué)轉(zhuǎn)向計算機協(xié)助教學(xué),其次次是從課件思想轉(zhuǎn)向積件思想和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。計算機協(xié)助教學(xué)興起于五十年頭末,它是教化學(xué)、心理學(xué)、教化技術(shù)學(xué)、管理科學(xué)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。當時行為主義學(xué)習(xí)理論提倡程序教學(xué)法,希望依據(jù)刺激反應(yīng)的強化原則,剛好獲得教學(xué)信息的反饋,從而有效地實行個別化教學(xué)。但正如馬特萊諾（Martellaro）所說,“在計算機穩(wěn)固地占據(jù)課堂之前,好像要在教化界經(jīng)受一場長期而艱難的斗爭。和舊的、早已穩(wěn)固起來的教學(xué)方法相比,計算機必需具有更明顯的優(yōu)越性才能得到廣泛的應(yīng)用”?

。由于那時的計算機發(fā)展尚處于起步階段,存在對技術(shù)人才素養(yǎng)要求高的困難,有關(guān)教學(xué)軟件的開發(fā)與制作更是很多老師還沒有駕馭的技術(shù)，同時軟件以Basic編程的字符模式為主,軟件開發(fā)難度大、界面不友善、價格高,相應(yīng)的措施又跟不上,因而計算機協(xié)助教學(xué)并未受到特殊的關(guān)注。到八十年頭,由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,社會物質(zhì)條件的改善,為計算機協(xié)助教學(xué)創(chuàng)建了有利條件,特殊是認知心理學(xué)的興起,使CAI課件開發(fā)更側(cè)重于應(yīng)用性,留意學(xué)問的條理性和結(jié)構(gòu)化,強調(diào)要與學(xué)習(xí)者已有的相識結(jié)構(gòu)相匹配,使其在原有認知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過計算機的協(xié)助達到同化和順應(yīng),從而形成新的認知結(jié)構(gòu)。近年來,由于認知心理學(xué)理論的日益成熟及多媒體計算機技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,如圖像技術(shù)的提高（包括解析度增大、色調(diào)豐富和2D、3D圖形技術(shù)增加）、壓縮與解壓縮技術(shù)的發(fā)展、高容量載體的出現(xiàn)以及數(shù)位化技術(shù)與超媒體技術(shù)和運算技術(shù)的加快等，帶動了CAI課件的發(fā)展，使計算機協(xié)助教學(xué)更留意于學(xué)生學(xué)習(xí)實力的形成、學(xué)習(xí)策略的駕馭以及供應(yīng)更多的個別化教學(xué)的選擇。就世界上計算機協(xié)助教學(xué)的發(fā)展過程而言，主要經(jīng)驗了以字符模式為主的編程階段、多媒體CAI課件和從一元到多元、多維等將教化與信息技術(shù)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)（是廣域網(wǎng)而非局域網(wǎng)）階段，因此計算機協(xié)助教學(xué)的發(fā)展趨勢,也順應(yīng)了現(xiàn)代化教學(xué)的兩個基本趨勢,即強調(diào)教學(xué)的主體性,強調(diào)充分發(fā)展學(xué)生的特性,全面提高學(xué)生的整體素養(yǎng)。在大力提倡素養(yǎng)教化的今日,堅持素養(yǎng)教化的基本觀點,就在于要面對全體學(xué)生,通過個體的發(fā)展,實現(xiàn)真正意義上的全面發(fā)展,同時幫助學(xué)生具備各方面的基本素養(yǎng),形成合理的素養(yǎng)結(jié)構(gòu),為學(xué)生的將來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。而要實現(xiàn)個體的全面發(fā)展,必需立足于學(xué)生個體差異、因材施教,使學(xué)生不僅要有雄厚的學(xué)問基礎(chǔ),還必需駕馭獲得學(xué)問技能的方法,形成自學(xué)實力,才能適應(yīng)將來社會不斷改變的須要。而計算機協(xié)助教學(xué)的主要功能,則會對我們進行素養(yǎng)教化目標的實施供應(yīng)有益的幫助。就計算機多媒體技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)而言,具有以下幾個功能：1.多媒體集文字、圖形、圖象、聲音、動畫、影視等各種信息傳輸手段為一體,具有很強的真實感和表現(xiàn)力,可以激發(fā)學(xué)習(xí)者愛好,引起留意。提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的愛好,是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的前提,也是改善課堂教學(xué)環(huán)境的重要一環(huán)。化學(xué)多媒體軟件在內(nèi)容組織上采納大量的色調(diào)顯明、活潑好玩的音象畫面,有助于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。2.可以變抽象為詳細,模擬微觀世界的化學(xué)反應(yīng)和現(xiàn)象,使教學(xué)更加形象、直觀,便于學(xué)習(xí)者理解和駕馭?；瘜W(xué)是探討原子、分子等微觀運動和改變規(guī)律的一門學(xué)科,對于化學(xué)中運動而困難的微觀世界,用傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難使學(xué)生理解駕馭,而借助計算機的模擬手段,可以使學(xué)生比較直觀形象地相識微觀粒子的運動,從而對化學(xué)改變的本質(zhì)能一目了然。3.可以動態(tài)地、對比地演示一些化學(xué)現(xiàn)象,可以有效地限制改變的速度,調(diào)整快慢,從而便于學(xué)習(xí)者視察和思維。有些化學(xué)反應(yīng)瞬間完成,對其過程很難分步視察與推斷,通過多媒體技術(shù),老師可以模擬限制反應(yīng)改變的速度,調(diào)整教與學(xué)的進度,在老師與計算機的共同啟發(fā)下,培育學(xué)生的實力。4.利用多媒體的人機對話、界面友善、超文本、人工智能、可編著工具、便利的外設(shè)、虛擬現(xiàn)實等功能,可以使學(xué)習(xí)者沿著自己的思路,適應(yīng)自己的須要去發(fā)展學(xué)習(xí)的過程,可以剛好反饋教學(xué)信息,可以突出重點,解決難點,增大課堂教學(xué)容量,極大地提高教與學(xué)的效率。計算機信息貯量大,處理快速,具有友好的工作界面,便利的人機交互功能,為學(xué)生供應(yīng)了良好的個別化學(xué)習(xí)環(huán)境,使學(xué)生能依據(jù)自己的學(xué)習(xí)實力調(diào)整學(xué)習(xí)進度和難度,真正實現(xiàn)因材施教。而老師可以依據(jù)學(xué)生已有的相識基礎(chǔ),構(gòu)建問題情境,指導(dǎo)學(xué)生獨立地上機學(xué)習(xí),并輔之以必要的反饋練習(xí),剛好確定或解答,幫助學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)方法,查找學(xué)習(xí)障礙,逐步提高學(xué)生自學(xué)實力和處理實際問題的實力。由此可見,計算機協(xié)助教學(xué)在提高課堂效率、增大課堂容量、進行全面即時性輔導(dǎo)、減輕學(xué)生課業(yè)負擔等方面,都是其他教學(xué)媒體所沒有的。5.多媒體的各種信息傳輸手段作用于學(xué)習(xí)者,可以同時調(diào)動視、聽、說等多種感官,形成合理的教學(xué)過程體系,使學(xué)習(xí)者在最佳的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí),使之達到教學(xué)的最佳效果。心理學(xué)探討表明,人們從聽覺獲得的學(xué)問能夠記憶15%,從視覺獲得的學(xué)問能夠記憶25%,而同時運用兩種傳遞信息的工具就能接受學(xué)問約65%。多媒體的多感官刺激作用,有利于學(xué)生留意力的長期保持和獲得學(xué)問。6.多媒體網(wǎng)絡(luò)可以縮短時空距離,加強人與人間的聯(lián)系,有利于開闊學(xué)習(xí)者的視野,形成互助合作的優(yōu)良素養(yǎng)。如電子圖書館和網(wǎng)絡(luò)的服務(wù),允許用戶把信息(電子郵件)傳給本系統(tǒng)的其他用戶,也可以通過計算機獲得圖書館的信息,其好處是不言而喻的。正如埃斯特倫所說,“計算機能特別直觀地、多方面地供應(yīng)學(xué)習(xí)閱歷,這可以使一個年輕人在大約幾個月的時間內(nèi)達到用傳統(tǒng)教學(xué)方式需幾年才可達到的水平”②。由于計算機協(xié)助教學(xué)具有這些功能,就確定了它在化學(xué)教學(xué)中會發(fā)揮日益重要的作用,所以有必要開展并加強計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)工作。二、目前計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀與困難近幾年來,在美國等發(fā)達國家的化學(xué)教學(xué)中已廣泛采納以微型計算機為核心的高新技術(shù)和多媒體遠程教學(xué)。如何使我國化學(xué)教學(xué)現(xiàn)代化問題,已擺在全體化學(xué)老師、教研員及教材探討人員的面前。從我國目前的狀況看,依據(jù)鄧小平同志教化要三個面對的指示,由于各級教化行政部門和各級領(lǐng)導(dǎo)的重視,全國廣闊地區(qū)的各類學(xué)校在計算機硬件的裝備上已邁出可喜的步伐,不論是重點中學(xué)還是一般中學(xué),很多都已從無到有建立起規(guī)模不等的計算機試驗室,并多已開設(shè)了計算機普及課程,初步做到了“計算機要從娃娃做起”。但是由于種種緣由,計算機在教學(xué)上的應(yīng)用普遍還停留在磁盤操作系統(tǒng)（DOS）基礎(chǔ)學(xué)問、文字處理、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)等層次上,計算機在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用還基本上是處于起步階段。這不僅是教學(xué)資源的奢侈,而且還會影響到中學(xué)對將來人才的培育。究其緣由,一是適合中學(xué)化學(xué)教學(xué)的計算機軟件不多,就是目前已有的一些已商品化的化學(xué)教學(xué)軟件也較多停留在初級教學(xué)水平,教學(xué)針對性不強,而一些水平相對較高的軟件價格偏高,脫離了目前我國中學(xué)師生的承受實力,因此難以在教學(xué)中發(fā)揮作用。從目前國內(nèi)的現(xiàn)狀看,CAI的發(fā)展較為落后,品種單一、制作粗糙、交互性差、界面不志向、連貫性差,難以形成系列產(chǎn)品,更難以在全國推廣。二是現(xiàn)階段我國中學(xué)師資在駕馭現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上水平普遍偏低,往往是懂化學(xué)的不懂得軟件編制,很多閱歷豐富的老師不懂計算機與計算機語言,對計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)著急萬分而無法實現(xiàn)自己的很多設(shè)想；而會編制軟件的人員卻又不甚了解化學(xué)教學(xué),即使他們有豐富的編程閱歷也很難能編制出一個令人滿足、切中要害的CAI課件,這種狀況就使得課件設(shè)計與制作相脫節(jié),因此可以想象很難能使編制的軟件達到較志向的水平。目前全國計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀與困難主要表現(xiàn)為以下幾個方面：1.全國的經(jīng)濟發(fā)展很不平衡,在很多地區(qū)存在著資金與設(shè)備短缺的狀況,很難能對計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)進行深化的探討與開發(fā)。2.探討與編制力氣分散,隊伍不整齊。尤其是對計算機協(xié)助化學(xué)教學(xué)的探討缺乏整體的設(shè)想與規(guī)劃,CAI課件很難有質(zhì)上的突破,對CAI的功能探討與開發(fā)得不夠。3.在突破教學(xué)難點上還缺乏好的CAI課件。在CAI化繁為簡、化虛為實、變亂為明、化難為易的功能方面開發(fā)得遠遠不夠。4.在加大教學(xué)密度上探討得還不夠。利用計算機多媒體技術(shù)可以做到高密度的學(xué)問傳授,大信息量的優(yōu)化處理,能大大提高課堂效率。從目前已知的CAI課件看,在這方面的探討工作應(yīng)當加強。