信息技术与实验课程整合的现状与对策

[摘要] 在实验课程中引入信息技术是对传统教学方法的一次重大变革。由于实验课程的特殊性,信息技术与实验课程整合的现状不容乐观,还存在许多亟待解决的问题。为了提高整合的实际效果,必须抓住信息技术与实验课程整合的关键点,采取有针对性的教学方法。

[关键词] 信息技术 实验课程 整合

信息技术在教育领域的普及渗透,使我国教育领域发生着日新月异的变化。实验教学作为实践能力培养的重要手段,随着信息技术的迅猛发展,信息化速度大大加快。现今实验教学过程中已很少有单纯的传统教学仪器,一般都用计算机做终端,形成新一代智能化实验教学仪器,以弥补传统教学仪器的不足,本文就信息技术与实验课程的有效整合作一简略探讨。

一、信息技术与实验课程整合的现状

1.学生实验的个性化需求与实验教学“一齐化”的矛盾

在实验教学中,学生的个性需求是多样的,而现行教材的实验目的、实验器材、实验原理、实验过程等都是统一的,所以得出的实验结论必然是一致的,导致很多学生失去了对实验的兴趣,到实验室做实验变成了“走过场”,形成了“做实验不如讲实验,讲实验不如看实验”的局面。

2.学生实验操作的渴望和实验条件局限的矛盾

学生对实验操作普遍具有好奇心理,都渴望进行自主操作。可是由于学校实验条件和有些实验内容本身的限制性,不可能满足所有学生任意操作。

3.学生活动的局限性和研究内容广泛性的矛盾

实验研究内容十分广泛,而学生的可以操作的范围是有限的,因此对绝大部分的实验缺乏直接经验。

4.学生直接经验的缺乏和实验原理抽象性的矛盾

许多实验的原理非常抽象,如《科学》中的《动物的生命周期》单元中蚕的一生的变化,《地球的运动》单元中的关于地球运动的模拟实验,《声音》单元中声音的传播与音高的变化等问题;再如,《光现象》中红外线和紫外线,《光的折射》单元中的光路图的制作,《压强和浮力》单元中液体压强和大气压强的原因及物理现象等问题;又如,《能量》单元中关于磁场、磁化、电磁铁等知识。学生缺乏这方面的直接经验,对这些实验原理的理解比较困难。

5.学生记忆的短暂性和实验现场不可恢复性的矛盾

每一次实验操作完成后都无法再现同样的实验现场,而学生不可能完全记住实验信息,而这些信息对整个实验是非常重要的,特别是当实验记录出现错误时,再恢复实验现场是不可能的。

6.对实验分析的任意性要求与实验过程连续性的矛盾

为了便于学生理解,有时我们希望在分析实验时可以进行任意暂停,在任意位置和角度观察实验,而真实的实验是连续的,是不可能实现上述要求的。

7.对信息化环境的需求和实验环境单调性的矛盾

例如,在《光的折射》中凸透镜的成像原理很难用实验室环境一一展示出来,这就出现了信息化环境的需求与实验环境单调性之间的矛盾。此时,为了让学生们更加直观的感受凸透镜的成像过程,可以用信息技术做出不同类型凸透镜的光路图,方便学生的理解。

二、课程整合关键点判断的基本方法

一节课的整合关键点应从这节课的教学重点、难点所对应的教学步骤中诊断,其他目标所对应的教学步骤中即便有整合点,利用信息技术解决了这些整合点的问题,对一节课的教学质量和效率提高所起的作用也是很有限的。一节课教与学的质量和效率主要取决于重点、难点的解决程度。对于其他的教学目标所对应的教学步骤,是否分析整合点,要根据这节课的具体情况而定。

整合点的诊断,首先要解决的问题是理想状态的教学结构、教学模式及教学步骤,即针对一节课的教学目标与教学内容、教师和学生情况,确定什么样的教学结构,选择什么样的教学模式,安排哪些教学步骤。在此基础上,诊断常规教学手段在支撑教学活动时,哪些步骤中存在的困难,确定出可能的整合点。

整合点的诊断是信息技术与课程整合的基础,诊断的准确与否直接决定着整合的方向。整合点诊断的基本步骤如下。

步骤一,从教与学可能具有共性规律的角度对课程内容进行系统分类,将具有共性规律的内容分为一类,根据课程内容的具体情况,不同类型可以进一步分为子类或多级子类。

步骤二,系统研究每种内容类型有效的教学结构确定、教与学模式设计、教与学过程安排、教与学策略选择等方法。

步骤三,系统分析运用常规手段实施所安排的教与学活动过程中可能存在困难步骤,并进行系统归类。

步骤四,分析哪些困难步骤信息技术能够支撑,确定出整合点。

三、信息技术与实验课程整合问题解决对策

1.建立实验模型

实验模型是从实际中抽象出来的,学生对它缺少感性认识,―般只是凭教师的讲解让学生去想象。利用信息技术模拟可使这些模型直观化,有利于学生头脑里形成形象化的概念。例如,《工具和机械》单元中杠杆中省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的原理,可以用Flash制作动画,模拟省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的特点。画面既简洁,对比性又强,对于学生在头脑中建立杠杆模型给予了很大帮助。

2.瞬间发生的实验过程的慢放

演示实验是实验现象的真实反映,它可使要研究的现象重现在课堂上,但对于一些瞬间发生的复杂实验现象,只能观测到其结果,而无法观察其变化的具体过程。采用Flash制作成的动画课件,可以形象逼真地模拟实验现象瞬间发生的变化过程,使学生在头脑中描绘出清晰的实验图像。

3.实验细节的展示

有些实验的现象、读数和结果细小而不易观察,给教学带来了一定的难度,运用多媒体教学课件,通过大屏幕投影放大展示,可以弥补这类实验的不足,教学效果较好。例如,在天平或游标卡尺的使用及其读数的教学中,学生需要注意的细节多,仪器小、刻度细微、精度高,给教学演示带来较大难度,运用计算机的人机交互性及智能性,设计课件来模拟游标卡尺的测量过程,测量值随机多变,具有真实感,并将仪器尺寸和刻度线充分放大,方便了讲解和学生学习。

4.实验情景创设,实验现象模拟

为了克服对实验分析的任意性要求与实验过程连续性的矛盾,可利用信息技术创设实验情景,模拟实验现象。例如,欧姆定律的应用模型,磁体、磁极模型,粒子在电、磁场中的运动等都无法直接用实验演示,可采用计算机技术进行模拟演示实验,增强实验教学效果。

5.历史实验的重现

一些在科学发展史上起重要作用的实验,有的受条件限制,在教学中只能靠讲解与图形来描述,对学生的说服力不强,可以通过计算机来模拟实验的过程,激发学生的学习兴趣和求知欲。另外,还可利用计算机模拟危险性的演示实验,既能避免事故发生,又能收到良好的教学效果。

参考文献:

[1]王欣.新课改中信息技术与学科课程整合的现状与问题[J].北京教育学院学报,2008,(04):72-74.

[2]曾陈萍.信息技术与课程整合的教学模式研究[J].教学与管理,2008,(24):142-144.