运用现代教育技术 促进学生探究学习

——中学化学课堂教学的设计与实践

田玉凤

内容摘要

新世纪化学课程的价值功能是“注重学生发展，改变学科本位；从生活走向化学，从化学走向社会；注重科学探究，提倡学习方式多样化；注重学科渗透，关心科技发展”。

运用现代教育技术促进学生探究学习的教学策略：针对化学探究学习三种教学模式（随堂微型探究、完整课时单元探究和课内外相结合的探究），在三个主要环节（提出问题、探究活动、表达交流）上，阐述了应用现代教育技术促进学生探究学习的教学策略。

关键词     现代教育技术    探究学习    教学策略

1、问题的提出

新世纪化学课程的价值功能是“注重学生发展，改变学科本位；从生活走向化学，从化学走向社会；注重科学探究，提倡学习方式多样化；注重学科渗透，关心科技发展”。新世纪的化学课程需要新的教学模式，强调对学生终身学习与发展的价值，注重学生经验、学科知识和社会发展三方面内容的整合。

新世纪的化学课程需要现代教育技术的支持，将现代化信息技术有机引入探究过程，构建网络的探究学习模式。促进教师角色和教学方式的转变，创造更大范围、更多人参与的交互学习、合作探究的空间和环境，实现对知识的探究、发挥信息技术的教育价值；新世纪化学教学对教师素养的有更高的要求，信息技术与学科整合的教学设计能力，信息技术与学科整合的教学实施能力，校园网操作技能和远程教学技能。

“运用现代教育技术促进学生探究学习”是围绕探究学习基本环节的研究、促进学生探究学习教学模式，现代教育技术在促进学生探究学习作用等进行了研究。

2、问题的研究

2.1 运用信息技术促进学生探究学习教学模式的设立假说

在对探究学习理论研究的基础上，提出了运用现代教育技术促进学生探究学习的化学课堂教学构想。

对促进学生探究学习化学教学模式的界定：以主题任务为驱动－－问题解决，促进学生探究学习。一般包括4个基本环节：⑴提出任务或问题；⑵设计方案和实施方案；⑶交流研讨；⑷评价与反馈。课堂教学组织形式有：⑴随堂微型探究学习⑵完整课时单元探究学习⑶课外探究与课内探究相结合的探究学习。

探索有效的促进学生探究学习的教学策略：⑴选好素材恰当地提供给学生上互联网查询有关资料下载编辑供课堂教学使用，根据课本知识选好学生实践活动的课题；⑵为学生创设好学习、研究的环境，把时间留给学生，把想象的空间留给学生把认知过程留给学生，把交流与评价的权力留给；⑶利用信息技术辅助课堂教学，电子板书突出重点，电子动画突破难点，科技素材拓宽视野；⑷为学生制定好学习评价标准。

在以上构想的基础上通过恰当的运用现代教育技术可以促进学生探究学习，以使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都得到一定程度的发展的观点。

恰当地运用现代教育技术促进学生探究学习的构想：⑴提出恰当的探究任务：作为信息传播工具，为学生创设有意义的情境，引导他们主动提出值得探究的问题；⑵进行探究学习：作为信息传播工具和学习支持系统，为学生开展探究活动提供必要的时间和空间，促进学生自主学习、合作学习；⑶有效的促进表达和交流活动：搭建交流平台，为学生反思和表达自己的探究过程和结果，交流经验，确保教学目标的实现提供条件。

构建运用现代教育技术促进学生探究学习的课堂教学活动程序

步骤	师生活动	教学目标	教育技术运用
1. 确定 问题   2. 信息 处理         3. 交流 评价     4. 引申 提高	教师：    提出问题               ↓ 学生： 独立分析、提出假说               ↓             ↓          ↓     设计实验    收集信息         ↓          ↓     实施实验    处理信息         ↓          ↓                ↓ 生、师：  评价、交流                学生： 知识体系建构与应用	明确学习任务    收集信息、分析综合、设计实验方案。      实验验证、 资料验证。     建立科学概念、学习科学方法，培养能力；提高科学素质。	计算机： 彩图展示   电子板书： 明确问题         实物投影： 学生展示实验成果。 电子板书：知识内容。 电子动画：原电池、干电池、燃料电池电子流动； 动画模拟：设计原电池。 网络查询：原电池原理应用

2.2 运用信息技术促进学生探究学习教学模式的研究与实践

课题组集中了丰富教学经验的优秀化学教师，以中学化学教学为载体，结合行动研究和实验研究等研究形式，采用文献研究、现场观察与指导、案例分析、比较研究等方法开展多视角、多层次的研究。经过制订方案——培训教师——实践研究——修改方案——继续实施——等步骤，整体推进研究进程。

2.2.1  随堂探究学习教学模式中信息技术的运用

所谓随堂微型探究活动，是指教师为完成学科教学任务，利用课堂教学的某个环节开展的短时间的探究活动，通常不需要经历发现问题、制定方案、实施方案、获得结果、表达与交流的完整探究环节，一般是在某个环节开展的探究活动。随堂微型探究活动所需的时间一般不超过15分钟，是研究的案例最多的一种模式，学习效果比较好。

实验表明，这种教学模式的特点是省时，便于控制，教学效果比较好。教师在课前要做好充分的准备，设计探究的问题、并确定呈现给学生的契机、提供可能需要的实验药品和仪器、交流时所需要的支持信息资料。

这种教学模式的恰当运用现代教育技术策略之一：作为信息播放工具。

在提出问题教学环节中，教师的任务是创设贴近学生认知经验的问题情景，由教师或由学生提出一个探究问题，使学生明确其探究任务，并促进学生尽快进入探究学习状态。

教师创设问题情景的手段和过程有：利用化学实验创设问题情景，利用现代教育创设问题情景等等。值得一提的是利用多媒体手段创设问题情境,现代教育技术的发展为学生学习提供了丰富的信息资料和媒体手段。信息资料包括：联系实际的文字和声像资料、学生学习活动的声像资料、电子课件、化学实验录像等。

利用计算机呈现科学探究的结果；例如：“元素周期律”这节课中将已有的实验数据原子半径、化合价、第一电离能和电负性用excel表格处理，以曲线图或直方图的形式呈现给学生。利用多媒体优化问题探究环节，一方面节省时间，另一方面启发和帮助学生将抽象知识具体化、形象化，从而构建知识体系。

在探究学习在教学过程中，教师要在课堂上创设能促进学生主动参与探究环境，与学生积极互动、共同发展，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生大胆质疑;同时要处理好传授知识与培养能力的关系，尊重学生的人格，关注个性差异，满足不同学生的学习需要，使学生成为学习的主人。

2.2.2 完整课时单元探究学习教学模式中信息技术的运用

所谓完整课时单元探究活动是教师为完成学科教学任务，利用完整的课堂教学时间（1～2课时）开展的探究活动。在大多数情况下，完整课时单元探究活动需要教师和学生在课前做必要的准备。虽然有1～2课时的时间，完整课时单元探究活动并不一定是包含完整探究环节的探究活动。这种探究学习课堂教学模式的基本过程，包括发现问题、制定方案、实施方案、获得结果、表达与交流等环节。

我们认为，这种教学模式课前准备学生要花费一定的时间，课上也要有比较充足的时间方可顺利实施，通常是一种科研过程的模拟，能有效地促进学生开展真正意义上的探究学习，但不宜多搞，一个学期最多1～2次。

这种教学模式，特点耗时长，很像科学研究，开放程度大；对学生的训练强度大，对教师要求高；课前必须做好充分准备：与学生分别探讨实验方案、训练小组长、准备可能需要的各种仪器和药品。

这种教学模式的恰当运用现代教育技术策略之一：作为信息资源。

探究活动是探究性学习中的核心环节，是学生利用各种探究手段和工具获取相关资料和数据研究解决问题的过程。在化学探究活动中，除了化学实验外，信息技术可以帮助学生更方便和快捷地搜集信息和分析信息，高质量地完成某些探究任务。

播放视频资料，一些是无法在课堂是演示的宏观的、微观的、极慢的或极快的化学实验和工业生产过程，例如：“氯气”这节课中次氯酸的分解；一些是放有毒的、危险性极大的和耗时比较长的演示实验，例如：“金属的冶炼——炼铁”；一些学生分组进行实验探究、访谈或调查研究以及文献综述研究过程。

利用网络开放的信息资源促进学生探究学习，例如在原电池原理、塑料王国、“人类社会进步的关键”绪言课、金属的冶炼－－炼铁以及环境保护等课堂教学中，利用教师和学生自己编制的网站进行探究学习。

化学实验探究和文献探究相结合能有效的促进学生探究学习。化学实验探究学习是通过化学实验进行的一种探究活动，它是科学探究在化学教学中的一种模拟，是化学教与学中最常见、最主要的探究活动。实验探究是化学教学中落实科学素养目标的重要途径，也是以实验为基础的化学教学观的集中体现。信息技术是对信息进行获取、加工、管理、表达与交流的技术。信息技术可以帮助学生更方便、快捷、高质量地完成某些探究任务。

教学实践表明，互联网促进探究学习，互联网因其具有丰富的多媒体教学资源，方便快捷的检索途径和方式等特点，逐渐成为了探究性教学活动资源的新支持。

2.2.3 课外探究学习相结合教学模式中信息技术的运用

所谓课外探究与课内探究相结合的探究活动，是教师在课堂教学基础上，为使学生巩固所学知识和技能、拓展课内学习内容而布置的，由学生利用课外时间完成的。例如（1）拓展课本知识为目标的的探究学习活动（2）以培养某种具体技能为目标的探究学习活动（3）是以培养利用科学研究的方法解决问题的探究学习活动。

这种探究活动的特点是围绕特定的专题或任务，将获取知识、发展技能、培养研究能力3种目标融为一体的探究学习活动。这类探究活动的完成一般需要经历以下4个环节：（课内）提出/发现问题、（课外）制定计划、实施计划与信息整理、（课内）交流研讨。这种探究活动一般应在1～3个星期内完成，有些甚至需要1个月以上的时间。这种探究学习活动是学生完全开放性的探究学习活动，对学生的全面发展有很大促进作用，但是耗时太多。

这种教学模式的恰当运用现代教育技术策略之一：搭建交流平台。

汇报交流环节是对整个探究学习过程的总结、归纳和提升，一般是在学生进行充分的探究活动的基础上师生共同完成的。现代信息技术使讨论交流具有快速、灵活等特点，能丰富师生交流信息的形式和内容，提高学生表达探究成果的质量；促使讨论交流更广泛、更深入、更开放，从而巩固深化探究学习成果，构建较为完整的知识体系。

信息技术作为学生表达探究成果的工具。例如，使用MSOFFICE或WPS完成文字处理，尤其是WPS2000中集成的化学用语工具，可以方便地书写化学方程式，绘制原子结构示意图等。使用Powerpoint完成化学学习展板，在课内外进行展示。如《环境保护》的教学中，教师让学生总结已学的化学知识，并鼓励使用信息技术进行展示。有的同学用Powerpoint制作成幻灯，并巧妙地应用了其超级链接的功能，将彩图和视频展示出来；有的同学用网页汇集了环保的各类问题。

教学实践表明，运用现代信息技术促进学生探究学习，能促进新型学习共同体建立。他们经常在学习过程中进行沟通、交流，分享各种学习资源，共同完成一定的学习任务，因而在成员之间形成了相互影响、相互促进的人际关系。空间邻近学习共同体，专题学习共同体。

2.2.4  典型教学案例－－原电池原理

教师活动

学生活动

演示生活生产中的化学电池

启发：多媒体解刨干电池

认识锌锰干电池的基本构造

启发：原电池的工作原理？

复习已有知识锌和HCl的化学反应原理

提供资料：电流的形成过程

设计实验方案：确定电池电极名称

提出假设：有电势差

启发：电子如何流动起来？

明确本节课研究主题

启发研究主题：原电池的构造和工作原理？

小组间交流： 评价实验方案 得出实验结论

小组代表发言： 交流实验方案 展示实验记录 提出实验异常

引导组织研究

小组合作探究

提出：电极材料选择、电解质溶液选择；自发氧化还原反应等假设

小组合作： 设计实验方案 （药品、装置方案）

通过评价促进学生学习科学研究方法

观看

【课内实验探究】

教学环节

【课外文献探究】  原电池的课外作业

“原电池原理”一节课，教师设计了开放性的作业。课前预习作业：设计“探究原电池的构成条件”的实验方案；课后练习作业：①设计环保电池，介绍新型电池；②原电池原理论证“电池回收与环境保护”或“金属的腐蚀与防护”。

公布了评价标准，⑴学习过程中的行为表现评价：①积极参加小组里的讨论，②与小组成员团结合作，③清晰地表达对问题的看法；④参加调查和实施实验时责任心；⑵学习成果的终结性评价标准：①选题：新颖、反映当前科技成果；②论点：观点明确，科学合理；③论据：内容丰富、真实可信。

在评价标准的激励下，学生自由结合成小组，上网查找有关信息，下载了大量的图片、数据、文字资料，深化了对原电池原理的理解，将所学知识与实际相结合，认识到科学技术的价值。实验班的102名学生共写出了57 篇小论文，其中关于“废旧电池回收与再利用”方面的共8篇，关于“新型绿色环保电池或高能电池”方面的共31篇，关于“手机电池保养”方面的1篇，关于“常用电池优劣分析”方面的3篇，设计和改进新型电池9个，关于“用电化学原理对饮用水杀毒”方面的1篇，关于“金属的腐蚀与防护”方面的4篇。

这节课的主要特点是：课内创设问题情境，学生自主实验探究，解决实际问题，认识原电池的构造，解释化学电池的工作原理。课外文献探究，进一步了解原电池原理的应用，

这种教学模式超越了传统的单一学科学习的框架，它按照学生认知水平的不同，将社会生活中学生感兴趣的问题，以主题活动的形式来完成课程目标。学生在信息技术的支持下，获取信息、交流信息，并最终以电脑作品的形式完成研究任务。学生通过主体性、探索性、创造性的解决问题过程，将多个学科的知识、学问性知识和体验性知识、课内与课外、学校与社会有机地结合在一起，最大限度地促进学生身心和谐统一地发展。

3．课题研究的效果

3.1  促进了学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等全面发展

问卷调查结果表明，通过探究学习转变了学生获取知识的方法和途径，促进学生自主学习和有意义的学习。学生有了主人的感觉，学起化学来就格外感兴趣。学习是一个认知的过程和满足求知欲的过程,通过实验探究，同学们改正了对实验现象凭空猜想的做法，更加尊重实验现象的操作中所看到的实践情况。小组合作学习是非常愉快，感受到与人沟通互助,能取得更大的成效。

在阶段形成性测试和终结性测试中，学生学习成绩比课题研究前有很大进步；会考成绩和高考成绩突出。学生体验了科学研究过程，学习了化学科的科学研究方法，在研究性学习和选修课上均表现出发现问题和解决问题的能力有了很大提高，运用现代教育技术手段熟练了。在学校科技节竞赛和科技小论文的撰写上均表现突出。

3.2  探索出促进学生探究学习的化学教学策略

采取恰当的教学策略是完成好教学任务的重要保证。通过对学生行为表现现场观测、课堂教学录像分析、认知检测和问卷调查等的综合研究，初步探索了问题解决教学模式下促进学生探究学习的有效教学策略；主要是：⑴进行小组合作学习促进学生探究学习，实验结果显示小组合作探究更有利于探究学习的认知、情感和技能目标的均衡达成，有利于开发每一位学生的创造潜能，更有利于培养学生社会合作精神和与人交往能力。⑵运用现代信息技术创设促进学生探究学习的环境，充分发挥多媒体计算机和网络资源优势，营造有利于学生自主学习环境，优化学生认知过程，将知识体系的形成、科学方法的学习、信息素养的培养统一于化学课堂教学中。⑶运用评价策略促进学生有效地进行探究学习，对学生的评价不只是关注学生知识掌握的情况，更多的是要关注科学素质的综合形成和发展；更多关注的是学习者能否在课堂教学中进行积极有效的学习，即注重学习成绩更重视学习过程。

3.3  积累了一定数量的有关促进学生探究学习的素材

课题组将在教学实践的基础上积累的大量有关探究学习的化学教学教学案例和促进学生探究学习的教学策略与评价方式进行了总结，编写了《中学化学教学中促进学生探究学习的研究》光盘和书，主要介绍了促进学生探究学习的三种教学模式的研究，收录了运用现代教育技术促进学生探究学习的典型案例的教学设计与课堂实录、研究体会与论文、学生的学习成果等。旨在为中学化学教学的改革提供参考。

总之，现代教育技术在化学教学过程，成为学生学习、教师教学、师生互动的重要工具和手段。（1）学生的学习方式由接受变为探究。在现代信息技术环境下，学生有更大的空间和时间可以自主地选择适合自己的学习内容，并可通过上网查询、模拟实验、交流研讨等手段解决某些化学问题。信息技术成为学生自主探究学习的重要工具和手段。（2）教师教学方式由讲授变为辅助，变成促进学生探究性学习的组织者、协助者。（3）实现师生互动方式的多元化和个别化。信息技术使建构主义理想中的个别化学习、合作学习成为现实，使每个师生都能平等交流、和谐共处。

教师教学基本功的新概念？在探究学习活动中对学生的指导程度应该如何把握呢？在促进学生探究学习中对学生学习结果和教师教学水平的评价体系、评价方法和评价标准？教学条件和学生水平对促进学生探究学习的影响？有待于进一步的探索。

参考文献

1．《外国中小学研究型多媒体教学模式述评》，

http://www.edu.cn/  2001-09-24 15:33:00  中国教育和科研计算机网。

  2．《基于网络的教与学若干模式探讨》，http://www.edu.cn/  2001-07-18 17:30:00  《教育科学》。

3．教育部文件，教基[2001]17号．基础教育课程改革纲要（试行）．

4．李亦菲主编．情境探索——导学巧练．北京：北京邮电大学出版社，2000

5. 叶澜等著 .教师角色与教师发展新探．北京：教育科学出版社，2001