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1、高中化学CAI 教学积件应用探究 摘要 积件（Integrable ware）是由教师和学生根据教学需要自己组合运用多媒体教学信息资源的教学软件系统。本文主要探讨在高中化学中如何根据课堂教学的需要，根据学生认知的规律，合理地运用CAI积件教学，达到教学的目的。关键词 高中化学 积件 探究引言 随着现代教育技术的发展，利用多媒体技术辅助课堂教学在化学领域中已逐渐被广泛地应用。勿庸置疑，这种教育技术的优势是传统教学手段所无法比拟的。它具有传统教学手段所没有的趣味性、直观性，利用多媒体进行课堂教学，用媒体的特殊效果刺激学生的各种感官，充分调动师生的积极性、主动性和创造性，突破教学的重难点，从而能更容
2、易达到教学目的，使学生在愉快、轻松的环境中获得知识。这样一来，多媒体课堂教学不仅扩大了学生的信息接收量，为学生创设了良好的问题情境，增大课堂教学容量，还调动学生学习的积极性，启发思维，提高课堂教学的效率，开创课堂教学的新局面。因此多媒体辅助教学逐渐成为目前教学技术手段的主流之一。回顾我国学校计算机教育应用的发展历史,主要经历了两次重要转折。第一次是从程序设计教学转向计算机辅助教学。当前正在进行的第二次转折是从课件向积件的转折。下面，笔者就结合自己在多媒体教学和积件制作方面的一点体会，提一些肤浅的认识，如有不足，请给予批评指正。正文 一、积件相对于课件而言是CAI教学上一次重大的飞跃。 学校计算
3、机辅助教学从课件走向积件, 标志着人们对计算机辅助教学的认识上升到一个新的阶段。现在我们国内的多媒体辅助教学还处于实验阶段，相当一部分的教学是以课件的形式，把一堂课所有的绝大部分内容都编制进去，教师的主导地位被计算机所取代，缺少了教师在课堂上的灵活引导，不能适时适当地处理课堂上一些意外因素。究其原因，主要是过分夸大计算机在教育中的作用,导致计算机的工具性与教师的主体性产生错位；有的则是在多媒体课件的选题和设计上存在科学性和必要性问题；有的不能正确定位多媒体教学的作用，这些是阻碍多媒体辅助课堂教学健康发展的重要因素。 相对于课件来说，积件是针对课件的局限性而发展起来的新的教学软件模式和新的教材建
4、设思想，它的主要特点是： （1）注重人的主体性。“天地之间，莫贵于人”，当今的教育思想中最重要的一点就是要“以人为本”，而积件将教学信息资源与教学思想、教法、学习理论相结合的主动权交给了师生，具有高度的灵活性和可重组性，使教学设计和教学理论有机地结合。 （2）积件与教材版本无关性。积件主要根据知识点、知识版块来进行设计，这样一来，无论教材课程体系如何调整，教材版本如何推陈出新，积件在较长一段时间内都可适用。 （3）基元性与可积性。 从基元性和可积性来看，课件与积件类似于中国科技史上的雕版印刷与活字印刷的关系，印刷术始于雕版印刷，但雕版印刷局限性太大，进而有活字印刷发明，同样是印刷术，但活字印刷
5、却是人类文明史上的一个重大的飞跃。 （4）开放性，自繁殖性。现代社会信息技术日新月异，信息高速公路极度发展，Internet已遍及我们工作生活的各个方面。因此在任何时候，任何地方，只要具备积件的信息标准、入库规范，任何教师（学生）都可以将自己的积件添加入库，这样一来，积件在教学活动中就自然具有开放性、自繁殖性。 （5）继承性与发展性。积件并不是石头缝里迸出的“孙猴子”，积件的思想也绝不是空穴来风。积件与课件存在着继承与发展的关系，积件包涵了课件的特殊性。课件是积件的特例。但两者相比之下不同的是课件在处理这些特定问题时较为模式化，而积件适用于任何变化的教学情境，更适宜教师学生相互交流为主的课堂教
6、学情景。课件经过适当加工，也可纳入积件的微教学单元库，可供教师重组使用；积件经教师组合也构成了一个临时的课件。因此，课件与积件可以互相转化，相互组合、相互包涵。 （6）技术标准规范性。为了实现积件在校、地区、全国、全球的可重组性，积件的各类信息资源必须遵从当今世界主流标准和规范，例如，文本的格式、图形的格式、声音的格式、动画的格式、Internet网络接口的格式等都必须与世界主流应用软件一致，否则无法实现素材资料的组合。 二、CAI教学积件在中学化学教学中的功能。 化学是一门实验性、应用性很强的学科，对中学化学课堂教学来说，就是要求我们化学教师根据教学的实际需求，面对不同的教学对象，针对某一教
7、学阶段和教学目标，充分利用教学素材，结合教学策略，制作出千变万化但又行之有效教学积件， 因此积件是应课堂教学而生。就化学学科而言，积件的应用具有以下几个功能：1. 提高化学学科的趣味性，激发学生的学习动机。多媒体集文字、图形、图象、声音、动画、影视等各种信息传输手段为一体,具有很强的真实感和表现力,可以激发学习者兴趣,引起注意。化学多媒体软件在内容组织上采用大量的色彩鲜明、活泼有趣的音像画面,例如在笔者所做的烃这节课的导入积件时，利用音乐的伴奏，一幅烧杯、量筒、地球、文字、有机物结构等三维动画一下子呈现出来，使学生兴趣盎然。另外，还可以在积件中加入一些音调轻柔的背景音乐，有助于调节紧张的课堂氛
8、围，降低学生听课的疲劳程度，愉悦学生，起到一种情感教育的功能。2. 可以变抽象为具体,模拟微观粒子的内部结构，模拟微观世界的化学反应和现象,使教学更加形象、直观,便于学习者理解和掌握。化学是研究原子、分子等微观运动和变化规律的一门学科,对于化学中运动而复杂的微观世界,用传统的教学手段很难使学生理解掌握,而借助计算机的模拟手段,可以使学生比较直观形象地认识微观粒子的运动。如在晶体类型与性质这单元教学中，我就采用计算机模拟实验的形式向学生演示金刚石、氯化钠、氯化铯等晶体的三维模型，以及这些晶体的晶胞中各原子的数目计算，对学生理解晶体的结构及计算起到良好的作用。此外还有很多的实验，比如电化学中的一些
9、反应、有机反应机理等，可以通过运用积件来加深学生的理解。3. 模拟实验过程中一些不易观察到的化学现象或一些存在危险性的实验现象。 众所周知，化学是一门以实验为基础的学科，学生掌握的化学知识大多是通过实验教学手段，通过观察、理解、思维后得到的。在实际教学中，加强实验活动，培养学生的思维能力是教学的成功之处，也是师生双边活动的重要内容。实际表明，课堂教学中教师整堂课的理论说教效率远不及一个五分钟实验展示。但是课堂的实验教学也存在着许多的问题，如部分实验的现象不明显、效果不显著；还有一些实验的可重复性差、耗时长，课堂上难以做到随时调用；另外还有一些实验的污染大、危险性高或在现有条件下无法完成等。如果
10、单凭教师去讲解，一来显得非常枯燥，二来容易给学生造成错误的或不完整的认识。如果我们采用积件来进行模拟，就可以最大限度地弥补这一点。笔者在做高二化学烃这一章的相关积件中，许多的实验，包括烷烃、烯烃、炔烃以及芳香烃的部分实验室制取、性质实验采用动画模拟，收到了良好的教学效果。例如在演示甲烷的取代反应时，可以局部放大量筒的一段，让学生看清楚：量筒壁上有油状液滴生成，量筒内的水面跟反应前比起来是有升高的。在实验操作和计算机模拟双重作用下，学生在认识上将直观与抽象、具体与概括一一对应起来，为积累感性认识并上升到理性认识创造了条件。另外，采用积件，还可以动态地、对比地演示一些化学现象,并可以有效地控制变化
11、的速度,调节快慢,从而便于学习者观察和思维。有些化学反应瞬间完成,学生对其过程很难分步观察与判断,通过多媒体技术,教师可以模拟控制反应变化的速度,调整教与学生的进度,在教师与计算机的共同启发下,培养学生的能力。对于一些危险性较高或条件不许可的实验，如硫化氢的性质实验等，都可以通过积件来实现。4. 在化学的课堂教学中，CAI积件中的各种信息传输手段作用于学习者,可以同时调动学生的视、听、说等多种感官,形成合理的教学过程体系,使学习者在最佳的学习环境中学习，从而达到教学的最佳效果。根据心理学的研究表明,学生在课堂学习过程中从听觉获得的知识能够记忆15%，而从视觉获得的知识能够记忆25%，但是学生如
12、果同时使用两种传递信息的工具则能够接受知识约65%。由此可见，多媒体的多感官刺激作用,在相当大程度上有利于学生注意力的长期保持和知识的较多获取。5.在化学的课堂教学中，采用CAI积件的形式，可以让学生憧憬未来，激发学生的创造动机，培养学生的创新情感。青少年时期是一个充满朝气，充满幻想的年龄，教师在教学中若加以正确引导，可使学生的幻想升华为渴求知识的热情，从而产生出探求未知世界的创造动机。例如，笔者在做到石油和石油产品概述以及煤和煤的综合利用这两节内容的积件时，相应地增加了一些课本上所没有的知识，是学生认识煤和石油的形成过程、煤和石油的储量以及石油化工、煤的利用等方面的资料，并把未来世界可能发生
13、能源危机与化学结合起来。因为煤和石油是当今世界的主要能源，而其储藏量毕竟有限，如何解决能源危机呢？这样一来，可以引导学生思考，激发学生的学习动机，探索解决问题的方法。使学生产生对社会的责任感和学好化学建设祖国的紧迫感。三、不适宜运用CAI教学积件的化学课堂教学。教师在上课时采用多媒体技术，目的是要提高教学效果，不是为了“为用而用”。采用多媒体积件教学，一定要用得恰当，绝不是逢课必用。对于一些简单的概念理解或化学计算的讲授，笔者认为不必要运用CAI积件。比如对化学计算的讲解，教师利用粉笔和黑板就可以做到边写、边讲、边分析，学生能较好地跟着教师思路走，放开自己的思路，举一反三地对知识进行理解。若使
14、用多媒体，把设计好的内容机械化显示在屏幕上，不但限制了教师课堂教学的连贯性，也使得学生在学习中没有思考过程，只能是盲目的跟从计算机的节奏，即使遇到听不懂的地方，教师想补充也只是说说，没有办法真正落实到位，这样就使教学和实际相脱节。再如，在“氧化还原反应”的教学中，教师利用举例子、打比方的方式，就能顺利地把这一概念讲清，若这时利用多媒体就显得多余了，效果不会很好。这样的例子还有很多，类似于以上这种多媒体课堂教学，毫无优越性可言，用了反而多余，使学生感觉教师是在作秀，给人以拼凑的感觉。基于以上示例，尽管采用新颖的CAI积件，能够较大限度的调动起学生的积极性，也可以在课堂上吸引学生的注意力，但是多媒
15、体教学还是有缺陷的，学生面对机器，缺乏人与人之间直接的、生动的感情交流，久而久之使学生感到厌倦。因此，在使用多媒体进行课堂教学的过程中，应牢牢树立“学科为主”的观念，把握“适时与“适度”的原则。多媒体的运用只能是一种辅助手段，绝不能喧宾夺主。四、结语 ： 虽然积件的思想提出来也已有一段时间了，但是目前我们中学化学的CAI教学软件的现状和前景仍处于起步状态。其主要的制约因素并不在于硬件设备不足，也不在于没有“积件”，更不在于课件的先天缺陷，而是在于思想观念的转变。只有让广大的中学化学教育工作者投入进来，形成一支制作课件的大军，CAI才能真正地开展起来，中学化学CAI教学积件的整个系统才能够建立起来。要积极推进课件的制作和使用研究，只有具备了大量的课件“绿叶”，才能开出积件“红花”。 参考文献1计算机与智力心理学第296页，林众、冯瑞琴著 浙江人民出版社1996年11月第一版2从课件到积件：我国学校课堂计算机辅助教学的新发展 作者： 黎加厚 （连载于电化教育研究1997年34期及1998年第一期）3浅谈中学化学CAI课件的制作 王旭红 江苏省张家港高级中学 4化学教学中应恰当运用多媒体 孔昭生，天津， 载于中学化学教学参考，2005年3月5徐平：积件在计算机辅助教学中的地位和作用，中国电化教育，1998年第期6论我国计算机辅助教育发展的多元化，刘成新 黎加厚，中国电化
