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1、信息技术与理化生实验教学整合策略的研究研究报告北京市芳星园中学课题组撰写人：刘庆梅2010年3月10日信息技术与理化生实验教学整合策略的研究研究报告一、课题的来源我们将信息技术与理化生实验教学整合策略的研究确定为我校理化生教研组“十一五”现代教育技术研究课题。选择这一课题，基于以下几点认识：1、教育信息化发展的需求 当前，信息技术迅猛发展，对传统的教育理念和教学模式产生了巨大的冲击，也为教育现代化的实现提供了技术支撑。信息技术对教育的影响主要表现在：第一，网络环境为教师的教学提供了更为广阔的平台，极大地丰富了教学资源；第二，信息技术为教师的备课和上课带来了更加实用的辅助；第三，信息技术使教学更
2、好地为学生的终身发展服务，更好地实现素质教育的目标。信息化普及的今天，加快实现教育现代化，优化课堂教学，全面推进素质教育，培养适应时代需要的有创新精神和创新能力的人才，这是21世纪教育的主题。 2、我校硬件水平的完善为整合的实现提供了一个很好的平台 2007年我校被北京市列为初中建设工程重点校，在此期间信息技术的硬件环境建设得到了很大的发展。现在我校每个教室包括理化生实验室都有多媒体计算机，除此之外还有网络教室一间，白板三块。这些硬件设施的完善为我校实现信息技术与学科整合提供了一个很好的平台。3、理化生学科的特点需要信息技术的辅助理化生是三门以实验为基础的自然科学,他们的形成源于实验而其发展则
3、更依赖于实验。实验教学是初中理化生教学不可或缺的组成部分,实验对于巩固基础知识,培养学生科学素质,开发创新能力具有重要意义。通过实验不仅可以对培养学生的观察、思维、创造、动手等能力有着重要的作用。而且通过实验还可以让学生记住某些相关结论、实验步骤,更重要的是能够使学生理解并掌握产生实验结论的过程。然而在初中理化生实验教学实践中,会有很多客观的因素影响实验教学的效果。比如有的实验过程太快,只能看到实验结果而无法观察到中间的过程,有的实验耗时而缓慢,在课堂上无法完成,有的因场景太大或有危险性而无法进行。许多化学实验中那些有毒的实验、有危险的实验、爆炸的实验、较难完成的实验、有严重污染的实验等，在一
4、定条件下实施起来是受限制的，这必将影响到教学效果。所有这些均制约了中学理化生实验的开展,影响实验教学的效果。随着现代技术的高速发展,信息技术已经广泛应用于各个学科，如何利用现代信息技术弥补实验教学中的不足。我校理化生教研组在教研组长广桂媛老师和信息技术教师刘庆梅老师的带领下想通过信息技术与理化生实验教学相结合的策略来克服理化生传统教学中的这些不足。那么如何将信息技术与初中理化生实验课程有机地、高效地整合呢?为此，我们申请了信息技术与理化生实验课堂教学整合策略的研究这个课题。我们将信息技术引入到理化生实验教学中,通过研究，探讨它在教学中的应用,寻求一条提高实验效果的有效途径。二、理论依据1、整合
5、的系统科学原理整合是运用系统科学的基本原理，将两个或两个以上属于不同范畴但是有关联的事物，融为一个整体的思想和方法。信息技术与学科教学的整合，就是将信息技术既作为意识，又作为内容、工具、方法和手段，融于学科教学之中的理论与实践。2、初中理化生新课程标准3、学习控制理论人的行为（包括外显行为和内隐活动，如思维和符号行为）都是可以认识的。在特定的环境和条件下，人可以根据反馈信息来调节自己的行为。学习者本身就是一个自控反馈系统。一方面学习者可以通过反馈，使自己的学习活动始终指向特定的学习目标和保持特定的学习方向；另一方面学习者还可以通过反馈，进行不断的比较和检测，调整自己的学习，纠正错误以保证学习目
6、标的实现。4、教学设计理论教学设计是提高学习者获得知识、技能的效率和兴趣的技术过程。5、认知心理学的建构主义学习理论学生的学习总是与一定的环境相联系的。知识与能力是由学生观察外在事物后的探索、体会与反思等思考活动通过同化与顺应而形成的。三、研究意义（一）课题研究的假设：我们认为本课题的研究可以在初中理化生实验教学中，培养学生创造性的自主发现和自主探索，达到“知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标，培养学生的创新和实践能力。（二）课题研究的目标在建构主义理论、新型的教学理论和学习理论的指导下，根据国家新课程标准对实验的要求和初中理化生实验教学的特点，将多媒体网络技术整合在理化生实验教
7、学过程中。运用信息技术，搭建创新、实践的理想教学环境，充分发挥多媒体网络信息量大、化远为近、化静为动、化微观为直观等优势，满足学生个性化学习方式的需求、激发学生的学习兴趣和情感投入、为学生创造性的自主发现和自主探索提供平台，达到“知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标，培养学生的创新和实践能力。 四、研究方法 在课题的研究过程中，主要采用了以下研究方法：文献法：学习先进的现代教育理论，了解信息技术与学科教学整合的发展趋势，研究国内外在初中信息技术与理化生实验教学整合策略研究中的系列成果，吸其精华。 行动研究法：本着教育考验既求真，又求善的客观要求，采用边学习，边研究，边总结，边调整
8、的方法，使研究方案不断完善，使研究措施更具有可行性，更具有推广价值。 观察法：关注学生在整个实验过程中知，情，意，行的变化，建立学生挡案。 个案研究法：是指对某一个体、某一群体或某一组织在较长时间里连续进行调查，从而研究其行为发展变化的全过程。五、研究过程本课题研究的思路是通过计划、调查、实践和总结反思等几个环节，运用调查研究、文献研究、行动研究、案例研究等方法，积极开展以课堂教学为切入点和突破口，进行信息技术和理化生实验教学的有效整合方面的研究，得出具有推广价值的一般规律和方法。从课前备课、课堂上师生的双边活动等方面入手，改革传统实验教学模式，解决好主体和客体、手段和目的、预设和生成等之间的
9、矛盾，力争使整合达到最佳结合点，培养学生创造性的自主发现和自主探索，达到“知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。本课题的研究分为以下几个阶段： 第一阶段：2008年2月2008年6月 2008年4月：成立信息技术与理化生实验教学整合策略的研究课题组，开始对我校如何进行此课题的研究进行可行性分析，提出研究方案。运用调查研究法，调查我校理化生实验教学中存在的问题，梳理教学内容，撰写信息技术与理化生实验教学整合策略现状的调查及分析。（负责人:刘庆梅） 2008年5月到6月：制定课题研究的活动计划，课题组开会学习讨论国内外有关课题研究的文献资料，搜集整理，为今后的研究提供理论基础，在学习
10、和讨论的基础上，初步总结信息技术与理化生实验教学整合的策略。（负责人：刘庆梅、广桂媛、胥艳艳） 第二阶段：2008年6月9月对初步摸索的信息技术与理化生实验教学整合的策略进行梳理，如：情景创设策略、提供支持策略、引导学生学习策略、提供反馈和帮助策略、组织评价反思策略等，并进行课堂教学实践。理化生教研组的教师进行了大量的实践研究，在实践的基础上开阔了信息技术与理化生实验教学整合的思路。第三阶段：2008年7月2009年6月 课题组组织课题阶段实施，开展教学实践活动，课题组成员每人准备一节公开课，在有效整合方面做进一步的探索，并从中选出部分向全区展示；摄制优秀实验课例录像；收集优秀教案、优秀课件、
11、优秀教学实录、教学叙事等。（负责人：谭忆、李剑、广桂媛、胥艳艳）课题组中期评估：分析第一阶段的材料与数据，写出中期实验报告与研究论文；进行中期评估、交流、研讨等活动。在第一阶段和第二阶段研究探索的基础，吸取经验教训，加强理论指导，不断完善教学方法，撰写信息技术辅助教学在化学实验教学中的运用（负责人：谭忆），浅谈信息技术在物理教学中的应用（负责人：李剑），初探信息技术与初中生物课堂的整合（负责人：胥艳艳）并向全校推广。收集有关研究的教学案例、案例分析、视频课例和研究论文，撰写信息技术在大气压强一课中的应用（负责人：李剑）；观察植物细胞（负责人：广桂媛）。 第四阶段：2009年6月2010年1月
12、准备结题，写出课题研究报告和课题工作报告，整理有关材料，编辑课题信息技术与理化生实验教学整合策略的研究的研究专辑；申报课题研究成果，申请结题，做好结题工作。（负责人：胥艳艳）六、课题研究成果（一）本课题的研究，总结和形成了以下信息技术与理化生实验教学的策略：情景创设策略、提供支持策略、引导学生学习策略、提供反馈和帮助策略、组织评价反思策略。有效的解决了传统理化生实验教学中出现的：重理论，轻实验；重验证，轻探索；重结果，轻规范；学生的创造、探究能力得不到发展的问题，有效地激发学生的学习兴趣和情感投入，培养学生创造性的自主发现和自主探索，达到“知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标，培
13、养学生的创新和实践能力。1、情景创设策略案例1：讲授电流的形成时，我们是无法通过实验来演示电流的形成的。如果使用信息技术把电流的形成模拟出来，将会增加学生的直观经验，充分认识到电流是由于电子或离子的移动而形成的。同时为电流方向的规定、摩擦起电等知识的理解奠定基础。电流的概念比较抽象，可以利用计算机模拟电路中电流的流动让本看不见的电流变成动态的画面，加深学生对电流的感观认识，从而为建立电流概念打下基础。案例2：解释电解水的化学反应时,动画模拟“水分子”,再分别拆为原子,最后重新组合为“氧气分子、氢气分子”的过程。这样,既帮助学生进一步认识分子不断有运动的特点,理解化学变化的实质,也大大提高课堂教
14、学质量,吸引学生的兴趣,引导学生进一步思考。2、提供支持策略案例1：讲氧气的实验室制法的时候，最后讲到注意事项，教师说了半天，可能比划半天学生可能印象也不深，通过多媒体软件的演示，学生可以很好的理解和记住这些操作注意事项。案例2：物理学科是一门以观察和实验为基础的学科，但许多物理知识不仅仅是通过实验总结出来的，象涉及到一些宏观或微观的自然现象和高科技的现代物理知识，就不能用演示实验来展示。如果靠老师平铺直叙的讲述物理事实和现象，由于初中生的知识、经验有限，又常常带有主观性和片面性，容易固执已见，怀疑一切，他们对你讲的内容因为不明白，所以不相信，知识就难以掌握。此时若利用多媒体展示这些宏观或微观
15、的现象，效果就可能大不一样。如在光的直线传播一节的教学中，有分析日食和月食成因的内容，你直接说这是由于光的直线传播造成的，学生疑惑，不能接受。但你若采用多媒体动画模拟地球和月球的运动，学生能观察出当月球转到太阳和地球之间时，由于光的直线传播，它就挡住了太阳射向地球的光线，地球上出现了阴影，就是日食。由于模拟了具体的形象，学生看得明白，自然知识就会牢记不忘了。3、引导学生学习策略案例：生物学是以实验为基础的学科,实验技能的培养是课堂教学的重要内容。教师的演示、分组的指导都有其局限性。利用信息技术的可控性把实验进行分解,一部分一部分地演示给学生,让学生仔细地观察每一个细节。例如初中七年级细胞部分实验内容比较多。学生需要通过自制临时装片来观察植物细胞和动物细胞。在这部分教学中教师将制作装片的过程进行分解，用多媒体演示给学生，边演示边讲解每一步的注意事项，在此基础上要求学生自己进行实验,笔者将学生的实验过程用录象机录下来,最后全班对照录象带上的实验过程进行比较分析,查找不当之处,发现问题并及时纠正实验过程中的错误。在这种教学模式中，学生很快熟练掌握了临时装片的制作过程，不仅顺利的观察了教师准备的番茄、洋葱等实验材料，还成功的观察了学生自带的一些实验材料。因为观察到
