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基础教育中的化学网络教学实践与研究进展_5151doc

基础教育中的化学网络教学实践与研究进展
作者:杨雨熙 陈… 文章来源:教育资源库 点击数: 更新时间:2011-7-11

  (南京晓庄学院生物化工与环境工程学院,南京 211171)

  摘要:本文采用文献统计方法,回顾了近十年的中学化学网络教学实践研究、教学理论探讨、教学技术应用以及网络资源的开发利用等四个层面研究进展,为中学化学网络教学的实施提供可靠的实践与理论经验。

  关键词:中学化学;网络教学;研究进展;文献统计;资源整合;WEB2.0*

  百度百科对于“网络教学”是这样阐述的:“学校利用计算机网络为主要手段教学,是远程教学的一种重要形式,是利用计算机设备和互联网技术对学生实行信息化教育的教学模式。网络教学相比传统教学模式,更能培养学生信息获取、加工、分析、创新、利用、交流、的能力。网络教学能够培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段,为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”

  网络教学在不同学科的应用中,体现出相似但又富有特色的多样化表现形式。化学与其它科目相比具有显着的复杂性,对应于学习应具有的三个层次:具体经验、抽象学习、表征学习(或符号学习),化学学习可以相应地分为宏观、微观和符号表征三个层次。这意味着学生在学习化学的时候,首先要注意观察化学反应的宏观实验现象,其次要根据现象给出合理的微观(分子、离子角度)解释,最后需要通过化学式、化学方程式等符号进行适当的分析和表述。基于三重表征的化学教育借助网络形式,可以充分体现学科特色和教学辅助作用,在近十年以来的实践应用与理论探讨中获得了长足进步。本文采取文献统计的方法就我国近几年来中学化学网络教学的实践研究与理论探讨、教学技术应用、网络资源开发四个层面进行了较为全面的剖析,同时以此文帮助广大化学教育工作者拓宽教学视野。

  1 概况

  化学新课程对于课程资源的开发与利用,明确提出重视利用信息化课程资源,课程标准建议学校应加快校园网的建设,鼓励教师和学生从网上获取更多的信息[1]。网络教学应凸现化学课改精神和信息技术发展的先进理念,不能限于简单的文件传送和链接,也不能限于用普通的网页课件替代PPT,而应该着眼于Web2.0的特征,用户可以参与网站制造、设计,更加注重同一网站不同用户之间以及不同网站之间的交互,为学生的持续发展提供了更广阔的条件。

  笔者在国内搜索了近十年以来关于化学网络教学的文献48篇,主要来源于以下两类期刊:一类是化学教育教学的三大权威期刊《化学教育》、《化学教学》、《中学化学教学参考》,另一类是信息技术教育方面的权威期刊,如《中国电化教育》、《电化教育研究》、《中小学信息技术教育》、《中国远程教育》等。对该主题文献的分类、数量进行统计分析(如表1)。

  表1 中学化学网络教学研究文献

文献主题

教学实

践研究

教学理

论探讨

教学技

术应用

网络资

源开发

合计

文献数目

7

16

16

14

53

百分比%

13.2

30.2

30.2

26.4

100

 

 

  2 教学实践研究

  2.1 实践情况

  自从上个世纪末,先得虚拟教研中心(http://xdxd.net/)的开辟标志着国内中学化学网络教学发展的里程碑,化学虚拟教研先后经历同行合作、化学教师联盟、化学教师专业论坛、电子刊物发行、C盟认证、先导先得教育联盟等的发展过程并建立相应时期的网站,创建了“投入最少、效率最高”、“多块好省”的资源建设模式。全国各地一度蜂拥起网络课的实践教学,这是一线化学教师实施网络辅助于教学行动研究的重要形式。教师通过自己的教学设计及实践案例的记录和反思,体现他们对于网络教学的摸索,成为广大理论研究者着眼的对象与创新的基石。

  将网络用于课堂教学,是最常见的实践形式之一。例如基于网络教学的《大气污染与防治》教学设计(图1),采用了网络探究式教学模式,在最大限度地利用网络丰富的教育资源基础上进行教育教学,实践证明不仅可以提高课堂教育教学质量,活跃课堂教学气氛,而且可以使学生在教师引导探究下,通过阅读教材、网上搜索、互相讨论等过程学会如何阅读教材内容、怎样获取网上最新资源,以及勇于参加讨论、发表个人见解,全方位多角度地思考问题,养成科学解决问题的习惯。并且还可以培养学生的发散思维和创新能力,扩大学生思维想象的空间。该实践成果让我们不仅看到了网络教学在培养学生阅读、思考、实践等综合能力时的优势,还领会到了网络教学在指引情感价值观方面的隐形作用[2];

  图1 基于网络教学的《大气污染与防治》教学设计

  又如邓玉华,尹冬冬通过跨区域实践教学(拥有校园网的新疆克拉玛依市第一中学的网络教学设计案例),旨在利用丰富的网络资源,突破教材内容的局限性,同时提出校园网的建设、网络资源的充分利用将是改变西部教育现状的契机,为西部教学发展提供了很好的事例[3];

  高中化学新课程中设置了一定数量的开放性作业, 如查阅、调查、实验、观察等, 与传统性作业相比, 开放性作业都无标准答案, 把学生置于一种动态、开放、现实、实践、自主的学习环境中,学习过程和方式与传统性作业完全不同。由于学生对查阅、调查等方式不十分了解,收集的信息不能妥善处理, 也不能很好表达自己的成果。因此, 周鑫荣老师以人教版高中化学《必修1》开放性作业为例,利用在网络环境下的教学,使学生轻松自如地利用搜索引擎查阅各种资料信息,既能改变过去学习资料匮乏、学习环境封闭单一的状况,又能解决学生实践操作困难的矛盾,为学生发挥自主性、能动性提供了广阔的空间[4]。

  2.2 存在问题

  近十年来,关于中学化学网络教学实践案例的文献逐渐增长,网络教学形式也逐渐受到教师的亲睐。同时其中一些问题也显现出来。一方面,由于地区教育差异,笔者在对文献整理时发现,文献作者大多来自东部地区,南北差异不大,东西部差异较为明显,说明网络教学的实践任然存在地区差异。另一方面,文献中所阐述的网络教学实践弊端也是可见的。化学是一门实验学科,一切能够用实验去研究的教学问题就绝不能脱离实验,鉴于实验教学的功能是任何手段替代不了的,学生在实验中所经受的思维、操作、分析、观察能力的锻炼,实验中情绪、意志、毅力等品质的形成只能通过实验来实现[5]。

  3.教学理论探讨

  网络教学也需要研究者关注其中的理论热点主题,表1统计显示,将实践与理论相结合,从实践中提升理论的研究占据相当大的份额,而且研究层次由浅入深,由宏观把握到微观分析,说明文献作者越来越重视化学学科网络教学实践与理论相结合所产生的效益。

  3.1 信息素养的探讨

  信息素养历来是教育技术工作者关注的话题之一。“信息素养”这一概念,最早是由美国信息产业协会主席Paul Zurkowski1974年在美国全国图书馆与情报科学委员会上提出来的,他把信息素养定义为“利用大量的信息工具及主要信息源使问题得到解答的技术和技能”,发展到如今,信息素养是指人们所具有的对信息进行识别、加工、处理、创新管理的知识、能力与意识等各方面基础品质的总和,主要包括:信息知识、信息能力和信息意识三个方面。网络教学的实践与教师信息素养密不可分,而Web 2.0的发展对教师通过网络手段获取信息、利用信息、开发信息提出了更高要求。利用信息技术主动获取信息的能力、信息的分析评价能力、信息处理运用能力,信息时代、教育的新形势、素质教育、信息技术与课程整合、教师知识结构改善等要求使得教师信息素质培养成为必然[6] [7]。

  网络教学的价值在于摆脱传统教育的局限,以开放性、自主性、探究性、互动性等特点[8],力求培养学生发散思维能力和创造力,唐生岳以人教版《新型无机非金属材料》为实践内容,创建了“创设情境——提出问题——自主探索和网上协作——课题小结——课题评价——课题延伸”流程模式,有利于学生综合运用信息技术知识,灵活的运用信息技术来解决问题,强调基于网络环境的学生化学信息素养培养的重要性[9];尽管存在着自身以及外部因素制约教师网络信息获取能力的发展,但为了提高信息素养,教师更应该自我认可,自我超越,自我提升[10],以适应时代教学的需要,以促进学生情感与能力的培养。

  3.2 网络教学模式研究

  目前网络教学模式涉及基于Internet、网络虚拟教室、校园网等的网络教与学模式[11],旨在突破呆板封闭的传统教学模式,因材施教,培养学生的主观能动性。杨光辉和姚开杰以高中化学《硫酸、硫酸的工业制法、硫酸盐》为例,利用BBS论坛、小组讨论等形式,培养网络环境下学生自主学习能力与协作能力,以《苯分子结构》为例,利用网络资源进行情景教学,用已知的资料推测出苯分子的结构,再结合网络提供的化学史实了解苯分子结构的形成的过程,以及《碱金属》、《化学反应和能量》等实践案例研究,共同阐明了高中化学网络教学自主学习、交流互动、信息加工、探索研究、协同合作、虚拟情境、实验演示等七种教学模式构建的意义和必要性[12];王世雷提出了基于网络课件的集中教学(在一个网络教室里,学生每人拥有一台计算机,教师讲授课程,教师把预先编辑好的课程广播给每个学生,教师拥有绝对的发言权,学生可以通过电子举手、电子点名途径发言)、基于网络平台的自主协作学习(在确定学习主题和设计方案以后,学生根据自己所选的课题,进行自主学习和协作学习,利用网络环境进行课题资料的收集、交流讨论、互帮互学、探讨完成任务的方法和途径,保证学生能完成预定的任务)、WWW远程网络教学的三种模式(将教学内容以一组相关的页面方式存放在服务器上,学生自主访问和选择学习,是一种全新的非实时教学模式),旨在培养学生的创新,实验,自主学习能力[13];网络探究形式的高三复习课模式,一改过去的“从难、从严、从速、大容量训练”为“小角度、小题量、小网络、变式训练”,来提高课堂效益[14];自主学习,交流互动,加工,探索研究,协同合作,虚拟情境,实验演示等七种网络教学模式,充实了网络课程,为实践者提供更多的理论基础[15];董金水则提出了化学网络教学课件的新模式,集“在线学习”、“同步训练”、“资料集锦”、“视野拓宽”、“有问必答”、“动感课堂”、“请你留言”等七大板块为一体,为学生们提供丰富的课内外资源,以适应个别化和网络化教学的需要[16]。

  3.3 其它

  此外,化学网络教学结合皮亚杰的建构主义学习理论,对知识点进行组装,或者重整,使新知识最终深入到学生的知识范畴中,从而使新旧知识进行优化和构建,最后达到新旧知识的和谐统一,丰富了教学内容,有利于学生能力的培养和智力的开发[17];新课程改革中的化学网络教学,重在构建有新意但又不脱离现实基础、具有个性化的化学网络平台,为学习方式的改革提供学习资源平台、教学管理平台和互交平台。在这样的环境下,网络依凭其个性化特点,要求教师和学生不仅要具有新的课程观,而且要求教师要有新的教学策略,要促进学习方式的变革,要帮助学生学会自主学习,要指导学生开展研究性学习,要培养学生的问题意识和创新精神,要关注学生的发展等,体现以学生为本的教育价值和体现学生个性发展的课程和教学目标[18]。;

  4.教学技术应用

  技术是网络教学的支持,是网络教学成功的物质保证。WEB2.0的发展带来的网络教育技术的蓬勃生机,也引领化学网络教学的创新理念得以实践。

  娄珀瑜,刘源,冉鸣把Blog融于教学,构建伙伴式学习资源库,有利于教学中师生的的平等性和个人化发展[19];将web与化学实验想结合,构建化学模拟实验系统,既保证了实验功能的实现,又提高了实验的效果,帮助学生复习,掌握课堂实验[20];

  除此以外,本文通过对48篇文献进行统计得出,关于视频及远程教学研究文献达到5篇,基本上属于08、09年文献。随着网络教学的实践成果不断积累,教育工作者逐渐开发新型的网络教学合作形式,以满足不同地区和教育的改革发展需要,远程视频教学作为后起之秀,在网络教学的发展与创新领域起到锦上添花的作用。其研究成果也是显着的:把化学实验与Blog、化学实验软件相结合,远程观测并指导分层实验,解决因材施教的个体性和班级授课制的集体性之间的矛盾[21];借鉴了美国霜堡州立大学远程化学仿真实验室[22];李安徽探讨了网络视频技术可行性与局限性[23];刘莉莉进行了基于远程教学的农村教学模式改革探究,弥补农村教学形式的不足,减小城市与农村教学质量的差距[24]。

  网络教学技术在化学教学中的利用,绝不是简单的教学行为的变化,他还对教学思想、教学模式等产生深远的影响。

  5.网络资源开发

  在网络资源下的网络教育,是以现代教育思想和学习理论为指导,充分发挥网络的教育功能和教育资源优势,向教育者和学习者提供一种教与学的环境,传递数字化的教育信息,发展交互式的同步或异步的教学活动。随着网络教学的深入进行,化学网络资源的开发利用为丰富其教学做出了指引。

  网络资源不仅通过普通的网站的呈现,还通过各种WEB2.0形式进行广泛传播,其中论坛、博客以及Webquest等网络探究平台都成为交流化学教学资源的重要手段。例如在Webquest 基础上发展起来的一种新型学习活动ThinkQuest把更多的主动权给予学习者,鼓励学生协商合作,也给我国化学双语教学国际化、给合作学习实践提供了优质的交流平台,笔者推荐了若干以化学为主题的ThinkQuest 网站(例如介绍元素周期表的“Periodic Table of Elements”网站、介绍原子相关概念和重要理论原理的“Atomic Magic”网站、主要是借助图片详细介绍实验仪器及其使用注意事项的“Seed ( Science Experiments Exchanged Digitally) ”网站等),并加以分类,呈现出国外开展网络探究的创新形式[25]。

  网络资源的获取手段研究也是化学教育工作者关注的热点话题之一。例如笔者所在的南京晓庄学院信息化学工作室,曾以英文化学教学网络资源(如晶体结构网http://www.molecules.org/elements.html、国际化学奥林匹克试题相关网站http://www.chem.rug.nl/icho34/、化学史教育网站http://www.woodrow.org/teachers/chemistry/institutes/1992/等)[26]、因特网上的化学图片资源[27]、生活社会相关化学资源[28]的获取进行了多维度的研究,还就化学教学网站继续系统、科学的分类,为广大中学一线教师提供了详尽、有效的资源获取指引;刘斌等人的《互联网上港台地区及国外化学实验资源集锦》一文专注于实验资源,则介绍了互联网上港台地区与国外一些优秀的化学实验资源,分析了这些化学实验资源网站的特点,并且向大陆地区中学化学教师在使用这些资源方面给予了一些建议,十分富有特色[29]。王涛涛介绍了运用目录搜索引擎、独立搜索引擎、元搜索引擎、网络搜索软件等高效获取化学教学参考资料、化学优秀教案等化学教学资源的方法[30];李森则补充了通过输入Web站点的网址、通过邮件列表、网上新闻讨论组等方式获取网络教学资源[31];

  另外,网络游戏成为化学网络教学的创新视角。华南师范大学开发的520化学网络扑克游戏(图2)为教师解决了化学用语教学难点问题,为中学生提供了自主合作学习的新平台,为广大中学教师提供了一个组织课外活动的平台,并得到了国内和国际同行的关注[32]。

  图2 520化学游戏网首页

  他山之石,可以攻玉。外国化学网络教学的理念及模式可以为国内化学网络教学的建设提供有益的补充和借鉴:陆真和李静雯见习德国中学化学网络实践课程,提出化学概念的理解应该建立在宏观现象水平,微观粒子水平以及符号表征水平三个层次上,指出网络教学过程应是教师根据培养目标和学生需求,选择适当的教学模式,充分利用网络资源并将其与探究性学习结合,完成信息—概念—结构体系的学习过程,而不是过分关注学业达成度和常规考试评价,忽视学生学科能力和创造力的过程[33];麦裕华等人通过对外国一些化学实验教学网站信息呈现的载体特征和表征方式进行考察,给国内基础化学教育实验网站的建设提供经验[34]。

  6.反思与建议

  教育者不断地从化学网络教学实践、理论研究、技术应用、网络资源开发利用等方面进行阐述及分析,互补互助,其中的理论方法、心得体会等值得借鉴,为网络教学的发展提供了可靠的理论依据。然而缺少实践的理论是不完整的理论,文献中教学实践案例分析寥寥可数,缺少对网络教学实际过程中的教学效果调研、学生认知结果等的分析;另一方面,国内化学基础教育专题网站相对匮乏,以素质教育为落点的化学科普教育网站相对匮乏,多数化学教学网站拘泥于应试资源的传播,存在理念落后,信息资源陈旧等现象。化学网络教育的可持续发展更离不开化学特色网站的建设与开发,离不开优秀网络资源的整合。

  不过,化学网络教学成为信息时代化学基础教育的新风尚,也越来越得到教育部门的重视。例如为了传播优秀的课程改革成果,共建共享优质的教学资源、提升教师教学能力、提高教育教学质量,深入可持续推进基础教育课程改革,教育部主导实施基础教育精品课程项目。2010年开始由北京市海淀区、山东省潍坊市、江苏省南京市教研室承办并且已经积极开展征集及评选高中化学精品课程资源的活动,为日后高中化学精品课程网站的开发奠定基础,我们有理由相信,在国家支持下的精品课程将有力推动优质教学资源的建设与共享,成为教师在新课程改革中开展网络教学的质量保证。

  参考文献

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  *基金项目:全国教育科学“十一五”规划2008年度重点课题“基础教育学科资源保护开发与应用研究”(DHA080332)化学子项目“中国基础教育化学学科资源保护、开发与应用研究”; 2009年江苏省高等教育教改立项研究课题“基于化学专业大学生工作室的‘导师制下项目驱动教学模式’改革”。通讯联系人,陈凯,主要从事ICT在化学教学中的应用、化学网络资源整合与评价研究

  * WEB2.0是相对WEB1.0的新一类互联网应用的统称。WEB1.0的主要特点在于用户通过浏览器获取信息。WEB2.0则更注重用户的交互作用,用户既是网站内容的浏览者,也是网站内容的制造者。例如博客,维基百科全书等。

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