浅谈信息技术与科学教学整合性探究与实践

摘 要:本文在课程整合理论教学思想的指导下,结合具体教学案例,将信息技术应用于科学教学过程中,目的是在信息化的学习环境中探索新型的教学模式,让信息技术成为学习者最强大的认知工具,最终达到使用信息技术改善学习的目的。

关键词:信息技术 课程整合 利用Internet 课程标准

人类已进入信息时代,以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术不断发展,正在深刻地改变着我们的生活、学习和工作的方式。我国教育部已决定,在全国中小学推进信息技术教育,同时要加强信息技术与其他课程的整合,这个决定对于实施素质教育,培养创新人才具有重要意义,将极大地影响科学教学的现状。“课程整合”的教学方式是我国面向新世纪基础教育教学改革的新视点,它的研究与实施为科学教学中学生探究性学习、创造性的发挥、综合实践能力的提高创设了良好的基础,使科学教学朝着自主、特色、个性的教学方向发展。

一、信息技术的优势

利用信息技术进行现代化课堂教学,可以改变过去“粉笔加黑板”的传统教学模式,使教学过程变得生动高效。教师根据教学内容、知识特点编制生动活泼、图文并茂、有声有色的教学软件,如情景动画、知识游戏、竞赛活动等,将文字、图形和声音等和所学知识有机地编排在一起来激发学生对学习内容的兴趣,让学生在不知不觉中、在持续的渴求状态中学习到他们需要的知识。多媒体教学能打破时间和空间的限制,延伸和拓宽教学时空,通过图像、声音、色彩和动画,传递教学信息,解决了由于时间和空间的限制所造成的教学难点,使学习内容变得容易被理解和掌握,不仅能够调动学生学习的积极性、主动性和创造性,而且能有效地化枯燥为乐趣、化抽象为具体、化静态为动态,使教师在教学中游刃有余,学生在课堂内兴趣盎然,学生自身的创造性素质也得到积极主动的发展。

二、信息技术与科学教学整合是新教学理念要求

科学课程标准(7~9年级)明确指出:“教师应当重视充分利用课外信息资源……教师还可以要求学生搜集与课堂教学内容相关的各种信息和资料,培养学生获取信息的能力。对于那些超出人类感官极限的自然现象,对于学生难以亲身经历或具有某种危险性的科学探究过程,现代信息技术可以提供必要的补充。在有条件的地区或学校,应适当运用多媒体、网络等信息资源,为学生创设新的学习环境。”将信息技术与学科课程的教与学融为一体,将信息技术作为一种工具,可以提高教与学的效率,改善教与学的效果,改变传统的教学模式,间接促进信息技术的掌握,达到“双赢双利”的共建目的。我国传统的科学课堂教学是一个封闭式的教学模式,不重视利用教科书以外的各种资源,忽视了科学课程的开放性,只拘泥于教科书上规定的教学内容,使学生缺乏了对科学探究的兴趣,一些学生课堂上注意力难以有效集中,直接影响教学效果。而在课堂上运用信息技术,通过声、光、色、图等信息可直接刺激学生的听觉和视觉,刺激学生思维积极性,促使学生感知迅速、积极探究、想象丰富。为学生提供直观形象、生动活泼、丰富多彩的学习环境,无疑给科学课堂教学注入了新鲜的血液,改变了传统的注重认知、灌输、封闭的科学课堂教学模式,构建了一个和谐的课堂。

三、信息技术与科学教学整合的探究与实践

1.整合信息技术有利于协作交流和个性化学习

教育要面对个性,正如苏霍姆林斯基有一句名言“人的天赋、可能性、能力和爱好确实是无限量的,而每一个人在这些方面的表现又都是独一无二的。”信息技术为我们提供了个性化的开放的实践平台。由于班级授课制的约束,一个班级的50多位学生在教师的一堂面向全体的主导上课中,不可能人人有机会、有时间真正将自己的当时所思所想,所遇到的疑难问题和兴趣问题马上向老师提问,也无法真正意义上将与自己有相似疑问的同学一起直接探讨,也无法及时让没有疑问的同学帮助解决,而有了信息技术后,就大不相同了。同学们听课时如有疑问,则马上可在BBS或聊天室内把疑难问题上传,全班同学包括老师都能及时看到,并及时作出对应性回答,完全可以做到“一师对一生”模式,实现教学个性化,且对同一疑难问题,有兴趣的同学还可以在网上分工、约好课后一道找资料研究探讨。对于课堂上老师提出的某些问题平时一般只能让几位同学举手表述,无法顾及全班,借助网络就可以让每一个同学的回答都发表出来,并能得到最及时的交流。如让学生列举自然界中水的三态变化例子:雨、露、霜、雪、雾外,更有晾干衣服、冰花、“白汽”等几十种生活例子,真是五花八门。如果没有借助网络,哪怕学生想到的例子再多,也无法有足够时间让他们表述出来,展示给全体同学知道,这就形成了真正意义上的没有空间、时间限制的协作交流和个性化学习方式,提高学习效率,大大为学生创造性思维提供了广阔的开放空间。久而久之,还有利于学生表现欲大大增强,因为网上属于模拟社区,发表观点、提出疑问是可以掩藏自己的真实身份的,有利于克服学生自卑和胆怯心理,有利于学生健康身心的形成。

2.整合信息技术有利于自主探究和实践真知

美国的一个图书馆上挂着三句话“我们听见了,就忘记了;我们看见了就记住了;我们做过了就理解了。”由此可见让学生自己有机会亲手利用身边生活例子实践科学真知的必要性。从某种意义上说,学生应该在老师之上,由于老师精力所限,上课时间所规定,老师不可能将所有知识点的相关材料发散给学生,更无法一一将它们演示出来,但借助信息技术强大的搜索功能和资源优势,可以将大量的能开启思维、容易进行实践真知的生活中的好材料,展现给学生、指导学生进行自主探究。如讲授小孔成像内容时,有网上资料建议取用一盏白炽灯(60W左右 如图1)放在黑纸做成的箱内,将纸箱的一边切开一个小孔,当灯光通过演示小缝射到外面纸上时,在纸上可清晰见到灯丝倒立的“W”图像,比教材用蜡烛做实验效果明显多了,也容易操做多了;再如讲授物体振动会发出声音时,想反过来证明有听到声音必然有物体振动时,有网上资料建议在直径大于10cm的圆纸筒上蒙一层气球乳胶皮,再在乳胶皮上贴一小块平面镜,镜面朝外(如图2),在光线较暗处用手电筒照镜面,然后人向着纸筒开口处大声说话,便产生闪动的光带,证明有声音发出,必有物体振动;又如讲授热传递内容时,有网上材料建议将一根棉线绕在一条金属棒上拉紧(如图3)用火柴直接烧棉线,结果棉线烧不断,说明此时热能由金属加热处很快传向金属两端,加热处温度未能明显升高达到棉线着火点,证明金属导体是热的良导体。这些例子取材都很方便,成功率又高,不具危险性且有很强的针对性和趣味性,如果信息技术能与学科进行很好的整合,它肯定会为学生创新思维提供很好的检验舞台。

3.整合信息技术有利于优化认知和启发思维

《科学》是研究物质的组成、性质、结构及运动规律的学科。由于受初中教学条件的诸多限制,学生难以认识的微观粒子,宏观天体及部分危险实验等知识无法在实验室或课堂上直接完成演示,而借助以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术,从视觉、听觉方面营造出全新的学科教学氛围,用声音、图像乃至动画,视频等多种形式向学生传递信息,有利于多角度让学生认知对象、启发思维,这样既符合初中学生的思维认知特征,又有利于知识的内化和升华。如(1)微观粒子扩大直观化。讲授金属导体借助自由电子导电过程时(如图4),当开关闭合时,正电荷不动,负电荷(自由电子)发生定向移动,形成电流,而电解质溶液导电(如图5)则是正、负电荷向着相反的方向各自运动形成电流,形象而有强烈对比。(2)宏观天体微缩可视化。讲授地球绕太阳运动,导致阳光直射点的移动,地球上昼夜长短的变化,一年四季的更替,昼夜长短的改变时,做成(如图6)动画,当阳光直射点在赤道时,全球各地昼夜平分,当往北移动时,则北半球昼长夜短,北半球逐渐进入夏季,直到阳光直射点刚好射在北回归线,此时北半球正好是夏至日,之后直射点南移。动画清晰而逼真。(3)远古材料模拟再现化。讲授生命起源,原始地球时,无法感受当时场景,借助信息技术可以模拟出来。(4)生命表征的动态直观化。人体内的血液循环路径及血液经肺循环和体循环后,血液成分的改变情况根本无法拿动物体做演示,因为要演示血液流动,必须是活体,而活体必然无法看到血管内的血液,能看见血液,须解剖动物血管,而此时动物必不能进行血液流动,因为已经死了,所以借助信息技术做成课件就轻而易举解决了。(5)危险事例的安全真实化。可燃物爆炸,食物中毒,无需接触爆炸现场,中毒过程,借助动画就能展示清楚。

4.整合信息技术有利于共享资源和拓宽视野

我们通过Internet在官方权威网站上查看有关科学发展动态,可以做到在时事政策上紧跟形势,在科学教学时作出及时调整。科学作为一门综合学科,适当的习题是必要的,但毕竟教材容量有限,信息更新周期长,为了克服这一缺点,我们可以充分利用Internet这一信息资源,可以说它将世界上所有的图书馆都连成了一起,它的显著特点是知识的海量化和形势的多样化,可以随时随地查找任何材料,不仅与时代绝对同步,还可以博取众家之长,欣赏各种观点之碰撞的智慧火花,这样就大大拓宽学生视野,解除了学生思维容易受教材、教师束缚的惯性,为学生创新思维提供了信息源泉。

如在讲授“化石”内容时,教材由于篇幅限制,往往只放几张经典的图片,而且不是最新科研信息,但化石的相关网站上不仅详细展示了很多的化石种类,名称、图片、挖掘地,且将化石的发现形成过程、历史背景、现实意义、当地文化等全部一一列出。为了让人更容易理解,有些科普网站还将上述材料做成了动画、声音格式,既让人感受到真实,又让人大大拓宽视野,再配上化石挖掘的现场录像、图片和专家评论,真是仿佛让学生直接进入考古现场和生物博物馆。

另外,网络的交互性给教师互相学习提供了机会。教师可以一方面利用电子邮件与有关专家进行交流,学习前沿的理论知识,获取名师专家的经典教案;另一方面还可以参与网上的教师继续教育和参与一系列教育门户网站的教育论坛,如在中国名师教育网()我们可以与重点学校的名师专家探讨科学教育应培养怎样的人才,在中国园丁网(.cn)的教育论坛我们可以与各地的同行探讨科学教学中遇到的问题以及对科学教学改革的看法,通过网上学习交流,实现资源共享,达到提高教学水平的目的。

总之,信息技术是时代的产物,也是教学的时代必须,让信息技术融入学科教学中,是基本理念的飞跃,其最根本的出发点是教学从以教为中心向以学为中心的方向发展,更加关注学习者,让学生最大限度地接触信息技术,让信息技术成为学习者强大的认知工具,为学生终身教育打基础。只有这样以建构主义学习理论为理论指导,才能使信息技术成为学生发展的助推器,真正在教学中发挥对学习的变革性的推动作用,最终达到改善学习的目的。

参考文献:

1.袁运开,赵铮,余自强主编.全日制义务教育科学(7~9年级)课程标准解读

2.孙宏安编著.全日制义务教育科学(7~9年级)课程标准教师读本

3.新思考远程研修平台.专题三 信息技术的优点在数学中的应用http://acad.cersp.com/article/1879933.dhtml

作者单位:湖北省武汉市蔡甸区常福中学

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