论文部分内容阅读
浙江上虞百官中学312300
摘要从信息技术和科学教学的特点出发，通过对信息技术与初中科学教学整合的实践和反思，探究整合实质和问题解决策略，改革教学手段和方法，优化课堂教学，提高教学效果。
关键词 信息技术；整合；科学课；教学
中图分类号： G434 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2007）03-0026-03
Integrating Information Technology and Optimizing Science Teaching//Chen Qiuhua
Abstract From the character of information technology and science course teaching and through practice and thinking, the paper discusses conformity nature and solving strategy, reforming teaching means and method, optimizing class teaching, improving teaching effect.
Key words information technology; integration; science lesson; teaching
Author’s address Baiguan Middle School, Shangyu, Zhejiang 312300
信息技术与其他学科的整合和相互渗透，已成为教育改革和发展的强大动力，对传统的课程理念、课程内容、课程实施以及课程资源，产生了深刻的影响。
信息技术与课程整合要把信息技术与学科课程的教与学融为一体。它集文字、声音、图像、图形、视频、动画等多种媒介于一体，多方位、多角度、多层次、多途径地向学生传递信息，以其良好的交互性为老师和学生提供生动活泼、灵活多样、丰富多彩的人机交流的多媒体教学环境，以较好地完成教与学的全过程。因此把信息技术引进学科课堂，发挥其教学辅助、情感激励、学生认知工具的功能，实现教学方式的转变，是很有研究和推广价值的。
1整合信息技术，提高科学课教学效果
1.1创设问题情境
利用多媒体计算机，通过创设意境、渲染气氛，诱发学习动机，使学生能够有意识地调节和控制自己的注意力，把心理活动指向和集中在教学内容上，使学生变被动学习为主动学习。
【案例】“机械运动”新课引入时，利用多媒体展现飞行员在空中抓子弹的动画，并闪现“他为什么会有这么大的本领呢？什么情况下我们也能抓住一颗飞行的子弹？”，学生就会产生一种不弄清原委不罢休的心态，产生浓厚的学习兴趣，他们的注意就会长期指向和集中于学习的内容上。
1.2 展现宏观或微观科学现象
“科学”是一门研究物质的组成、性质、结构及运动规律的学科。许多宏观的生态、微观的结构和功能都不能直接看到，通过与现代信息技术整合，便可获得生动丰富的信息，使学生清楚地看到宏观和微观世界的奇妙，效果就大不一样。
【案例】微观粒子扩大显性化。利用三维动画展示水通电分解的过程，即水分子分裂成氢、氧原子，原子重新组合成氢分子和氧分子，计算机就这样使肉眼看不见的反应过程变成生动有趣的化学过程。
【案例】宏观天体微缩可视化。学习“地球绕日运动”，阳光直射点的来回移动做成动画，就能清晰而逼真地反映地球上昼夜长短的变化。又如日食和月食的形成原因等，均可采用动画模拟。这样既符合学生思维的渐进性，又使学生学得轻松，印象深刻，能较好地建构科学知识。
1.3模拟再现远古时代
生命起源、原始地球等知识，随时空转换，无法回到当时场景。如果靠老师平铺直叙的讲述科学事实和现象，对学生的说服力不强，知识就难以掌握。教学时若借助信息技术，用声音、图像乃至动画、视频等各种表现手法进行信息处理和图像输出，使学生多角度获取信息、感知对象、掌握科学。
【案例】有关化石学习内容教学时，教材只放几张经典的图片，且文字介绍也非常精练。而网络下的化石研究，相关网站上详细展示了很多的化石种类、名称、图片、挖掘地，特别是将化石的发现形成过程、历史背景、现实意义、当地文化等全部列出。利用信息技术将上述材料做成动画、声音格式，再配上化石挖掘的现场录相、图片 和专家评论，仿佛让学生直接进入考古现场和生物博物馆。
1.4 动态表征生命现象
在生理教学中，一些组织器官的结构生理和功能等不易看到，而现代信息技术则能轻而易举地解决此类问题。
【案例】哺乳动物血液循环路径及血液成分的改变，根本无法拿动物体做演示。因为要演示必须是活体，而活体无法看到血管内的血液。能看见血液，须解剖动物，而此时动物必不能进行血液流动。所以借助信息技术做成课件是很好的办法，通过课件能轻而易举地演示心脏有节律的搏动，血液循环的全过程，化静态为动态，增强学生的感性认识，从而使枯燥乏味的生命运动现象变得新颖有趣，达到理想的教学效果。
1.5解析概念、内化规律
在科学教材中，有许多概念比较抽象，学生对有些概念、原理的理解是较困难的。而信息技术的合理运用，用声音、图像乃至动画、视频等各种表现手法能将内在的、重要的、本质的东西凸显出来，将抽象的概念、原理、规律等科学知识形象化、具体化，使之生动、有趣地展现于学生面前；从视觉、听觉方面营造出全新的学科教学氛围，为学生理解和掌握科学原理提供了充分的认知手段。
【案例】“生态系统”是一个较难理解的概念。利用多媒体给学生展示了这样一些画面：大到整个地球，小到一片森林，一块草地，一个池塘，一条河流等，展现在学生面前的是每一区域内的生物群落与周围环境结合在一起。如此一来把死教材变成活教材，充分发挥了直观潜化作用，使枯燥乏味的术语变得生动形象，使学生很容易理解和掌握抽象的概念。
【案例】探究滑动变阻器改变电流的原理。利用信息技术的优点，将实验再配以电流流向的情景展现在大屏幕上，可使学生清晰地观察到：只有电流流过的电阻线才发挥作用，在此基础上配以移动滑片的模拟动画实验，层层透析，能使学生对滑动变阻器改变电流的工作原理有一个清晰的认识。
1.6突破重点、难点
利用信息技术，可使原本微观、抽象、看不到、摸不着的科学过程被转化为宏观、形象、有趣的运动过程，突出了教学重点，降低了教学的难度，激活了学生的思维，增加了学习兴趣，学生易于掌握。
【案例】“植物对水分的吸收”，教学重点和难点是根毛吸水过程和细胞吸水原理。但它们既看不到，也摸不着，传统的教学方法只能靠详实的语言、几幅挂图和几个静态的模型来进行，很难表达清楚，内容抽象而枯燥，学生学习兴趣低。利用信息技术，教学时大屏幕上的flash动画形象细致地模拟了细胞吸水、失水的过程，三维立体动画更是将“根毛吸水过程”表达得清晰有致。
1.7提高实验教学效果
实验是科学教学的基础。调查表明，课堂教学中教师45分钟理论说教远不及一个五分钟实验展示。但课堂实验也存在着不少问题，信息多媒体的应用则可以有效地帮助教师克服实验教学中的诸多问题，提高实验效率。
1）危险事例安全真实化
有些科学实验的危险性较大，还有的实验无法实际操作。运用多媒体计算机技术，通过动画模拟及伴音就可以得到解决。
【案例】模拟错误实验造成的后果：给装有碱式碳酸铜的试管加热时，试管口向上倾斜，加热后生成的水倒流回试管，使试管炸裂；浓硫酸稀释时将水倒入浓硫酸中产生的危害。
模拟有毒物质的毒性实验，如把两只小白鼠分别放在一氧化碳和空气的集气瓶中模拟一氧化碳毒性实验；也可以使用视频播放易燃易爆知识及危害等。
通过模拟实验演示，学生加深对所学知识的了解，达到教学目的，同时也培养学生严谨的工作作风和一丝不苟的科学精神。
2）解决教师讲、学生做的矛盾冲突。
有些实验教学，通常需要教师先把实验的目的要求、材料用具、方法步骤等作一介绍，才开始进行分组实验。这样做的弊端是显而易见的，教师占用了大量课堂时间进行讲解，必然会大大减少学生动手实验的时间，从而阻碍学生观察、动手能力的发展。
【案例】学习“显微镜的使用”，采用多媒体课件将显微镜基本构造图先展示给学生，然后对照显微镜构造图解析显微镜各部件名称、作用及使用的方法、步骤，同时用文字配合教师的解析，这样做大大节省教学时间，使学生有充足的时间进行实验，同时加深学生对显微镜各部件名称、作用的认识，极大地提高了实验课的效率。
3）提高演示实验的可视度。
对于学生来说，注意是感知的基础，是良好学习质量的必要条件。但很多演示实验无法给学生提供明显的感性认识，进行细致的观察。
【案例】质量守恒定律的教学，要用到托盘天平称量，后排的学生很难看清，利用实物投影仪则可大大提高演示实验的可视度，达到促进教学的目的。又如光的反射和折射定律实验等均可利用信息技术投影放大实验效果。
1.8增强探究性
在一些探究性实验教学中，经常会碰到一个量的大小与几个因素有关，通常采用“控制变量”的方法逐个研究。如能在这些实验中适当地运用信息技术，将有利于提高实验教学的效率。因为每个探究因素研究的思想方法是相同的，一般采用分工协作探究，每组承担其中的一项因素，对于各组实验记录的数据和现象可运用信息技术在大屏幕上展示，让没有亲自探究某一因素的学生，从其他同学的实验记录里分析、归纳，从而得到全面正确的结论。
【案例】探究“影响浮力大小的因素”、“蔗糖在水中溶解快慢的影响因素”等实验课题时，均可采用上述
教学手段，达到较好的实验效果。
1.9深化反馈检测
快反馈、强矫正是提高学生学习质量的重要途径。对学生进行当堂检测是教学不可缺少的环节。利用信息技术强大的交互性和对感官视觉、听觉的多方刺激，模拟出较为真实的物理现象，展开教师与学生、正确与错误的对话和讨论，教师加以适当的点评和引导，达到培养兴趣、增强记忆、加深理解的目的。
【案例】“惯性现象”复习检测时设计：“飞机投掷救灾物质，为什么要提前投掷？”让学生运用惯性知识来解释，学生感觉有困难。利用多媒体先切入飞机正确投掷救灾物质的动画，再闪现飞机在目标上空投掷物质产生后果的动画。就可达到启发学生思维，帮助问题解决。
1.10辅助学习总结
科学教学中要经常对不同时期学习的内容进行比较、归纳、概括、总结。多媒体信息量大而快，能增大知识密度，加快教学速度，提高课堂效益。
【案例】氢气、氧气、二氧化碳的制取、收集；氢气、碳、一氧化碳还原氧化铜实验的比较。以上内容，重做实验，既浪费时间，又无新鲜感，用传统的方法把装置图画在黑板上很浪费时间，用一些挂图又没有动态效果。制成CAI课件，利用多媒体文字、声音、图像、表格动态再现相异反应类型、相似反应过程，唤起学生对旧知的回忆，进一步得到同化，使学生的认知形成系统，更重要的是培养了学生的思维能力。
2计算机多媒体教学中需要注意的问题
应用计算机多媒体的重要意义：增强教学的有效性，提高教学质量和效益，全面提高学生的素质。计算机多媒体在教学中的作用是为教学服务的，是辅助教学，在教学中的地位是从属的。计算机多媒体应用于教学要注意“四个不宜”：
1）不宜替代教师。
有的教师几乎整节课都在播放动态的画面、千姿的文字等，教师成了“放映员”，丢掉了“主导者”的地位；学生成了“观众”，丧失了“主体者”的地位。其实整个过程完全使用多媒体教学，很有可能扼杀学生抽象思维能力的形成，不利于学生的成长。
2）不宜完全取代动手实验。
科学是一门实验科学。科学实验是科学理论赖以产生和发展的基础，是检验科学知识真理性的标准，所以说科学实验是不可替代的，要尽可能使信息技术应用与实际动手实验结合起来，让学生亲自操作、观察，获取第一手资料。
3）不宜照搬别人。
多媒体教学要以优化教学目标为宗旨。使用现成的教学软件，一定要根据教学实际和学生情况，有所选择和加工，注重择优，千万不要图省事，照搬不误。最好是根据教学情况、学生实际和教师风格自己制作课件。
4）不宜顾此失彼。
多媒体计算机在课堂教学中使用时，学生很容易关注生动有趣的画面，而忽视教师的点拨，教师应留心观察，随时调节学生的心理状态，使之集中注意力，积极思考。教师要精心备课，调节和控制好课堂教学。
在教学中教师必须充分而恰当地设计、开发、运用计算机多媒体，使之与其他手段有机结合，优化课堂教学，提高课堂效率，真正体现计算机多媒体辅助教学的价值。
摘要从信息技术和科学教学的特点出发，通过对信息技术与初中科学教学整合的实践和反思，探究整合实质和问题解决策略，改革教学手段和方法，优化课堂教学，提高教学效果。
关键词 信息技术；整合；科学课；教学
中图分类号： G434 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2007）03-0026-03
Integrating Information Technology and Optimizing Science Teaching//Chen Qiuhua
Abstract From the character of information technology and science course teaching and through practice and thinking, the paper discusses conformity nature and solving strategy, reforming teaching means and method, optimizing class teaching, improving teaching effect.
Key words information technology; integration; science lesson; teaching
Author’s address Baiguan Middle School, Shangyu, Zhejiang 312300
信息技术与其他学科的整合和相互渗透，已成为教育改革和发展的强大动力，对传统的课程理念、课程内容、课程实施以及课程资源，产生了深刻的影响。
信息技术与课程整合要把信息技术与学科课程的教与学融为一体。它集文字、声音、图像、图形、视频、动画等多种媒介于一体，多方位、多角度、多层次、多途径地向学生传递信息，以其良好的交互性为老师和学生提供生动活泼、灵活多样、丰富多彩的人机交流的多媒体教学环境，以较好地完成教与学的全过程。因此把信息技术引进学科课堂，发挥其教学辅助、情感激励、学生认知工具的功能，实现教学方式的转变，是很有研究和推广价值的。
1整合信息技术，提高科学课教学效果
1.1创设问题情境
利用多媒体计算机，通过创设意境、渲染气氛，诱发学习动机，使学生能够有意识地调节和控制自己的注意力，把心理活动指向和集中在教学内容上，使学生变被动学习为主动学习。
【案例】“机械运动”新课引入时，利用多媒体展现飞行员在空中抓子弹的动画，并闪现“他为什么会有这么大的本领呢？什么情况下我们也能抓住一颗飞行的子弹？”，学生就会产生一种不弄清原委不罢休的心态，产生浓厚的学习兴趣，他们的注意就会长期指向和集中于学习的内容上。
1.2 展现宏观或微观科学现象
“科学”是一门研究物质的组成、性质、结构及运动规律的学科。许多宏观的生态、微观的结构和功能都不能直接看到，通过与现代信息技术整合，便可获得生动丰富的信息，使学生清楚地看到宏观和微观世界的奇妙，效果就大不一样。
【案例】微观粒子扩大显性化。利用三维动画展示水通电分解的过程，即水分子分裂成氢、氧原子，原子重新组合成氢分子和氧分子，计算机就这样使肉眼看不见的反应过程变成生动有趣的化学过程。
【案例】宏观天体微缩可视化。学习“地球绕日运动”，阳光直射点的来回移动做成动画，就能清晰而逼真地反映地球上昼夜长短的变化。又如日食和月食的形成原因等，均可采用动画模拟。这样既符合学生思维的渐进性，又使学生学得轻松，印象深刻，能较好地建构科学知识。
1.3模拟再现远古时代
生命起源、原始地球等知识，随时空转换，无法回到当时场景。如果靠老师平铺直叙的讲述科学事实和现象，对学生的说服力不强，知识就难以掌握。教学时若借助信息技术，用声音、图像乃至动画、视频等各种表现手法进行信息处理和图像输出，使学生多角度获取信息、感知对象、掌握科学。
【案例】有关化石学习内容教学时，教材只放几张经典的图片，且文字介绍也非常精练。而网络下的化石研究，相关网站上详细展示了很多的化石种类、名称、图片、挖掘地，特别是将化石的发现形成过程、历史背景、现实意义、当地文化等全部列出。利用信息技术将上述材料做成动画、声音格式，再配上化石挖掘的现场录相、图片 和专家评论，仿佛让学生直接进入考古现场和生物博物馆。
1.4 动态表征生命现象
在生理教学中，一些组织器官的结构生理和功能等不易看到，而现代信息技术则能轻而易举地解决此类问题。
【案例】哺乳动物血液循环路径及血液成分的改变，根本无法拿动物体做演示。因为要演示必须是活体，而活体无法看到血管内的血液。能看见血液，须解剖动物，而此时动物必不能进行血液流动。所以借助信息技术做成课件是很好的办法，通过课件能轻而易举地演示心脏有节律的搏动，血液循环的全过程，化静态为动态，增强学生的感性认识，从而使枯燥乏味的生命运动现象变得新颖有趣，达到理想的教学效果。
1.5解析概念、内化规律
在科学教材中，有许多概念比较抽象，学生对有些概念、原理的理解是较困难的。而信息技术的合理运用，用声音、图像乃至动画、视频等各种表现手法能将内在的、重要的、本质的东西凸显出来，将抽象的概念、原理、规律等科学知识形象化、具体化，使之生动、有趣地展现于学生面前；从视觉、听觉方面营造出全新的学科教学氛围，为学生理解和掌握科学原理提供了充分的认知手段。
【案例】“生态系统”是一个较难理解的概念。利用多媒体给学生展示了这样一些画面：大到整个地球，小到一片森林，一块草地，一个池塘，一条河流等，展现在学生面前的是每一区域内的生物群落与周围环境结合在一起。如此一来把死教材变成活教材，充分发挥了直观潜化作用，使枯燥乏味的术语变得生动形象，使学生很容易理解和掌握抽象的概念。
【案例】探究滑动变阻器改变电流的原理。利用信息技术的优点，将实验再配以电流流向的情景展现在大屏幕上，可使学生清晰地观察到：只有电流流过的电阻线才发挥作用，在此基础上配以移动滑片的模拟动画实验，层层透析，能使学生对滑动变阻器改变电流的工作原理有一个清晰的认识。
1.6突破重点、难点
利用信息技术，可使原本微观、抽象、看不到、摸不着的科学过程被转化为宏观、形象、有趣的运动过程，突出了教学重点，降低了教学的难度，激活了学生的思维，增加了学习兴趣，学生易于掌握。
【案例】“植物对水分的吸收”，教学重点和难点是根毛吸水过程和细胞吸水原理。但它们既看不到，也摸不着，传统的教学方法只能靠详实的语言、几幅挂图和几个静态的模型来进行，很难表达清楚，内容抽象而枯燥，学生学习兴趣低。利用信息技术，教学时大屏幕上的flash动画形象细致地模拟了细胞吸水、失水的过程，三维立体动画更是将“根毛吸水过程”表达得清晰有致。
1.7提高实验教学效果
实验是科学教学的基础。调查表明，课堂教学中教师45分钟理论说教远不及一个五分钟实验展示。但课堂实验也存在着不少问题，信息多媒体的应用则可以有效地帮助教师克服实验教学中的诸多问题，提高实验效率。
1）危险事例安全真实化
有些科学实验的危险性较大，还有的实验无法实际操作。运用多媒体计算机技术，通过动画模拟及伴音就可以得到解决。
【案例】模拟错误实验造成的后果：给装有碱式碳酸铜的试管加热时，试管口向上倾斜，加热后生成的水倒流回试管，使试管炸裂；浓硫酸稀释时将水倒入浓硫酸中产生的危害。
模拟有毒物质的毒性实验，如把两只小白鼠分别放在一氧化碳和空气的集气瓶中模拟一氧化碳毒性实验；也可以使用视频播放易燃易爆知识及危害等。
通过模拟实验演示，学生加深对所学知识的了解，达到教学目的，同时也培养学生严谨的工作作风和一丝不苟的科学精神。
2）解决教师讲、学生做的矛盾冲突。
有些实验教学，通常需要教师先把实验的目的要求、材料用具、方法步骤等作一介绍，才开始进行分组实验。这样做的弊端是显而易见的，教师占用了大量课堂时间进行讲解，必然会大大减少学生动手实验的时间，从而阻碍学生观察、动手能力的发展。
【案例】学习“显微镜的使用”，采用多媒体课件将显微镜基本构造图先展示给学生，然后对照显微镜构造图解析显微镜各部件名称、作用及使用的方法、步骤，同时用文字配合教师的解析，这样做大大节省教学时间，使学生有充足的时间进行实验，同时加深学生对显微镜各部件名称、作用的认识，极大地提高了实验课的效率。
3）提高演示实验的可视度。
对于学生来说，注意是感知的基础，是良好学习质量的必要条件。但很多演示实验无法给学生提供明显的感性认识，进行细致的观察。
【案例】质量守恒定律的教学，要用到托盘天平称量，后排的学生很难看清，利用实物投影仪则可大大提高演示实验的可视度，达到促进教学的目的。又如光的反射和折射定律实验等均可利用信息技术投影放大实验效果。
1.8增强探究性
在一些探究性实验教学中，经常会碰到一个量的大小与几个因素有关，通常采用“控制变量”的方法逐个研究。如能在这些实验中适当地运用信息技术，将有利于提高实验教学的效率。因为每个探究因素研究的思想方法是相同的，一般采用分工协作探究，每组承担其中的一项因素，对于各组实验记录的数据和现象可运用信息技术在大屏幕上展示，让没有亲自探究某一因素的学生，从其他同学的实验记录里分析、归纳，从而得到全面正确的结论。
【案例】探究“影响浮力大小的因素”、“蔗糖在水中溶解快慢的影响因素”等实验课题时，均可采用上述
教学手段，达到较好的实验效果。
1.9深化反馈检测
快反馈、强矫正是提高学生学习质量的重要途径。对学生进行当堂检测是教学不可缺少的环节。利用信息技术强大的交互性和对感官视觉、听觉的多方刺激，模拟出较为真实的物理现象，展开教师与学生、正确与错误的对话和讨论，教师加以适当的点评和引导，达到培养兴趣、增强记忆、加深理解的目的。
【案例】“惯性现象”复习检测时设计：“飞机投掷救灾物质，为什么要提前投掷？”让学生运用惯性知识来解释，学生感觉有困难。利用多媒体先切入飞机正确投掷救灾物质的动画，再闪现飞机在目标上空投掷物质产生后果的动画。就可达到启发学生思维，帮助问题解决。
1.10辅助学习总结
科学教学中要经常对不同时期学习的内容进行比较、归纳、概括、总结。多媒体信息量大而快，能增大知识密度，加快教学速度，提高课堂效益。
【案例】氢气、氧气、二氧化碳的制取、收集；氢气、碳、一氧化碳还原氧化铜实验的比较。以上内容，重做实验，既浪费时间，又无新鲜感，用传统的方法把装置图画在黑板上很浪费时间，用一些挂图又没有动态效果。制成CAI课件，利用多媒体文字、声音、图像、表格动态再现相异反应类型、相似反应过程，唤起学生对旧知的回忆，进一步得到同化，使学生的认知形成系统，更重要的是培养了学生的思维能力。
2计算机多媒体教学中需要注意的问题
应用计算机多媒体的重要意义：增强教学的有效性，提高教学质量和效益，全面提高学生的素质。计算机多媒体在教学中的作用是为教学服务的，是辅助教学，在教学中的地位是从属的。计算机多媒体应用于教学要注意“四个不宜”：
1）不宜替代教师。
有的教师几乎整节课都在播放动态的画面、千姿的文字等，教师成了“放映员”，丢掉了“主导者”的地位；学生成了“观众”，丧失了“主体者”的地位。其实整个过程完全使用多媒体教学，很有可能扼杀学生抽象思维能力的形成，不利于学生的成长。
2）不宜完全取代动手实验。
科学是一门实验科学。科学实验是科学理论赖以产生和发展的基础，是检验科学知识真理性的标准，所以说科学实验是不可替代的，要尽可能使信息技术应用与实际动手实验结合起来，让学生亲自操作、观察，获取第一手资料。
3）不宜照搬别人。
多媒体教学要以优化教学目标为宗旨。使用现成的教学软件，一定要根据教学实际和学生情况，有所选择和加工，注重择优，千万不要图省事，照搬不误。最好是根据教学情况、学生实际和教师风格自己制作课件。
4）不宜顾此失彼。
多媒体计算机在课堂教学中使用时，学生很容易关注生动有趣的画面，而忽视教师的点拨，教师应留心观察，随时调节学生的心理状态，使之集中注意力，积极思考。教师要精心备课，调节和控制好课堂教学。
在教学中教师必须充分而恰当地设计、开发、运用计算机多媒体，使之与其他手段有机结合，优化课堂教学，提高课堂效率，真正体现计算机多媒体辅助教学的价值。