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        以信息技術(shù)優(yōu)化中學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的策略探析

        2018-03-05 12:38:38吳挺拔周瓊
        新課程·下旬 2018年12期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)策略信息技術(shù)

        吳挺拔 周瓊

        摘 要:現(xiàn)代社會(huì)被稱為信息時(shí)代,因?yàn)楦餍懈鳂I(yè)都需要以信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展。作為培養(yǎng)社會(huì)所需人才的基本機(jī)構(gòu)——學(xué)校教育,也應(yīng)該以信息技術(shù)促使學(xué)科教育實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育轉(zhuǎn)型。中學(xué)理科是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為基礎(chǔ)的,而實(shí)驗(yàn)又是提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的基本方式,也可通過(guò)信息技術(shù)建立仿真實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)與信息技術(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)做好準(zhǔn)備。以在中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中引入信息技術(shù)為基礎(chǔ),便于任課教師意識(shí)到信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的必要性,并由此提出整合策略,完善一線教師的整體認(rèn)識(shí),穩(wěn)步提升中學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率。

        關(guān)鍵詞:中學(xué)理科;實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn);信息技術(shù);整合意義;教學(xué)策略

        信息時(shí)代的到來(lái)之所以引起了教育領(lǐng)域的巨大變革,是因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)大大改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。比如,學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源獲取豐富的學(xué)科知識(shí),不必只依靠教師的課堂講解;學(xué)生可以通過(guò)信息技術(shù)與志同道合的網(wǎng)民展開(kāi)大范圍的交流與互動(dòng),開(kāi)闊學(xué)生眼界,等等。中學(xué)實(shí)驗(yàn)室是實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本場(chǎng)合,也應(yīng)主動(dòng)以信息技術(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室管理與組織方式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)感官,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō),在中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中引入信息技術(shù)有哪些積極作用呢?下面,筆者將從優(yōu)化理科實(shí)驗(yàn)的組織效果、突破常規(guī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)弊端、提升學(xué)生的探究能力三個(gè)角度分析。

        一、中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室引入信息技術(shù)的必要性

        1.優(yōu)化中學(xué)實(shí)驗(yàn)的組織效果

        一般來(lái)說(shuō),中學(xué)理科包含生物、化學(xué)、物理三門(mén)學(xué)科,而這三門(mén)學(xué)科也被認(rèn)為是科學(xué)的三個(gè)分支,都以實(shí)驗(yàn)為基本特征。通過(guò)實(shí)驗(yàn)組織學(xué)科教學(xué)是為了讓中學(xué)生親自經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的整個(gè)過(guò)程,自主生成知識(shí)意義,掌握科學(xué)探究規(guī)律。其中,有一部分實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程繁瑣、反應(yīng)周期較長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯,導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法在實(shí)驗(yàn)操作中得出科學(xué)結(jié)論。另外,部分實(shí)驗(yàn)還需要學(xué)生統(tǒng)計(jì)繁瑣的數(shù)據(jù)才能得出具體結(jié)論,而常規(guī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)卻存在很大的誤差,影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)性。但是,信息技術(shù)不同,它能夠顯化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,加速實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過(guò)程,甚至可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件得出精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,大大降低了出現(xiàn)誤差的可能性,更易于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

        2.突破常規(guī)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的弊端

        一般來(lái)說(shuō),每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要一定量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)藥品,尤其是一些無(wú)可代替的實(shí)驗(yàn)用具直接關(guān)系著實(shí)驗(yàn)是否能順利展開(kāi)。另外,分組實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本形式。如果不及時(shí)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)用品,便從客觀角度降低了學(xué)生親自操作實(shí)驗(yàn)的可能性。如果可以引入信息技術(shù),那么便能以信息技術(shù)手段代替部分實(shí)驗(yàn)工具,且避免了更換實(shí)驗(yàn)設(shè)備與工具的繁瑣工作,還有一部分有污染性、存在安全隱患的實(shí)驗(yàn)都可以用信息技術(shù)展開(kāi)模擬操作,從而豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織形式。

        3.有利于提升學(xué)生探究能力

        核心素養(yǎng)將學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力作為最關(guān)鍵的兩種能力,為此,教師應(yīng)給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)與自主探究的機(jī)會(huì),鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作總結(jié)科學(xué)探究的客觀規(guī)律。信息技術(shù)的輔助為提升學(xué)生的探究能力提出了新的可能,比如,教師可借助信息技術(shù)激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作興趣,拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍,等等,便于學(xué)生充分利用信息技術(shù)參與實(shí)驗(yàn)探究,穩(wěn)步提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),為優(yōu)化我國(guó)國(guó)民素質(zhì),給科學(xué)研究領(lǐng)域培養(yǎng)一批具有動(dòng)手能力的人才做好準(zhǔn)備。

        面對(duì)信息技術(shù)所帶來(lái)的各類(lèi)好處,教師應(yīng)該多研究國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),分析整合中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與信息技術(shù)的有效策略,將仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái),全面優(yōu)化中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。下面,筆者將從以信息技術(shù)組織常規(guī)理科實(shí)驗(yàn)、以信息技術(shù)管理實(shí)驗(yàn)室、以信息技術(shù)監(jiān)督學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程三個(gè)角度分析中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室與信息技術(shù)整合的有效策略。

        二、中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室與信息技術(shù)整合的策略

        1.以信息技術(shù)組織常規(guī)理科實(shí)驗(yàn)

        就目前來(lái)說(shuō),被廣泛應(yīng)用到中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的信息技術(shù)主要包括傳感器、多媒體軟件、投影一體機(jī)等。這些軟件是構(gòu)建智慧實(shí)驗(yàn)室,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的基本技術(shù)載體。在中學(xué)學(xué)校中,教師應(yīng)嘗試以信息技術(shù)組織常規(guī)理科實(shí)驗(yàn),保證每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),通過(guò)信息技術(shù)改革完善常規(guī)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,為提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)做好準(zhǔn)備。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常是通過(guò)各類(lèi)瓶瓶罐罐、夾子、酒精燈、砝碼等實(shí)驗(yàn)設(shè)備展開(kāi)的,中學(xué)生也需要利用自己的感官得出具體的結(jié)論,而中學(xué)生的主觀意象很可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)性。以信息技術(shù)組織常規(guī)教學(xué)實(shí)驗(yàn),通過(guò)數(shù)據(jù)采集器識(shí)別與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)信息,借助數(shù)字化處理軟件繪制圖像,更便于學(xué)生得出客觀而全面的結(jié)論。因此,以信息技術(shù)組織常規(guī)理科實(shí)驗(yàn)可以有效優(yōu)化理科實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。但是,在此之前,教師應(yīng)該思索如何以信息技術(shù)展開(kāi)常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作,訓(xùn)練學(xué)生的信息技術(shù)操作水平。

        在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我校教師便經(jīng)常使用微課組織化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),即教師提前錄制實(shí)驗(yàn)講解視頻,然后學(xué)生只需自行下載觀看,展開(kāi)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),為實(shí)驗(yàn)室探究行為做好準(zhǔn)備。就如在“制取氧氣”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我校教師便通過(guò)信息技術(shù)的微課制作軟件錄制了制取氧氣的整個(gè)過(guò)程,通過(guò)字幕與鏡頭切換強(qiáng)調(diào)了制取氧氣實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)。待視頻錄制完成之后,教師便將其上傳到網(wǎng)絡(luò)公眾平臺(tái)上,學(xué)生應(yīng)在我校的電子閱覽室內(nèi)自主下載觀看,熟悉制取氧氣的相關(guān)操作方法,然后再在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)展開(kāi)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探索。另外,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室操作行為,學(xué)生也可以直接在課后主動(dòng)根據(jù)微視頻進(jìn)行復(fù)習(xí),及時(shí)查漏補(bǔ)缺,穩(wěn)步提升自己的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

        2.以信息技術(shù)管理實(shí)驗(yàn)室

        實(shí)驗(yàn)室管理是中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的基本內(nèi)容,管理越精細(xì)、越完善,就越能為中學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境。在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室管理教學(xué)中,任課教師應(yīng)通過(guò)信息技術(shù)記錄完善的實(shí)驗(yàn)室使用記錄,登記實(shí)驗(yàn)設(shè)備與用品的使用情況,同時(shí)還可通過(guò)信息技術(shù)分享本校實(shí)驗(yàn)室管理現(xiàn)狀與運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理,提升實(shí)驗(yàn)效率。我們都知道,儲(chǔ)存量大、信息更新及時(shí)是信息技術(shù)的基本特征,云儲(chǔ)存、網(wǎng)盤(pán)、云盤(pán)等多種信息技術(shù)的開(kāi)發(fā)與普及更是無(wú)限擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)的信息儲(chǔ)存量,這就便于教師隨時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的使用情況登記相關(guān)信息,同時(shí)還可通過(guò)搜索學(xué)情信息進(jìn)行信息查詢,規(guī)避了常規(guī)實(shí)驗(yàn)室管理出現(xiàn)資料不足、不易保存等問(wèn)題。

        一般來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)室的信息化管理體系通常包括信息查詢、預(yù)約管理、設(shè)備授權(quán)、計(jì)算機(jī)使用時(shí)間統(tǒng)計(jì)等多種內(nèi)容,還可監(jiān)督各個(gè)儀器的工作狀態(tài),便于學(xué)生、教師與實(shí)驗(yàn)室管理員查看相關(guān)信息。中學(xué)理科實(shí)驗(yàn)室需面向全體學(xué)生,如果可以借助信息技術(shù)的“預(yù)約管理”功能,各個(gè)班級(jí)教師便可結(jié)合實(shí)際的教學(xué)需求提前預(yù)約實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)間,避免與其他班級(jí)發(fā)生沖突,保證所有的學(xué)生都可有序參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。另外,常規(guī)的理科實(shí)驗(yàn)是以班級(jí)展開(kāi)的,但是部分學(xué)生需要以實(shí)驗(yàn)滿足個(gè)人學(xué)習(xí)需求。以信息技術(shù)建立開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)室,便可保證實(shí)驗(yàn)室全天面向?qū)W生,而學(xué)生則需通過(guò)信息技術(shù)記錄自己使用實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間、所使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備與藥品等等。值得一提的是,為了切實(shí)通過(guò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理,學(xué)校應(yīng)以學(xué)校管理員、任課教師管理員與學(xué)生管理三層管理模式建立完善的實(shí)驗(yàn)室管理制度,每個(gè)人員所對(duì)應(yīng)的管理權(quán)限不盡相同。比如,學(xué)生權(quán)限包括通過(guò)信息平臺(tái)查詢實(shí)驗(yàn)儀器、申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室使用、在線交流等;教師權(quán)限則包括實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)人員分配、實(shí)驗(yàn)用品經(jīng)費(fèi)分配等;學(xué)校管理員權(quán)限則包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備維修與更新申請(qǐng)、數(shù)據(jù)修改與刪除等。

        3.以信息技術(shù)監(jiān)督學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程

        建設(shè)信息化理科實(shí)驗(yàn)室并不只作用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,還可以讓教師通過(guò)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程展開(kāi)客觀評(píng)價(jià),保證實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的客觀性與全面性。教學(xué)評(píng)價(jià)一直對(duì)教學(xué)活動(dòng)起著導(dǎo)向、激勵(lì)與查漏補(bǔ)缺的作用,但是常規(guī)的“紙筆考試”評(píng)價(jià)導(dǎo)致學(xué)生只關(guān)注最終的實(shí)驗(yàn)成績(jī),所以出現(xiàn)了部分學(xué)生死記硬背實(shí)驗(yàn)操作步驟與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不重視實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程與實(shí)驗(yàn)分析的問(wèn)題,大大降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。但是,信息技術(shù)不同,它可以監(jiān)督學(xué)生在線上操作實(shí)驗(yàn)的時(shí)長(zhǎng)、與其他人展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探討與合作交流的具體過(guò)程、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)操作誤差以及所選擇的解決辦法等各類(lèi)信息,能夠全面監(jiān)督學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究行為,便于學(xué)生根據(jù)自身的實(shí)驗(yàn)操作計(jì)劃完善個(gè)人的實(shí)驗(yàn)操作水平,切實(shí)發(fā)揮教學(xué)評(píng)價(jià)的具體功用。

        為了監(jiān)督學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室展開(kāi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體情況,本校教師會(huì)經(jīng)常用微信、QQ等與學(xué)生展開(kāi)線上交流,了解中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的真實(shí)感受,監(jiān)督學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)行為。比如,我校有一個(gè)學(xué)生十分喜歡做實(shí)驗(yàn),認(rèn)為實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃屗褚晃徽嬲目茖W(xué)家一樣經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)、證明的認(rèn)知過(guò)程。通過(guò)通信技術(shù),這個(gè)學(xué)生可隨時(shí)向所有化學(xué)教師提出教師指導(dǎo)請(qǐng)求,有空閑時(shí)間的教師應(yīng)主動(dòng)以視頻通話、語(yǔ)音通話等多種方式對(duì)學(xué)生展開(kāi)一對(duì)一的教師輔導(dǎo),幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)。另外,學(xué)生也可以通過(guò)手機(jī)自主錄制個(gè)人操作實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程,在課后回訪、檢查,分析自己的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)行為,以便及時(shí)提升自己的實(shí)驗(yàn)操作能力。這就加強(qiáng)了師生、生生互動(dòng),對(duì)提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力十分重要。通過(guò)信息平臺(tái)的學(xué)生追蹤信息,我校化學(xué)教師大力贊揚(yáng)了這個(gè)學(xué)生追求科學(xué)、敢于探究的優(yōu)良品質(zhì),希望他可以繼續(xù)保持。另外,教師還會(huì)經(jīng)常根據(jù)這個(gè)學(xué)生所操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分析這個(gè)學(xué)生所得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性,就學(xué)生的操作失誤提出專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)。

        總而言之,以信息技術(shù)建設(shè)數(shù)字化中學(xué)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。教師應(yīng)該抓住信息時(shí)代所帶來(lái)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇,通過(guò)信息技術(shù)改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)與組織形式,完善學(xué)生的實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí),提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

        參考文獻(xiàn):

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