中学化学教学设计｜现代媒体运用的有效成果

现代教学媒体是指利用现代技术，特别是信息技术承载和传递教学信息的工具。它由两个相互联系的要素构成：一是硬件或现代教学设备，即用于储存和传递教学信息的多种教学机器；二是软件，即录制或承载教学信息的各种片、带和软盘。化学教学中常用的现代教学媒体有：视觉媒体——投影、幻灯等；听觉媒体——录音等；视听媒体——多媒体系统、录像、电影、电视和交互媒体等。

一般认为，信息技术的内涵包括两个方面，一方面是手段，即各种信息媒体是一种物化形态的技术；另一方面是方法，即运用信息媒体对各种信息进行采集、加工、存储、交流、应用的方法，是一种技能形态的技术。^[11]随着信息时代的到来，以个人电脑、网络技术和多媒体传播技术为主要内容的现代信息技术给人类社会带来革命性变革，也带来教育的信息化——由基于印刷技术的教育走向基于电子技术的教育。教育信息化的核心内容是信息技术与学科教学的整合。与传统教学相比，基于信息技术环境下的学科教学具有跨时空、大信息量、交互性和个性化的特点，具有方便的学习资源以及获取资源的方式。在这样的环境中，教师、学生的角色发生变化，教与学的方式有较大改变，最终涉及教学结构的变革。《基础教育课程改革纲要》指出，要“大力推进信息技术在教学过程中的普遍运用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有利的学习工具”。

一、化学教学中的多媒体技术

现代化的化学教学离不开信息技术资源的支持与参与，多媒体以其信息传递的快捷性、知识更新的便利性、媒体内容与形式的新颖性走进化学课堂，这种教学通常称为多媒体辅助教学。这是基于多媒体演示环境的化学教学，是在课堂教学中教师充分利用多媒体计算机、投影仪、视频展示仪、录像机、录音机、VCD等组合媒体，创设理想的教学环境，引导学生积极主动地参与课堂教学，使学生通过自主观察、独立思考、合作探索、互相协商，主动建构知识，养成主动质疑、观察、分析、归纳的学习意识。

多媒体辅助教学与常规教学联系最紧密，是信息技术与化学课程整合最基本的一种形式。本书仅对化学课堂上用处最大、便于教师使用的两种主要媒体及其运用进行讨论。

1.实物投影仪及其运用

在我国中学教室里实物投影仪的配置非常普遍，化学教师在课堂教学中使用实物投影仪，主要是用于投影学生的探究方案、作业、试卷等，供师生共同讨论或订正，使用的频率并不高。其实，实物投影仪在化学教学中的作用非常大，除了可以通过投影书面学习材料，增大学生的视觉感知，引起学生有意注意外，还有助于化学实验教学效果的提高。化学教学离不开化学实验，可是诸如电子天平（或托盘天平）、简易启普发生器、滴定管、容量瓶、量筒等一些实验仪器，因体积不大，刻度精细，在大班授课情况下很难让所有学生认识仪器和学会仪器的正确使用方法；大部分化学实验因受限于仪器体积较小、实验现象过于细微，教学演示时妨碍学生的观察和认识；有的化学实验，如铜分别与浓硝酸、稀硝酸的反应，只有在对比中才能凸显它们的差别。教师可以通过改变实物投影仪上方放映镜头的方向、位置，将实验仪器的关键部位、实验现象放大，让全体学生都能观察得一清二楚。初学过滤、灼烧、定容、滴定、水浴加热等实验操作时，因操作要求高，学生理解和学会有困难，教师同样可以巧用实物投影仪把操作过程的细节和要求放大，准确、清晰地呈现在全体学生面前，供模仿学习。随着信息技术的进步，摄像头、iPad、手机都可以与计算机连接，用于放大相关的信息。

有位教师在实验室中给初三学生上了这样一节课“物质分离的一种方法——过滤”，她的教学过程如下：

①教师提出学习任务：让浑浊的水变澄清；

②教师边演示边借助PPT，用文字和图片辅助，一步步详细介绍过滤器的制作和过滤的操作方法，并再三强调过滤操作的要求：一贴、二低、三靠；

③布置学生实验的具体步骤——向浑浊的水中加明矾，然后过滤，并提出观察要求；

④学生分组实验。

教师的讲述非常清楚、详尽，演示也很规范，可是一进入学生分组实验阶段，笔者却发现全班近三分之二学生或者没有动手或者手拿漏斗不知所措。究其原因，刚学化学不久，对学生而言“过滤”步骤多，要求高，比较复杂，虽然教师边讲边演示了一遍，但是学生群体中的大多数既没能记住怎样一步步制作过滤器，也不清楚过滤操作怎样才能到位。如果教师能将制作过滤器、过滤操作进行分解，从动作的分解到动作的组合，改用实物投影仪把教师的演示放大，让学生边听讲边跟着模仿学习，然后再独立操作，相信效果一定会大不一样。有的教师出于对学生实验操作困难的估计，还事先拍摄从分解动作到组合动作、从不连贯动作到连贯动作等实验操作全过程录像，当学生动手实验时，在教室大屏幕上循环播放，为学生提供操作指导，这种做法值得提倡。

2.多媒体课件及其运用

（1）多媒体课件在化学教学中的主要应用

当前中学化学课堂上多媒体课件的使用是最为普遍的。多媒体课件在化学教学中独特的作用主要有四个方面。

第一，呈现无法感知的微粒结构与变化过程，变“看不见”为“看得见”。化学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的基础自然科学，可是微粒、晶体的结构以及微粒之间真实的变化过程，中学生是无法看到的。通过多媒体课件可以展示各种微粒结构模型、动态变化过程的模拟、从不同视角的观察结果、最新的相关科研成果等，帮助学生正确认识和理解。例如，IBM公司的科学家于1989年用隧道扫描电子显微镜将35个氙原子在单晶镍上重新排列成“IBM”三个字母（如图6-6所示）；2009年利用原子力显微镜拍摄到的单个并五苯分子的照片（如图6-7所示）；2009年乌克兰科学家首次拍摄到的原子核外电子云的图片（如图6-8所示），将它们植入课件，帮助学生“触摸微观世界”，感受化学之真，科学之美。

图6-6　单晶镍上的氙原子（1989年）

图6-7　并五苯分子照片（，2009年）

图6-8　2009年乌克兰科学家首次拍摄到的电子云图片

借助动画，模拟物质的溶解过程、可逆过程达到化学平衡等微观过程，化抽象为具体，仿佛“身临其境”，大大降低认知难度。

第二，展示难以感知的化学事实，变“看不清”为“看得清”。化学学习中常需要在大量事实基础上抽象得出结论，但是因化学过程比较复杂、实验的影响因素多、对实验环境有特殊要求等，造成学生在规定学习时间内的感知困难。例如，各具特色的一百多种元素的性质有没有联系？有怎样的联系？如果将实验数据转化成课件上的图线，再移动相关图线找规律，就能生动地促进学生的感知（参见第三章第三节案例二）。

化学实验过程中往往出现的现象多、时间短、比较细微，对观察的要求高，如果采用一定的技术手段放大即时实验现象，或将精心拍摄的录像插入课件，或采取放大实验的关键部分、慢放、定格、重复播放等手段，效果往往十分理想。有的实验慢、耗时长，如甲烷的氯代反应、电泳实验、从饱和碳酸钠溶液中析出碳酸氢钠……可用课件将中间过程压缩后呈现实验录像；有的实验污染严重，有的比较危险，可播放在安全环境下拍摄的录像或用多媒体模拟演示；有的实验的影响因素多，过程不易控制，学生在课堂上的实验难免有失败，利用课件给予指导或转播他人的成功实验……

第三，显示学生探究学习中的典型事件，引导探究深入开展。在学生探究性学习活动中，多媒体课件除了在创设情境方面独树一帜外，还十分有利于处理丰富的课堂生成。理想的课件可以及时播放在学生学习过程中录制的问题、失败、成功、灵感，把它们转化成后续课程资源，引导探究活动的方向，指导学生在解决问题过程中积累经验、锻炼能力。

第四，展现化学与生产、生活、社会、科技发展的联系。化学的学科特色决定其与现代人的生活、社会发展休戚相关，化学史实中富含对学生进行素质教育的素材。借助课件中丰富的图片、视频资料、模拟动态化工生产流程等，可以把化学课堂与生活、生产、科技、社会、环境相连，更多地赋予化学学习以意义。

（2）化学多媒体课件的制作与运用注意

化学多媒体课件的制作要从教学需要出发，综合资源设计、工具设计和模板设计。在制作和运用中要注意：

第一，信息要真实、科学。多媒体运用于课堂应以不影响化学的真实性、科学性、完整性，符合学生的思维特点为原则。课件中的数据、概念、原理都应准确无误、科学严谨。离开真实性和科学性，再漂亮的画面、再高超的技术，对化学教学也是毫无价值的。别人的课件切忌拿来便用。

第二，信息适量，使用恰当。化学课堂上使用多媒体的根本目的在于使教学效果更好。因此凡是用常规方法就可以很清晰、完整地在课堂上演示或展现出来的化学，没有必要使用课件；只有当用常规方法不能很好解决问题时，采用多媒体课件辅助教学才是必要的。请看下列案例：

【案例1】

“盐和肥料（第一课时）”多媒体课件设计片段

教材：《化学 九年级第二学期（试用本）》第六章第二节，上海教育出版社

PPT-1：

新课讲授

一、盐的组成

1.盐的组成：由金属元素或铵根和酸根组成的化合物称为盐。

例如：KCl、CaCO3、BaSO4、NH4NO3

PPT-2：

形成性练习

请分析判断：

1.CuSO4和Na2CO3是否属于盐？

2.CuSO4·5H2O和Na2CO3·10H2O是否属于盐？

【评析】

这两张PPT想解决的问题是帮助学生从组成上认识盐的概念。在学生前期化学学习的基础上可以充分发挥信息技术作用，目的是想在激发学生联想、提取长时记忆中的相关内容方面下工夫以利于设计好课件。可惜，这个案例让我们看到的仅仅是电子“黑板”。教师虽然使用了多媒体技术，但是没有体现多媒体技术的优势，这种情况在化学“家常课”中并不少见。学生观看电子化板书，反而缺少个性化回味思考的机会，这是我们所希望的吗？！

由于多媒体技术能综合处理语言、文字、动画、声音等信息，而且处理的信息容量是常规教学难以比拟的，因此运用多媒体辅助教学应该有利于教学容量的增大和课的密度的提高。但是，有些教师增加的内容过多，教学容量过大，导致课堂上学生还没有从容看完屏幕上显示的内容，教师已经点击呈现后面的学习材料了，学生忙于观看课件内容而无暇顾及对学习内容的思考，很多知识只是在头脑中一扫而过，对知识间的联系更无从发现和认识。因此，制作和运用多媒体课件时要合理控制教学容量，注意留给学生充分进行自主思考、讨论探究的时间和机会。

第三，信息呈现要顺应学生的学习节奏。在使用多媒体课件辅助教学时容易出现下列情况：①显示过快。由于PPT中材料丰富而课时紧张，教学现场一般是读PPT上的文字，甚至只来得及让学生浏览一遍，与板书相比，速度快。②注意焦点不清晰。课堂上教师往往是边讲边展示课件，学生常常有“不知道是听好还是观看屏幕好”的困惑，不知道何时记和如何记，导致学习中必要信息的流失。③思维与回味有阻碍。有时一个问题的解决或推导过程可能在一张PPT上无法完成——高年段教学中更多见，出现第二张PPT时，第一张已消失，容易造成学生思维不连续、回味困难等，影响学习效果。即便有学生课后将课件拷贝再读，也由于错失实时记忆而对学习效果产生一定负面影响。

在使用多媒体辅助教学时，教师眼中首先不应是教学形式与手段的新颖、内容的丰富，而应是学生学习的实效，让教学节奏顺应学生的思维节奏，并通过手势、激光笔等指示学生关注的焦点，还可以在PPT的一角标注“质疑”“合作学习”等字样，向学生提供学习方法的心理暗示。

二、化学教学中的网络技术

信息技术的发展，将古今中外全人类的智慧汇聚到网络系统中，为学生提供无限丰富的信息资源。基于网络环境的化学教学可以突破常规教学和多媒体在资源、距离、规模上的限制，为学生的自主学习，尤其是自主探究创造更多条件。学生可以利用网络资源了解前人已经进行了哪些研究，由此决定自己需要探究的问题，明确问题解决的思路；通过网络收集、处理有关资料，分析、研究问题的解决；实现师生、生生之间包括在线交流等更广泛、更频繁的互动和资源共享。

与多媒体辅助教学相比，基于网络环境的化学教学更加突出学生学习的自主性、探究性和合作性，从根本上改变传统教学中教师的中心地位。基于网络环境的化学教学还具有个别化学习功能，学生可以根据需要决定学习的进度、时间和地点。当学生直接通过教学媒体进行学习时，教师就有更多机会加强个别指导，因材施教，促进学生的自主发展。

化学教师要因地制宜积极开展将网络技术与化学教学整合的尝试和积累。例如，上海市晋元高级中学陆高原老师应用局域网技术在学校BBS上开设个人教学网站，用于化学课堂教学和组织学生开展探究性学习活动。他把学校计算机房淘汰的几台计算机搬到实验室，将学生异质分组。例如，在上新授课“铁的化合物”时[《化学　高二第一学期（试用本）》第九章，上海科学技术出版社]，通过教学分析，他从教材中提炼出“如何防止+2价铁化合物被氧化”的主题，组织学生展开探究活动。课前他设计了“铁和铁合金”“实验报告平台”“交流平台”“仿真实验室”“评价平台”等栏目，在BBS上建好基于学生机的网站——“铁的故事园”。

上课时，教师三言两语，让学生上网浏览，唤起已有知识，为探究作好铺垫；登录“从补血剂了解铁的化合物”，明确探究学习的任务和要求。

图6-9　“铁的故事园”之首页

探究活动中“实验报告平台”“仿真实验室”，为全体学生的思维活动开拓了一个比较大的空间，尤其是观察、思维等探究活动的主要环节得以充分展开，同时也为学生赢得开展自主学习活动更加充裕的时间。“交流平台”使生生、师生之间除了直接对话还有网上交流；组与组之间既有交流和支持，又有竞争，拓展思维碰撞、合作学习的频率和空间。在此过程中，教师通过巡视或查看网页及时了解各小组甚至每个学生的学习情况，及时采取有效的导学策略，呈现大班化教学中进行个别化教育的一种雏形。

对重要实验的关键步骤，陆老师采用制作精良的录像进行指导。他的录像播放也很有特色：教室的大屏幕和学生的电脑上都可以播放，学生有机会在自己小组的电脑上回放有疑问之处。

陆老师的“作业平台”上有规定作业和自选作业，供学生选择。

他的这些做法进一步调动学生的学习积极性，使课堂上生生、师生之间的交流特别快捷、便利，互动的密度增大，虽然课的容量不小，教学的有效性却大大提高。

又如，上海市第三女子中学王珊珊老师利用学校良好的网络环境和iPad资源，进行了不少有创意的教学设计。

【案例2】

“氯、溴、碘化学活泼性的探究”教学过程设计

教材：《化学　高一年级第一学期（试用本）》第二章第三节，上海科学技术出版社

设计者：上海市第三女子中学　王珊珊

（续表）

【评析】

王珊珊老师的设计有两大亮点，其一，仅通过给出的实验试剂，对实验范围作出一定限定，放手让学生经历完整的实验探究，并利用手中iPad的记录功能，通过网络投影在大屏幕上，供全班学生共享和评价，学生学习的自由度大、自主性强、交流频率高，探究学习能力得到充分锻炼。其二，充分利用iPad中的移动图书馆等网络资源，适当拓展学生的学习视野，恰到好处地帮助学生树立“结构决定性质”的化学学科思想。

社会在发展，科技在进步，微课、MOOC等信息技术应用于教育教学的新形式已然出现。今天的化学教师要对计算机和网络信息技术在教学中的应用展开积极研究，注意学习新技术、新形式、新设备，开发它们的使用价值。

无论是现代教学媒体还是传统教学媒体，其功能都是信息存储和传播的工具和中介。各种媒体都有其最适宜使用的场合，在每种场合都有最适宜采用的媒体；每种媒体也都有其局限性，而这种局限性可以被其他媒体弥补。所以，在进行教学设计时要紧密结合具体教学内容和学生特点、教师自身的风格，对教学媒体进行选择和优化组合。要遵循有效、可靠、方便、经济原则选择教学媒体，考虑媒体间的空间组合、时间组合、内容组合、过程组合和师生活动方式，在动态中进行调试，以求达到最佳组合状态，优化教学过程，不断提高教学效益。