一、问题的提出随着信息社会的到来,计算机的开发和应用正以前所未有的速度冲击着我们这个时代。把计算机技术应用于教育领域,在国外称为计算机辅助教学(CAI)和计算机管理教学(CMI)。我国有关CMI的研究刚刚起步,而对CAI的研究已进入推广和使用阶段,这标志着我国现代化教育技术手段的又一次飞跃。CAI教学的发展,在国外始于60年代行为主义学习理论所倡导的程序教学法,即根据刺激反应-强化原则,及时获取教学信息的反馈,有效地实行个别化教学。由于当时的计算机发展刚刚起步,软件开发价格昂贵,操作难度大,并未受到广泛关注。80年代,计算机技术的飞速发展,为CAI创造了有利条件,尤其是认知心理学的兴起,使CAI软件开发更侧重于应用,注重知识的条理性和结构化,强调与学习者已有的认识结构相匹配,使其在原有认知结构基础上,通过计算机的辅助达到同化和顺应,从而形成新的认知结构。近几年,由于认知心理学理论的日益成熟及多媒体计算机技术的开发,使CAI更注重于学生学习能力的形成、学习策略的掌握和提供更多的个别化教学选择。CAI的发展趋势,正顺应了现代化教学的两个基本趋势,即强调教学的主体性,强调充分发展学生的个性,全面提高学生的整体素质。目前,我国正处于“应试教育”向素质教育的转轨时期,坚持素质教育的基本观点,就要面向全体学生,即通过个体的发展,实现真正意义上的全面发展;同时,帮助学生具备各方面的基本素质,形成合理的素质结构,为学生未来发展奠定基础,使学生终身受益。而要实现个性的全面发展,必须立足于学生个体差异、因材施教,这不仅要有雄厚的知识基础,还必须掌握获取知识技能的方法,形成自学能力,这样才能适应未来社会不断变化的需要。CAI教学的主要特点,为我们进行素质教育目标的实施,提供了有益的帮助。首先,计算机信息存贮量大,处理迅速,方便的人机交互功能,提供了良好的个别化学习环境。学生能根据自己的学习能力理解和发展水平,调节学习进度和难度,真正实现因材施教。其次,计算机的模拟功能,可使抽象内容形象化,静止内容动感化,为学生创造生动、活泼、直观、有趣的教学条件;而教师的设问和强化刺激手段可极大地调动学生的学习热情,激发学习动机,形成有意注意,消除学习的疲劳和紧张。这样做既有助于学生良好的心理品质的形成,又使学生获取准确、深刻的直观感知,从而形成完整的理性认识,提高课堂教学质量。第三,CAI可以提供培养自学能力的条件。教师可根据学生已有的认识基础,构建问题情境,指导学生独立地上机学习,并辅之以必要反馈练习,及时肯定或解答,帮助学生总结学习方法,查找学习障碍,逐步提高学生自学能力和处理实际问题的能力。此外,CAI在提高课堂效率、增大课堂容量、进行全面即时性辅导、减轻学生课业负担等方面,还具有很好的功能。CAI的这些功能,决定了它在化学教学中会发挥日益重要的作用。近年来,虽然很多学校在计算机硬件的配置上下了很大功夫,但在软件的开发和利用上明显滞后于硬件的配置。而且,相当多的教师对CAI在化学教学中的应用认识不足,参与不够,对CAI化学教学模式的研究更鲜为人知。为此,结合我校CAI化学教学的开发和实践,我们对CAI化学教学模式提几点看法。
二、计算机辅助化学教学的几种模式
(一)计算机模拟教学模式CAI的模拟功能,是计算机辅助教学中较早开发和利用的一种功能。目前,很多学校的软件应用是这种教学模式。模拟教学模式,主要是指利用CAI的模拟功能把一些抽象的理论内容,或不易观察清楚、危险性较大、难于操作的实验内容,通过二维或三维动画形式,进行信息处理和图像输出,在显示屏幕上,进行微观放大,宏观缩小,瞬间变慢,短时间内调动学生多种感官参与活动,使学生获取动态图像信息,从而形成鲜明的感性认识,为进一步形成概念,上升为理性认识奠定基础。模拟教学只是教学过程中的一个环节,比传统的挂图、模型或录像都更真实地接近于事物的本来面貌,而且可反复播放,因此更有利于学生理解知识的本质,培养他们的形象思维能力,也有助于抽象思维能力的提高。CAI在化学教学中的模拟教学,主要适用于理论性和抽象性较强的内容:如原子核组成、电子云、核外电子运动、化学键中离子键、共价键形成、溶解和结晶、原电池、电解池、离子反应和离子方程式、NH3分子结构、有机官能团的结构等。另一方面适用于实验难以操作、危险性大而观察不明显的内容,例如,溴苯制备、氢气还原氧化铜、氨氧化、乙酸乙醋水解等。此外,工业生产知识内容,如硫酸、硝酸工业制法,炼铁也可制成CAI课件进行教学。
(二)多媒体综合教学模式计算机可以控制多种教学媒体,这是其优于其它教学媒体的特殊功能。实际上,传统教学模式的教学中,教师上课也有声音、形象、板书、文字
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