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信息技術(shù)與中學(xué)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)整合的方案
一、課題背景二十一世紀(jì)是知識(shí)創(chuàng)新的時(shí)代，造就創(chuàng)新人才振興國運(yùn)已被人們所共識(shí)。要培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)新能力、造就創(chuàng)新人才，關(guān)鍵是逐步培養(yǎng)和形成創(chuàng)新人格（個(gè)性）。有創(chuàng)新人格的人才具有創(chuàng)新精神，才會(huì)積極地、自主地樹立創(chuàng)新意識(shí)、提出創(chuàng)新要求，才會(huì)以持久的熱情、堅(jiān)強(qiáng)的意志，不斷去探索、去開拓、去創(chuàng)造。
美國著名心理學(xué)家威廉·詹姆斯曾說過：“你播種行為就會(huì)收獲習(xí)慣；你播種習(xí)慣就會(huì)收獲性格；你播種性格，就會(huì)收獲命運(yùn)�！被瘜W(xué)教育是以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心的素質(zhì)教育的學(xué)科之一。應(yīng)積極滲透培養(yǎng)創(chuàng)新人格的教育思想，積極開發(fā)學(xué)生的智慧潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新人格。
以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)對現(xiàn)代教育已產(chǎn)生了深刻的影響，它將導(dǎo)致教育思想、教學(xué)理論、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段的重大變革。這種變革為我國基礎(chǔ)教育實(shí)現(xiàn)“三個(gè)面向”的目標(biāo)提供了極好的機(jī)遇，也為全面推進(jìn)素質(zhì)教育開辟了燦爛的前景。應(yīng)用現(xiàn)代成熟的教育學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知學(xué)以及視聽教學(xué)理論、學(xué)習(xí)理論、傳播學(xué)理論和系統(tǒng)科學(xué)理論等先進(jìn)的教育思想和教育經(jīng)驗(yàn)結(jié)合日益發(fā)展的信息技術(shù)研究中學(xué)化學(xué)教學(xué)教學(xué)方法是我們迫切需要解決的問題。
二、信息技術(shù)與中學(xué)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論教學(xué)整合的實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容
所謂整合，是指信息技術(shù)與教學(xué)或課程的結(jié)合。我國計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)經(jīng)歷了幾個(gè)階段，最先是對學(xué)生進(jìn)行課程練習(xí)，課程輔助軟件為主體單機(jī)自學(xué)模式和以自制課件或積為主體的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展后出現(xiàn)了網(wǎng)上教學(xué)模式。但是我們認(rèn)為這些模式還不能充分體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性，還不能充分體現(xiàn)信息技術(shù)的優(yōu)勢�；瘜W(xué)基本理論和元素化合物的知識(shí)（包括有機(jī)化合物）構(gòu)成了中學(xué)化學(xué)教學(xué)的主要內(nèi)容�；纠碚撆c元素化合物知識(shí)之間相互聯(lián)系、協(xié)同促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)能力的發(fā)展。在教學(xué)中基本理論起著貫通元素化合物知識(shí)，激活思路，理解本質(zhì)的主導(dǎo)作用�；纠碚摰膶W(xué)習(xí)會(huì)加深對元素化合物知識(shí)的理解，使其系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，促進(jìn)知識(shí)的聯(lián)想、遷移和應(yīng)用。學(xué)生抽象思維能力的形成和發(fā)展，分析解答化學(xué)問題能力的提高，辯證唯物主義思想和科學(xué)方法的形成，都與化學(xué)基本理論的教學(xué)密切相關(guān)，物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論部分教學(xué)內(nèi)容在第二學(xué)期，我校是廣東省一級(jí)學(xué)校，通過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已具有了一定的計(jì)算機(jī)知識(shí)和操作能力，為此選擇信息技術(shù)與中學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)整合思路并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究是切實(shí)可行的。
整合過程不只是簡單的課件展示或上網(wǎng)學(xué)習(xí)，而是在教學(xué)活動(dòng)中教師與學(xué)生都充分應(yīng)用信息技術(shù)。例如，教師用文字處理軟件生成將要發(fā)給學(xué)生的材料；用數(shù)據(jù)庫軟件保存學(xué)生的報(bào)告；用電子表格記錄學(xué)生的成績；定期的從因特網(wǎng)上獲取其他教師教學(xué)思想，并通過E-mail和其他學(xué)校的老師保持聯(lián)系，等等。學(xué)生上網(wǎng)查閱和收集資料；制作電子演示文稿或網(wǎng)頁展示自己的作業(yè)；通過網(wǎng)絡(luò)與同學(xué)、老師交流問題；用數(shù)碼相機(jī)或掃描儀采集圖片等等。
其次在教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)使他們積極地參與到學(xué)習(xí)中，促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的有效理解，并且產(chǎn)生他們自己的知識(shí)，達(dá)到他們的學(xué)習(xí)目的。對教師來說，面臨的挑戰(zhàn)是找到合適的方法實(shí)施教學(xué)活動(dòng)，并且教授學(xué)校規(guī)定的那些復(fù)雜的課程，以達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
高中化學(xué)新教材物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論部分內(nèi)容
（一）、必修教材內(nèi)容
第1部分：原子序數(shù)核素同位素核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)核外電子排布規(guī)律的初步知識(shí)隨著原子序數(shù)的遞增，原子核外電子排布的周期性與元素性質(zhì)遞變的關(guān)系
第2部分：元素周期律元素周期表（長式）周期和族元素周期表的應(yīng)用元素周期律的發(fā)現(xiàn)
第3部分：化學(xué)鍵離子鍵和離子化合物共價(jià)鍵和共價(jià)化合物極性鍵和非極性鍵極性分子和非極性分子分子間作用力
（二）、選修教學(xué)內(nèi)容
第4部分：H2O、NH3、HF中的氫鍵離子晶體(以NaCl為例）原子晶體（以金剛石、SiO2為例）分子晶體（以干冰為例）金屬晶體各類晶體的模型（微粒和微粒間的相互作用）和性質(zhì)的一般特點(diǎn)晶體的類型與物質(zhì)熔點(diǎn)、硬度、溶解性、導(dǎo)電性等的關(guān)系
三課題研究進(jìn)度安排
㈠實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)
(1)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)
在活動(dòng)中，根據(jù)教材物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容的分類方法，掌握知識(shí)內(nèi)容和知識(shí)體系，了解基本原理應(yīng)用于元素及其化合物的學(xué)習(xí)。深入理解微觀結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)對物質(zhì)性質(zhì)的影響。
學(xué)會(huì)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)和參考書進(jìn)行文字、圖片及動(dòng)畫等資料的查找和收集，學(xué)會(huì)使用數(shù)碼相機(jī)或掃描儀結(jié)合相關(guān)軟件進(jìn)行圖片制作，較熟練地運(yùn)用網(wǎng)頁制作工具制作網(wǎng)頁。
學(xué)會(huì)與同伴進(jìn)行合作，綜合比較、對比分析問題，使用幾種技術(shù)資源研究問題，收集和綜合信息。
(2)教學(xué)活動(dòng)形式
本活動(dòng)是教師與學(xué)生一起建立一個(gè)以物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)為主題的小型資源庫。在建站過程中分小組收集和制作相關(guān)素材，查找有關(guān)1-36號(hào)元素的結(jié)構(gòu)、單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)、用途及相關(guān)的一些科學(xué)家的生評介紹和科學(xué)研究方法，有關(guān)元素單質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、分類、微觀結(jié)構(gòu)等知識(shí)內(nèi)容。再將根據(jù)知識(shí)的分類方法制作網(wǎng)頁，將網(wǎng)頁在同學(xué)間進(jìn)行交流以促進(jìn)學(xué)生對知識(shí)的理解，最后進(jìn)行相互鏈接建立資源庫。
㈡教學(xué)活動(dòng)過程
第一階段
1調(diào)查學(xué)生對信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，學(xué)生具有的硬件情況和學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用水平、能力情況。
2向?qū)W生布置研究計(jì)劃和要求，劃分實(shí)驗(yàn)小組，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行分工。
要求資源庫中必需包含如下內(nèi)容（其它內(nèi)容自選）：中學(xué)化學(xué)有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的知識(shí)；中學(xué)化學(xué)中介紹的科學(xué)家的生評及元素發(fā)現(xiàn)史，涉及的全部常見晶體；部分與教材關(guān)系不大但在生產(chǎn)、生活中有較大用途的晶體；現(xiàn)代化學(xué)新發(fā)現(xiàn)的晶體；特殊的晶體等；每種晶體的所屬類別、外觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)（圖片或動(dòng)畫）、典型物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、重要的用途；中學(xué)化學(xué)涉及的有關(guān)晶體的典型試題及分析。
3收集、制作的資料以磁盤方式或發(fā)電子郵件(rpljj@pub.chaozhou.gd.cn)提交，提交的資料中必需注明提交人姓名、學(xué)號(hào)、資料來源（網(wǎng)絡(luò)、圖書、自制等）。
4班級(jí)分組：以小組為單位(共9個(gè)小組），分別收集、制作如下幾方面的相關(guān)資料（并同時(shí)收集有關(guān)晶體的資源庫及地址）：中學(xué)化學(xué)教材中以上選定的四個(gè)部分的內(nèi)容及有關(guān)試題及分析。
5人員的分工：策劃部：負(fù)責(zé)對本組研究內(nèi)容進(jìn)行總體規(guī)劃和分工，小組成員團(tuán)結(jié)協(xié)作，互相幫助，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)；工程部：負(fù)責(zé)具體制作網(wǎng)頁以及解決在實(shí)驗(yàn)過程中的一些技術(shù)性問題。美工部：負(fù)責(zé)制作圖片、動(dòng)畫等；信息部：負(fù)責(zé)收集、整理數(shù)據(jù)，文字?jǐn)?shù)據(jù)的錄入。
第二階段：
學(xué)生利用各種有效的途徑（實(shí)物攝影、掃描圖片、查閱教材及參考書、利用互聯(lián)網(wǎng)等）收集有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的各種文字、圖片、動(dòng)畫及聲音資料。
第三階段
1網(wǎng)頁制作講座。講座以介紹網(wǎng)頁制作軟件FrontPage2000基本應(yīng)用為主，通過5－7課時(shí)的教學(xué)時(shí)間使大部分學(xué)生能利用這個(gè)軟件制作一個(gè)有關(guān)晶體頁面。講座內(nèi)容包括頁面布局；文本的修飾；圖片和動(dòng)畫的導(dǎo)入及處理；超級(jí)鏈接；表格的應(yīng)用；構(gòu)造框架、層和簡單的動(dòng)畫（選講）。至于對資源庫的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，由實(shí)驗(yàn)班級(jí)中的計(jì)算機(jī)制作高手來完成。
2對收集的資料進(jìn)行分類整理。
第四階段
1每組制作1－3種物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)網(wǎng)頁。
2課堂上展示個(gè)人制作的頁面并進(jìn)行相應(yīng)的解說。
第五階段
1組織部分學(xué)生進(jìn)行資源庫的總體設(shè)計(jì)、頁面的鏈接及上傳。
2調(diào)查在信息技術(shù)在教學(xué)活動(dòng)整合過程中，學(xué)生解決問題的思想、行為和方法。
針對評價(jià)內(nèi)容，觀察或用測試的方法，確定每個(gè)學(xué)生達(dá)到的程度，建立學(xué)生檔案袋。學(xué)生個(gè)人檔案內(nèi)容包括“學(xué)生對信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)相關(guān)調(diào)查”（實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后各一份）；實(shí)驗(yàn)前、后學(xué)生在學(xué)科上的學(xué)習(xí)情況學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提供的各種信息；學(xué)生所在小組完成的相關(guān)頁面；在在實(shí)驗(yàn)過程中，教師、組長和組員對該生的評價(jià)；實(shí)驗(yàn)過程中，有關(guān)這個(gè)學(xué)生的照片、文字及錄像資料等。
四研究課題的工具和資源
1、硬件：數(shù)碼照相機(jī)，掃描儀，錄音筆，計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，多媒體展示設(shè)備。
2、軟件：網(wǎng)頁制作軟件Frontpage2000中文版或Word2000;圖片處理軟件Photoshop5.0中文版；動(dòng)畫制作軟件Flash5.0中文版及GIFAnimator4.0;上傳工具CuteFTP。
3、資源庫：
中學(xué)化學(xué)微觀結(jié)構(gòu)虛擬世界：http://www.swyz.fj.cn.net/yz_cai/hjf/structure.htm。
中國科普博覽：http://www.kepu.ac.cn/mineral/sight/。
人工晶體研究院：http://www.risc.com.cn。
化學(xué)園地之物質(zhì)結(jié)構(gòu)：http://go8.163.com/~chemfield。
用“晶體、原子、分子結(jié)構(gòu)等”作關(guān)鍵詞到雅虎、新浪網(wǎng)、搜狐等去進(jìn)行搜索。
學(xué)生用主要參考書：《化學(xué)能力培訓(xùn)指南》；《中華學(xué)生科普文庫》；《化學(xué)與現(xiàn)代文明》；《藥物學(xué)》；《金屬元素中的化學(xué)》；《礦物學(xué)》；《無機(jī)化學(xué)》；《中國大百科全書》等。
其它：學(xué)�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室；本地礦業(yè)部門；本地珠寶、首飾行。
4教師、學(xué)生應(yīng)具備的信息技術(shù)技能
教師：利用互聯(lián)網(wǎng)查閱資料；電子郵件的收發(fā)；制作資源庫的系列技能（規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制作及資源庫的發(fā)布）；圖片的處理及動(dòng)畫的制作；掃描儀、數(shù)碼照（攝）相機(jī)、投影儀的使用。
學(xué)生：利用互聯(lián)網(wǎng)查閱資料；電子郵件的收發(fā)；簡單網(wǎng)頁的制作；利用掃描儀、數(shù)碼照（攝）相機(jī)等工具及軟件制作簡單的圖片或動(dòng)畫。
五預(yù)期效果
學(xué)生通過在教師指導(dǎo)下，從選定和確定研究專題，以小組合作的方式進(jìn)行課題的研究，主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。通過這樣的活動(dòng)形式達(dá)到如下目的：
①使學(xué)生了解科學(xué)探究過程；
②獲得探究體驗(yàn)；
③養(yǎng)成自主探究、創(chuàng)新的意識(shí)和習(xí)慣；
④形成和發(fā)展創(chuàng)新能力、獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、信息搜集和加工、應(yīng)用等能力；
⑤解決問題
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