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信息技術與中學化學物質結構理論教學整合的方案
一、課題背景二十一世紀是知識創(chuàng)新的時代，造就創(chuàng)新人才振興國運已被人們所共識。要培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)新能力、造就創(chuàng)新人才，關鍵是逐步培養(yǎng)和形成創(chuàng)新人格（個性）。有創(chuàng)新人格的人才具有創(chuàng)新精神，才會積極地、自主地樹立創(chuàng)新意識、提出創(chuàng)新要求，才會以持久的熱情、堅強的意志，不斷去探索、去開拓、去創(chuàng)造。
美國著名心理學家威廉·詹姆斯曾說過：“你播種行為就會收獲習慣；你播種習慣就會收獲性格；你播種性格，就會收獲命運。”化學教育是以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力為核心的素質教育的學科之一。應積極滲透培養(yǎng)創(chuàng)新人格的教育思想，積極開發(fā)學生的智慧潛能，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新人格。
以計算機為核心的信息技術對現代教育已產生了深刻的影響，它將導致教育思想、教學理論、教學模式、教學方法、教學手段的重大變革。這種變革為我國基礎教育實現“三個面向”的目標提供了極好的機遇，也為全面推進素質教育開辟了燦爛的前景。應用現代成熟的教育學、心理學、認知學以及視聽教學理論、學習理論、傳播學理論和系統(tǒng)科學理論等先進的教育思想和教育經驗結合日益發(fā)展的信息技術研究中學化學教學教學方法是我們迫切需要解決的問題。
二、信息技術與中學化學物質結構理論教學整合的實驗研究內容
所謂整合，是指信息技術與教學或課程的結合。我國計算機輔助教學經歷了幾個階段，最先是對學生進行課程練習，課程輔助軟件為主體單機自學模式和以自制課件或積為主體的計算機輔助教學模式，網絡技術發(fā)展后出現了網上教學模式。但是我們認為這些模式還不能充分體現學生的主動性，還不能充分體現信息技術的優(yōu)勢�；瘜W基本理論和元素化合物的知識（包括有機化合物）構成了中學化學教學的主要內容�；纠碚撆c元素化合物知識之間相互聯(lián)系、協(xié)同促進學生認識能力的發(fā)展。在教學中基本理論起著貫通元素化合物知識，激活思路，理解本質的主導作用�；纠碚摰膶W習會加深對元素化合物知識的理解，使其系統(tǒng)化、網絡化，促進知識的聯(lián)想、遷移和應用。學生抽象思維能力的形成和發(fā)展，分析解答化學問題能力的提高，辯證唯物主義思想和科學方法的形成，都與化學基本理論的教學密切相關，物質結構理論部分教學內容在第二學期，我校是廣東省一級學校，通過一個學期的學習，學生已具有了一定的計算機知識和操作能力，為此選擇信息技術與中學物質結構教學整合思路并進行相關實驗研究是切實可行的。
整合過程不只是簡單的課件展示或上網學習，而是在教學活動中教師與學生都充分應用信息技術。例如，教師用文字處理軟件生成將要發(fā)給學生的材料；用數據庫軟件保存學生的報告；用電子表格記錄學生的成績；定期的從因特網上獲取其他教師教學思想，并通過E-mail和其他學校的老師保持聯(lián)系，等等。學生上網查閱和收集資料；制作電子演示文稿或網頁展示自己的作業(yè)；通過網絡與同學、老師交流問題；用數碼相機或掃描儀采集圖片等等。
其次在教學活動中，學生運用信息技術使他們積極地參與到學習中，促進學生對所學知識的有效理解，并且產生他們自己的知識，達到他們的學習目的。對教師來說，面臨的挑戰(zhàn)是找到合適的方法實施教學活動，并且教授學校規(guī)定的那些復雜的課程，以達到國家規(guī)定的標準。
高中化學新教材物質結構理論部分內容
（一）、必修教材內容
第1部分：原子序數核素同位素核外電子運動的特點核外電子排布規(guī)律的初步知識隨著原子序數的遞增，原子核外電子排布的周期性與元素性質遞變的關系
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用元素周期律的發(fā)現
第3部分：化學鍵離子鍵和離子化合物共價鍵和共價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）、選修教學內容
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）和性質的一般特點晶體的類型與物質熔點、硬度、溶解性、導電性等的關系
三課題研究進度安排
㈠實驗的學習目標
(1)實驗的學習目標
在活動中，根據教材物質結構教學內容的分類方法，掌握知識內容和知識體系，了解基本原理應用于元素及其化合物的學習。深入理解微觀結構及結構對物質性質的影響。
學會應用網絡和參考書進行文字、圖片及動畫等資料的查找和收集，學會使用數碼相機或掃描儀結合相關軟件進行圖片制作，較熟練地運用網頁制作工具制作網頁。
學會與同伴進行合作，綜合比較、對比分析問題，使用幾種技術資源研究問題，收集和綜合信息。
(2)教學活動形式
本活動是教師與學生一起建立一個以物質結構知識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素材，查找有關1-36號元素的結構、單質及其化合物的性質、用途及相關的一些科學家的生評介紹和科學研究方法，有關元素單質的物理性質、化學性質、分類、微觀結構等知識內容。再將根據知識的分類方法制作網頁，將網頁在同學間進行交流以促進學生對知識的理解，最后進行相互鏈接建立資源庫。
㈡教學活動過程
第一階段
1調查學生對信息技術在教學中的應用的認識，學生具有的硬件情況和學生的信息技術應用水平、能力情況。
2向學生布置研究計劃和要求，劃分實驗小組，根據實驗要求進行分工。
要求資源庫中必需包含如下內容（其它內容自選）：中學化學有關物質結構理論的知識；中學化學中介紹的科學家的生評及元素發(fā)現史，涉及的全部常見晶體；部分與教材關系不大但在生產、生活中有較大用途的晶體；現代化學新發(fā)現的晶體；特殊的晶體等；每種晶體的所屬類別、外觀結構和微觀結構（圖片或動畫）、典型物理性質和化學性質、重要的用途；中學化學涉及的有關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、學號、資料來源（網絡、圖書、自制等）。
4班級分組：以小組為單位(共9個小組），分別收集、制作如下幾方面的相關資料（并同時收集有關晶體的資源庫及地址）：中學化學教材中以上選定的四個部分的內容及有關試題及分析。
5人員的分工：策劃部：負責對本組研究內容進行總體規(guī)劃和分工，小組成員團結協(xié)作，互相幫助，共同完成實驗任務；工程部：負責具體制作網頁以及解決在實驗過程中的一些技術性問題。美工部：負責制作圖片、動畫等；信息部：負責收集、整理數據，文字數據的錄入。
第二階段：
學生利用各種有效的途徑（實物攝影、掃描圖片、查閱教材及參考書、利用互聯(lián)網等）收集有關物質結構知識的各種文字、圖片、動畫及聲音資料。
第三階段
1網頁制作講座。講座以介紹網頁制作軟件FrontPage2000基本應用為主，通過5－7課時的教學時間使大部分學生能利用這個軟件制作一個有關晶體頁面。講座內容包括頁面布局；文本的修飾；圖片和動畫的導入及處理；超級鏈接；表格的應用；構造框架、層和簡單的動畫（選講）。至于對資源庫的總體規(guī)劃和設計，由實驗班級中的計算機制作高手來完成。
2對收集的資料進行分類整理。
第四階段
1每組制作1－3種物質結構的相關網頁。
2課堂上展示個人制作的頁面并進行相應的解說。
第五階段
1組織部分學生進行資源庫的總體設計、頁面的鏈接及上傳。
2調查在信息技術在教學活動整合過程中，學生解決問題的思想、行為和方法。
針對評價內容，觀察或用測試的方法，確定每個學生達到的程度，建立學生檔案袋。學生個人檔案內容包括“學生對信息技術的認識相關調查”（實驗前和實驗后各一份）；實驗前、后學生在學科上的學習情況學生在實驗過程中提供的各種信息；學生所在小組完成的相關頁面；在在實驗過程中，教師、組長和組員對該生的評價；實驗過程中，有關這個學生的照片、文字及錄像資料等。
四研究課題的工具和資源
1、硬件：數碼照相機，掃描儀，錄音筆，計算機及網絡設備，多媒體展示設備。
2、軟件：網頁制作軟件Frontpage2000中文版或Word2000;圖片處理軟件Photoshop5.0中文版；動畫制作軟件Flash5.0中文版及GIFAnimator4.0;上傳工具CuteFTP。
3、資源庫：
中學化學微觀結構虛擬世界：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。
化學園地之物質結構：http://go8.163.com/~chemfield。
用“晶體、原子、分子結構等”作關鍵詞到雅虎、新浪網、搜狐等去進行搜索。
學生用主要參考書：《化學能力培訓指南》；《中華學生科普文庫》；《化學與現代文明》；《藥物學》；《金屬元素中的化學》；《礦物學》；《無機化學》；《中國大百科全書》等。
其它：學�；瘜W實驗室；本地礦業(yè)部門；本地珠寶、首飾行。
4教師、學生應具備的信息技術技能
教師：利用互聯(lián)網查閱資料；電子郵件的收發(fā)；制作資源庫的系列技能（規(guī)劃、設計、制作及資源庫的發(fā)布）；圖片的處理及動畫的制作；掃描儀、數碼照（攝）相機、投影儀的使用。
學生：利用互聯(lián)網查閱資料；電子郵件的收發(fā)；簡單網頁的制作；利用掃描儀、數碼照（攝）相機等工具及軟件制作簡單的圖片或動畫。
五預期效果
學生通過在教師指導下，從選定和確定研究專題，以小組合作的方式進行課題的研究，主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。通過這樣的活動形式達到如下目的：
①使學生了解科學探究過程；
②獲得探究體驗；
③養(yǎng)成自主探究、創(chuàng)新的意識和習慣；
④形成和發(fā)展創(chuàng)新能力、獨立獲取知識的能力、信息搜集和加工、應用等能力；
⑤解決問題
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