信息技术与中学化学物质结构理论教学整合的方案

一、课题背景

二十一世纪是知识创新的时代，造就创新人才振兴国运已被人们所共识。要培养创新精神、提高创新能力、造就创新人才，关键是逐步培养和形成创新人格（个性）。有创新人格的人才具有创新精神，才会积极地、自主地树立创新意识、提出创新要求，才会以持久的热情、坚强的意志，不断去探索、去开拓、去创造。

美国著名心理学家威廉·詹姆斯曾说过：“你播种行为就会收获习惯；你播种习惯就会收获性格；你播种性格，就会收获命运。”化学教育是以培养创新精神和实践能力为核心的素质教育的学科之一。应积极渗透培养创新人格的教育思想，积极开发学生的智慧潜能，培养学生的创新人格。

以计算机为核心的信息技术对现代教育已产生了深刻的影响，它将导致教育思想、教学理论、教学模式、教学方法、教学手段的重大变革。这种变革为我国基础教育实现“三个面向”的目标提供了极好的机遇，也为全面推进素质教育开辟了灿烂的前景。应用现代成熟的教育学、心理学、认知学以及视听教学理论、学习理论、传播学理论和系统科学理论等先进的教育思想和教育经验结合日益发展的信息技术研究中学化学教学教学方法是我们迫切需要解决的问题。

二、信息技术与中学化学物质结构理论教学整合的实验研究内容

所谓整合，是指信息技术与教学或课程的结合。我国计算机辅助教学经历了几个阶段，最先是对学生进行课程练习，课程辅助软件为主体单机自学模式和以自制课件或积为主体的计算机辅助教学模式，网络技术发展后出现了网上教学模式。但是我们认为这些模式还不能充分体现学生的主动性，还不能充分体现信息技术的优势。化学基本理论和元素化合物的知识（包括有机化合物）构成了中学化学教学的主要内容。基本理论与元素化合物知识之间相互联系、协同促进学生认识能力的发展。在教学中基本理论起着贯通元素化合物知识，激活思路，理解本质的主导作用。基本理论的学习会加深对元素化合物知识的理解，使其系统化、网络化，促进知识的联想、迁移和应用。学生抽象思维能力的形成和发展，分析解答化学问题能力的提高，辩证唯物主义思想和科学方法的形成，都与化学基本理论的教学密切相关，物质结构理论部分教学内容在第二学期，我校是广东省一级学校，通过一个学期的学习，学生已具有了一定的计算机知识和操作能力，为此选择信息技术与中学物质结构教学整合思路并进行相关实验研究是切实可行的。

整合过程不只是简单的课件展示或上网学习，而是在教学活动中教师与学生都充分应用信息技术。例如，教师用文字处理软件生成将要发给学生的材料；用数据库软件保存学生的报告；用电子表格记录学生的成绩；定期的从因特网上获取其他教师教学思想，并通过E-mail和其他学校的老师保持联系，等等。学生上网查阅和收集资料；制作电子演示文稿或网页展示自己的作业；通过网络与同学、老师交流问题；用数码相机或扫描仪采集图片等等。

其次在教学活动中，学生运用信息技术使他们积极地参与到学习中，促进学生对所学知识的有效理解，并且产生他们自己的知识，达到他们的学习目的。对教师来说，面临的挑战是找到合适的方法实施教学活动，并且教授学校规定的那些复杂的课程，以达到国家规定的标准。

高中化学新教材物质结构理论部分内容

（一）、必修教材内容

第1部分：原子序数核素同位素核外电子运动的特点核外电子排布规律的初步知识随着原子序数的递增，原子核外电子排布的周期性与元素性质递变的关系

第2部分：元素周期律元素周期表（长式）周期和族元素周期表的应用元素周期律的发现

第3部分：化学键离子键和离子化合物共价键和共价化合物极性键和非极性键极性分子和非极性分子分子间作用力

（二）、选修教学内容

第4部分：H2O、NH3、HF中的氢键离子晶体(以NaCl为例）原子晶体（以金刚石、SiO2为例）分子晶体（以干冰为例）金属晶体各类晶体的模型（微粒和微粒间的相互作用）和性质的一般特点晶体的类型与物质熔点、硬度、溶解性、导电性等的关系

三课题研究进度安排

㈠实验的学习目标

(1)实验的学习目标

在活动中，根据教材物质结构教学内容的分类方法，掌握知识内容和知识体系，了解基本原理应用于元素及其化合物的学习。深入理解微观结构及结构对物质性质的影响。

学会应用网络和参考书进行文字、图片及动画等资料的查找和收集，学会使用数码相机或扫描仪结合相关软件进行图片制作，较熟练地运用网页制作工具制作网页。

学会与同伴进行合作，综合比较、对比分析问题，使用几种技术资源研究问题，收集和综合信息。

(2)教学活动形式

本活动是教师与学生一起建立一个以物质结构知识为主题的小型资源库。在建站过程中分小组收集和制作相关素材，查找有关1-36号元素的结构、单质及其化合物的性质、用途及相关的一些科学家的生评介绍和科学研究方法，有关元素单质的物理性质、化学性质、分类、微观结构等知识内容。再将根据知识的分类方法制作网页，将网页在同学间进行交流以促进学生对知识的理解，最后进行相互链接建立资源库。

㈡教学活动过程

第一阶段

1调查学生对信息技术在教学中的应用的认识，学生具有的硬件情况和学生的信息技术应用水平、能力情况。

2向学生布置研究计划和要求，划分实验小组，根据实验要求进行分工。

要求资源库中必需包含如下内容（其它内容自选）：中学化学有关物质结构理论的知识；中学化学中介绍的科学家的生评及元素发现史，涉及的全部常见晶体；部分与教材关系不大但在生产、生活中有较大用途的晶体；现代化学新发现的晶体；特殊的晶体等；每种晶体的所属类别、外观结构和微观结构（图片或动画）、典型物理性质和化学性质、重要的用途；中学化学涉及的有关晶体的典型试题及分析。

3收集、制作的资料以磁盘方式或发电子邮件(rpljj@pub.chaozhou.gd.cn)提交，提交的资料中必需注明提交人姓名、学号、资料来源（网络、图书、自制等）。

4班级分组：以小组为单位(共9个小组），分别收集、制作如下几方面的相关资料（并同时收集有关晶体的资源库及地址）：中学化学教材中以上选定的四个部分的内容及有关试题及分析。

5人员的分工：策划部：负责对本组研究内容进行总体规划和分工，小组成员团结协作，互相帮助，共同完成实验任务；工程部：负责具体制作网页以及解决在实验过程中的一些技术性问题。美工部：负责制作图片、动画等；信息部：负责收集、整理数据，文字数据的录入。

第二阶段：

学生利用各种有效的途径（实物摄影、扫描图片、查阅教材及参考书、利用互联网等）收集有关物质结构知识的各种文字、图片、动画及声音资料。

第三阶段

1网页制作讲座。讲座以介绍网页制作软件FrontPage2000基本应用为主，通过5－7课时的教学时间使大部分学生能利用这个软件制作一个有关晶体页面。讲座内容包括页面布局；文本的修饰；图片和动画的导入及处理；超级链接；表格的应用；构造框架、层和简单的动画（选讲）。至于对资源库的总体规划和设计，由实验班级中的计算机制作高手来完成。

2对收集的资料进行分类整理。

第四阶段

1每组制作1－3种物质结构的相关网页。

2课堂上展示个人制作的页面并进行相应的解说。

第五阶段

1组织部分学生进行资源库的总体设计、页面的链接及上传。

2调查在信息技术在教学活动整合过程中，学生解决问题的思想、行为和方法。

针对评价内容，观察或用测试的方法，确定每个学生达到的程度，建立学生档案袋。学生个人档案内容包括“学生对信息技术的认识相关调查”（实验前和实验后各一份）；实验前、后学生在学科上的学习情况学生在实验过程中提供的各种信息；学生所在小组完成的相关页面；在在实验过程中，教师、组长和组员对该生的评价；实验过程中，有关这个学生的照片、文字及录像资料等。

四研究课题的工具和资源

1、硬件：数码照相机，扫描仪，录音笔，计算机及网络设备，多媒体展示设备。

2、软件：网页制作软件Frontpage2000中文版或Word2000;图片处理软件Photoshop5.0中文版；动画制作软件Flash5.0中文版及GIFAnimator4.0;上传工具CuteFTP。

3、资源库：

中学化学微观结构虚拟世界：http://www.swyz.fj.cn.net/yz_cai/hjf/structure.htm。

中国科普博览：http://www.kepu.ac.cn/mineral/sight/index.html。

人工晶体研究院：http://www.risc.com.cn。

化学园地之物质结构：http://go8.163.com/~chemfield。

用“晶体、原子、分子结构等”作关键词到雅虎、新浪网、搜狐等去进行搜索。

学生用主要参考书：《化学能力培训指南》；《中华学生科普文库》；《化学与现代文明》；《药物学》；《金属元素中的化学》；《矿物学》；《无机化学》；《中国大百科全书》等。

其它：学校化学实验室；本地矿业部门；本地珠宝、首饰行。

4教师、学生应具备的信息技术技能

教师：利用互联网查阅资料；电子邮件的收发；制作资源库的系列技能（规划、设计、制作及资源库的发布）；图片的处理及动画的制作；扫描仪、数码照（摄）相机、投影仪的使用。

学生：利用互联网查阅资料；电子邮件的收发；简单网页的制作；利用扫描仪、数码照（摄）相机等工具及软件制作简单的图片或动画。

五预期效果

学生通过在教师指导下，从选定和确定研究专题，以小组合作的方式进行课题的研究，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。通过这样的活动形式达到如下目的：

①使学生了解科学探究过程；

②获得探究体验；

③养成自主探究、创新的意识和习惯；

④形成和发展创新能力、独立获取知识的能力、信息搜集和加工、应用等能力；

⑤解决问题