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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)是知識創(chuàng)新的時代，造就創(chuàng)新人才振興國運(yùn)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(guān)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(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：“你播種行為就會收獲習(xí)慣；你播種習(xí)慣就會收獲性格；你播種性格，就會收獲命運(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（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元素化合物知識之間相互聯(lián)系、協(xié)同促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識能力的發(fā)展。在教學(xué)中基本理論起著貫通元素化合物知識，激活思路，理解本質(zhì)的主導(dǎo)作用�；纠碚摰膶W(xué)習(xí)會加深對元素化合物知識的理解，使其系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，促進(jìn)知識的聯(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，我校是廣東省一級學(xué)校，通過一個學(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)知識的有效理解，并且產(chǎn)生他們自己的知識，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，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)動的特點(diǎn)核外電子排布規(guī)律的初步知識隨著原子序數(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(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，掌握知識內(nèi)容和知識體系，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)會應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)和參考書進(jìn)行文字、圖片及動畫等資料的查找和收集，學(xué)會使用數(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)活動形式
本活動是教師與學(xué)生一起建立一個以物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(guān)素材，查找有關(guān)1-36號元素的結(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)等知識內(nèi)容。再將根據(jù)知識的分類方法制作網(wǎng)頁，將網(wǎng)頁在同學(xué)間進(jìn)行交流以促進(jìn)學(xué)生對知識的理解，最后進(jìn)行相互鏈接建立資源庫。
㈡教學(xué)活動過程
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，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；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、資料來源（網(wǎng)絡(luò)、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(guān)資料（并同時收集有關(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)知識的各種文字、圖片、動畫及聲音資料。
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課時的教學(xué)時間使大部分學(xué)生能利用這個軟件制作一個有關(guān)晶體頁面。講座內(nèi)容包括頁面布局；文本的修飾；圖片和動畫的導(dǎo)入及處理；超級鏈接；表格的應(yīng)用；構(gòu)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(shè)計(jì)，由實(shí)驗(yàn)班級中的計(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)活動整合過程中，學(xué)生解決問題的思想、行為和方法。
針對評價內(nèi)容，觀察或用測試的方法，確定每個學(xué)生達(dá)到的程度，建立學(xué)生檔案袋。學(xué)生個人檔案內(nèi)容包括“學(xué)生對信息技術(shù)的認(rèn)識相關(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；實(shí)驗(yàn)過程中，有關(guān)這個學(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，主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動。通過這樣的活動形式達(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)新的意識和習(xí)慣；
④形成和發(fā)展創(chuàng)新能力、獨(dú)立獲取知識的能力、信息搜集和加工、應(yīng)用等能力；
⑤解決問題
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