“建构—探究”式化学实验教学中的课件设计

杨健宇

进入20世纪90年代以来，人们对“素质教育”的呼声越来越高，所以，注重学习者能力培养的建构主义学习理论和探究式教学逐渐成为教育界所关注的热点。在传统的教学中，学生只是被动地接受现成的理论，缺乏对问题的分析和自己的见解。如何发挥学习者在教学中的积极性、自主性和创造性，这是本世纪初教学改革所面临的重要问题。在这里，我们将建构主义教学理论和探究式教学理论结合起来，一起运用于化学的实验教学中，使实验教学既有建构性特征又有探究性特征，我们且称之为“建构—探究式”化学实验教学。

一、问题的提出

从当前化学的实验教学模式看，基本上还是教师在上面讲和演示，学生在下面听然后重复老师所做实验的“灌输”式的授课方法。这种方法的优点就是可以很好地发挥教师的主导作用，便于教师对整个实验教学的组织和控制；它的缺点是作为认知主体的学生在实验的过程中只是被动地接受现成的理论、概念，而缺乏对问题的分析，缺乏自己的见解，导致学习者的思维能力和动手能力得不到很好的发展，其主动性、积极性难以发挥，对培养学生的思维特别是创造性思维非常不利。因此，为了提高教学的效率，我们要充分利用新的“教学工具”来构建新的实验教学方法。

计算机多媒体课件是目前国内外都比较重要的教学工具之一。多媒体课件作为一种先进的教育技术能提供很好的学习环境去帮助与促进学生对新知识的意义建构。但是，如果一种先进的教育技术没有与相应的教学理论相结合，没有运用新的教学设计，它的实际作用也就无法发挥。目前，大量多媒体课件的设计仍然以传统的教学理论为指导，所以还存在着比较多的缺陷。九十年代以来，建构主义与探究式学习在我国迅速发展，以建构主义与探究式学习和“积件”理论作为多媒体教学应用的理论基础，使人们对多媒体课件的设计日益深化、成熟。

二、“建构-探究”式思想下的化学实验课件设计原则

由于“建构-探究”式思想强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，是知识意义的主动建构者；教师只对学生的意义建构起促进和引导作用，并不要求教师直接向学生传授和灌输知识，因此相应的教学设计理论与传统教学相比也有很大的不同。对于多媒体课件开发来说，“建构-探究”式思想下的化学实验课件设计原则可以概括为：

1.学为主体，教为主导

“建构-探究”式的教学理论强调“学为主体，教为主导”，它不仅要求学生由知识的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动意义建构的促进者、引导者。明确“学为主体，教为主导”这一点对于课件设计有至关重要的指导意义，因为从“学为主体”出发，还是从“教为主体”出发，将得出两种截然不同的教学效果。

2.课件不能完全取代传统的教学手段，只是起到辅助教学的作用

我们不能夸大电脑的作用，更不能做电脑技术的盲目追随者。作者认为电脑多媒体技术在课堂教学中的地位，应该定位在教学过程中的一种工具的位置上，合理地使用电脑技术这种工具，才能使教学取得最好的效果。

3.注重“情境”、“协作学习”对意义建构的重要作用

建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的。在实际情境下进行学习，可以激发学生的创造性思维，使学习者在新旧知识之间建立起联系，并赋予新知识以某种意义，最后达到建构的目的。

建构主义认为，协作学习环境以及学习者与周围环境的交互作用，对知识意义的建构起着关键性的作用，这是建构主义的核心概念之一。强调交流与协作可以使学生在教师的组织和引导下，一起讨论和交流，共同建立起学习群体并成为其中的一员。

4.实现由课件向积件的转变

以课件的教学设计来代替教师，容易将课件定位于教育的主体地位，这样既妨碍了教师的主导作用，也忽略了学生学习的主体作用。积件则可以克服课件的缺点，化学实验中的多媒体积件是运用多媒体技术制作的包含一定化学实验信息的教与学过程中都能够使用的基本部件，积件是“散装”的课件元素，是“活”的课件，积件展示的只是化学教学内容的一部分，积件具有高效性、简约性、人本性等特点。

三、“建构-探究”式课件设计的方法和案例研究

化学教学中，实验教学是不可缺少的重要环节。通过实验能增强学生对化学知识的感性认识，培养学生的动手能力和操作技能，使学生更好地对所学知识进行意义建构，其重要性毋庸置疑。而多媒体课件辅助教学的一大优点是形象性和动感强烈，运用这一优点来模拟中学阶段的一些化学实验，可以收到很好的效果。计算机模拟实验主要有以下几种：

1.探究性实验

如在原电池实验中，学生看到的现象是电流表偏转（即有电流产生）、锌片变小、有气泡产生。为什么会产生这种现象？我们可以通过使用电脑动画模拟反应过程：锌棒不断释放锌离子，电子不断从锌棒流向铜棒，溶液中的氢离子和硫酸根离子向铜棒作定向移动，氢离子从铜棒获得电子并在铜棒周围产生气泡……像这样通过计算机引导学生进行知识的探究，可以使学生较容易掌握原电池的原理。

2.危险性实验

如TNT的爆炸实验，利用计算机可以真实地再现TNT的爆炸。

3.某些化学实验在课堂上的重现

化学中的很多实验要求教师在课堂上操作或让学生自己动手操作。现在商品课件中的化学课件都把大量的与本节课相关的化学实验拍成录像然后放到课件中，但是通过在课堂上看录像来代替教师操作和学生操作是与化学作为一门实践性学科的基本要求相违背的。学生只是眼看而手不动，怎么能发现规律呢？这种祟尚机器可以代替一切的做法笔者认为是极端错误的，我们不能把课件变成一个实验录像的集合。但笔者认为，对一些特殊的实验可以拍成录像输入课件，例如一些反应结果易受外界干扰产生较大误差的实验，我们可以在课件中展示此实验的比较标准的反应录像，使学生在自己动手操作时懂得实验的结果与标准结果有多大的误差。

4.培养学生动手能力的实验

如前所述，化学是一门实践性很强的学科。此学科比较强调培养学生的动手能力，所以在化学课件中应体现此学科特点。如教师在讲有机物时往往都会在课堂上展示一些有机物的结构模型，但由于条件限制学生往往没有机会自己动手组合有机物模型。而在化学课件中，教师可以根据教学的需要提供本节课所要用的模型，让学生自己动手组合有机物的模型。例如，在“乙烯、烯烃”这节课的课件中，我们可以提供以下的教学资源：教师或学生可以根据需要先在计算机屏幕上产生任意多个碳原子、氢原子和电子键，然后根据需要将这些原子和电子键组合成不同的结构式，并且多个结构式可共存于同一屏幕，这样设计的多媒体课件能充分体现教师的主导作用和学生的主体地位。

在“建构—探究”式教学中，我们精心设计课件，为的是更好地进行实验教学，培养学生的动手能力和思维能力，把学生的知识转换为能力，这才是最重要的。因此，学生的能力是否得到真正的提高，是衡量课件的设计是否合理的最重要的标准。目前，尚未形成具有较完整的、严密的理论体系和可操作性很强的模式，也没有处方性的解决方案。本文尝试性地提出一种可实际操作的教学设计模式，希望能起到抛砖引玉的作用，引发批评和争论，促进“建构-探究”式化学实验教学课件设计的实践。