应用现代教育技术构建开放型化学实验教学模式

王永明

(中国人民武装警察部队学院 基础学科发展与应用研究中心, 河北 廊坊 065000)

现代教育技术是借助信息和网络等先进教学手段,采用丰富灵活的教学模式,实现对理论知识和实践技能的传授与实践,是对现代教育思想和理论的具体应用[1]。这种应用对高校教学对象(教育者和被教育者)素质的提高和创新能力的培养起到了事半功倍的效果。将现代教育技术运用于开放型化学实验教学[2-7],必将进一步提高化学实验教学水平和质量。

1 现代教育技术的含义与功能

1.1 现代教育技术的含义

不同国家对现代教育技术的理解有所不同,其中最具代表性的是美国教育传播与技术协会(AECT，Association for Education Communication and Technology),从1963年到1994年先后出现过反映教学技术逐步走向完善的6个主要的含义。重点强调了学习过程、教学过程及教与学的3个内容,以及通过这3个内容的设计、管理和实施来达到提高教育者与被教育者对知识的掌握、对实践的应用、对理论的提升,从而起到学以致用,用以致学的效果。

我国关于现代教育技术的含义是在国外理论的基础上,结合我国的具体实际提出来的,更加突出了国情,使其更具广泛性和可操作性。认为现代教育技术是现代教育中的技术,是现代教育中对技术的应用,是教学过程中利用一切可利用的技术(模拟、数字音像技术,电视、广播技术,互联网、物联网技术,实物、仿真技术等)对一个或多个内容进行学习与传播的一种方法、一种手段、一种技术[8-9]。

将上述内容加以简化,可得出教育技术的本质含义,即教育技术是人类在教育、教学活动中所采用的一切技术与方法的总称。

1.2 现代教育技术的功能

现代教育技术就是运用现代教育理论和现代信息技术,通过对教与学的过程和教与学的资源设计、开发、利用、评价和管理,以实现教学优化的理论与实践,进而实现终身学习能力的提高[10]。教、学和信息技术之间的相互关系如图1所示。

图1 现代教育技术的功能

2 现代教育技术在开放型化学实验教学模式中的应用

2.1 开放型化学实验的重要意义

在开放型化学实验教学中,学生主要是从教师的教当中获得实践活动的支持而并非是知识本身。在这个过程中,学生处于主体地位,发挥主体作用,教师只是为学生主动学习创造条件,激发学生的学习动机。因此,在教学过程中教师要利用各种教学方法和理念激发学生的学习兴趣,只有学生对学习内容产生了兴趣、有了学习需求,才能真正动脑去思考、用心去体会,从而使思想上有所创新、方法上有所突破、能力上有所提高。

2.2 开放型化学实验的基本模式

2.2.1 传统化学实验的基本模式

传统化学实验基本模式如图2所示,它是在教师教和学生学的基础上完成的,主要是对教材中实验内容的验证,实验目的和实验步骤都很明确,目的是加深学生对所学知识的理解。

图2 传统化学实验基本模式

2.2.2 开放型化学实验的基本模式

开放型化学实验教学模式如图3所示,它是在师生共同努力下完成的,教学中学生起主体作用,教师只是辅助引导,实验中充分体现学生创新能力的培养。

图3 开放型化学实验基本模式

2.3 现代教育技术在开放型化学实验模式中的应用

2.3.1 现代教育技术在问题提出过程中的应用

在开放型化学实验教学中,现代教育技术发挥着至关重要的作用(见图4)。学生需要通过图书资料、互联网等现代教育技术查阅大量相关文献,发现问题、提出问题、分析问题、解决问题,并形成自己的观点和见解。

图4 问题提出的基本模式

开放型化学实验教学离不开创新,将现代教育技术应用于开放型化学实验教学中能够在问题提出时突破时间和空间的限制,通过创设假设条件,直观、形象、生动地对所要提出的问题进行再现、集成和扩充。如在研究火灾成因时,可以利用现代教育技术中的录像功能对火灾发生的时间、地点、火灾发生的条件等进行再现,创造性地提出火灾发生的各种原因,逐一分析、提出问题,再用网络等现代教育技术手段对所提出的问题进行全范围、立体化的验证,使问题的提出具有前瞻性和代表性。

2.3.2 现代教育技术在方案设计过程中的应用

在实验方案设计过程中(见图5),应用现代教育技术可实现方案共享、共同探讨,起到集思广益的作用；同时,也可以借鉴文献资料。

图5 实验方案设计的基本模式

应用现代教育技术,可以更大范围、更广领域、更深程度地在人与人、人与物之间交流沟通,开展学术方面的讨论与研究,使每个人都能分享他人的经验,获得对问题的全面了解。进而使方案的设计更具科学性、可研性、开放性、实用性、安全性和环保性。这种互动突破了现有的学生之间、师生之间的界限。通过现代教育技术手段对自己设计的方案进行广泛探讨、取长补短、激发灵感,使设计的方案更加优化,从而避免在实验操作过程中出现问题。

2.3.3 现代教育技术在方案实施过程中的应用

在实验方案实施过程中(见图6),应用现代教育技术可进行仿真实验,减少实验失误,提高实验成功率。

图6 实验方案实施的基本模式

在方案论证基础上,利用现代教育技术进行虚拟操作实验。通过虚拟化学药品或试剂、化学实验仪器、检测仪器和实验环境等进行实验,并根据情况对药品种类、规格及用量,实验条件、仪器特性等进行调整,使设计的方案更加合理、更加贴近实际。在此基础上进行实体操作,观察、记录各种现象、数据,及时发现实验过程中存在的问题,并应用现代教育技术手段进行查询、分析和讨论,找出问题出现的根源,提出解决意见或改进方法。

2.3.4 现代教育技术在结果评价过程中的应用

在实验结果评价过程中(见图7),应用现代教育技术可起到事半功倍的效果。

图7 方案评价的基本模式

实验结束后,应用现代教育技术可对实验现象和实验过程进行分析,快速处理相关实验数据,并得出相应的实验结果,为我们对实验结果的评价提供帮助。最后,将实验结论写成文字材料,与他人共享。

在开放型化学实验中应用现代教育技术,不仅可以为实验教学注入新的活力,而且能够培养学生的科学研究能力和创新精神；开放型化学实验引进了新的实验教学内容,改变了原有的教学模式,充分体现了学生的主体地位,使学生的实验能力和科研创新能力得到了充分的发挥。

3 结语

应用现代教育技术构建开放型化学实验教学模式是化学实验教学中发展起来的新领域,教师在教学过程中应加强引导,弄清实验构思和研究方法,关注实验教学前沿,为学生创新能力的培养奠定坚实的基础。当然,开放型化学实验教学模式也会随着现代教育技术的发展而发展。