信息技术环境下化学自主学习模式研究

杨淑梅

摘  要：《高中化学课程教学要求（试行）》指出新的教学模式应以现代信息技术，特别是网络技术为支撑，使化学教学朝着个性化学习、自主式学习方向发展。本文针对高中化学自主学习中存在的问题，依据影响化学自主学习的内在因素，探索提出了在信息技术环境下进行化学自主学习的教学模式。

关键词：信息技术;化学自主学习;教学模式

一、问题的提出

“学生是学习的主体”的教育思想由来已久，可以追溯到以Rousseau（卢梭）（为代表的人文主义教育，以John Dewey（约翰·杜威）为代表的实用主义教育，Jean Piaget（让·皮亚杰）的发生认知论以及我国教育家陶行知先生的生活教育等等，这些思想都强调学生是学习的主人，教师应充分认识到自主学习能力在学习中的重要性。Rogers（1982）提出了系统的人本主义学习理论（Humanism）让学生探索和发现结果，教师只是从旁协助。基于以上观点，笔者认为学校更应培養学生自行求知的能力与兴趣，使学生在自由的氛围中学习和认识自我，培养多方面兴趣，为将来选择就业方向做准备。宾特里奇给自主学习下的定义是：自主学习是一种主动的、建构性的学习过程，在这个过程中，学生首先为自己确定学习目标，然后监视、调节、控制由目标和情景特征引导和约束的认知、动机和行为。具体地说，就是学习者能够自己决定学习目标、确定学习内容和进度、选择学习方法和技巧、监控学习过程及自我评价学习效果。结合我国国情以及化学学习的特点，高中自主性化学学习能力应涵盖5方面的内容：（1）了解教师的教学目的与要求;（2）确立学习目标与计划;（3）有效使用学习策略;（4）监控学习策略的使用情况;（5）监控与评估化学学习过程。按照这5方面的内容，笔者对本校120名学生进行了自主学习能力的问卷调查，结果显示：自主性化学学习能力普遍较低，特别是在学习调控方面和学习计划方面表现得更低。虽然学生能跟上教学进度，但还是有部分同学反映教师的教学方法单一，教学中目的性不强，较少注重能力培养。虽然学生在课外会主动寻找学习资源，但突出的问题是大多数学生没有合作学习的习惯，很多同学表示非常愿意与他人合作，但苦于没有机会。因此，化学教师需要改变教育观念，学习新的教育理念和教学模式，改变教学方法，教会学生学习，培养学生主动学习的习惯，提高学习效率。2004年1月30日教育部印发的《高中化学课程教学要求（试行）》，指出新的教学模式应以现代信息技术，特别是网络技术为支撑，使化学教学不受时间和地点的限制，朝着个性化学习、自主式学习方向发展。学生自主学习的意识和能力虽然还很薄弱，但是高中学生有一年多化学学习的经验，已经基本具备了自主学习化学的条件。而且，网络技术、多媒体技术在化学教学中的广泛应用及教学内容的日趋网络化，都会使学生不受课堂教学的限制而根据自己的实际情况有针对性地选择学习内容。因此，借助信息技术环境，培养学生的自主学习能力不仅十分重要，而且是可以做到的。为实现这样的目标，高中化学教学应从传统的以教师为中心，重教轻学的模式向以学生为中心的自主学习模式转变，教师不再局限于教材内容，以传授知识为重点，而要为学生提供基于网络的学习材料，满足不同学生的需求。加强学生的自主学习，强化学生化学综合应用能力的训练，给学生以更多的拓展学习的机会。

二、影响化学自主学习的内在因素

作为一种学习过程，化学自主学习的展开既需要外部条件的支持，更需要内在条件的支持。影响化学自主学习的主要内在因素有：自我效能感、归因、目标设置、认知策略、元认知策略。

著名的心理学家班杜拉提出了“自我效能感”这一概念。他认为自我效能感是指个体相信自己有能力完成某种任务，是个体的能力自信心在某些活动中的具体体现。它影响学生对学习任务的选择。归因是指个体对自己的成功或失败原因做出的解释或推论，它对个体的自主学习有很大的影响。如果个体将自己学习成败归因为个人可调控的稳定的内部因素，相信通过自己的努力和对策略应用的调控等是可以取得成功的，那么学生会加倍努力，更自觉地监控学习活动，展开有效的自主学习。在需要不断自我调节的自主学习活动中，目标设置是极其重要的组成部分。个体在目标的引导下，不断地调节学习活动和学习策略。Meece的研究发现，个体为什么、如何形成及形成什么样的目标定向，都会对其自主学习的过程产生影响。学生设置的目标特征也对其自主学习产生影响。近期目标使学生能更快地看到学习结果，证明自己的能力。所以，设置近期目标的学生比设置远程目标的学生更具有自我效能感和自我监控能力。如果设置的目标难度太大，很难取得进步，学生会对自己的能力产生怀疑，进而降低自我效能感。如果设置的目标太低，学生在完成学习任务的过程中没有挑战感，看不到自己的进步，也证明不了自己的能力，这样也不利于增强自我效能感。重要的是，设置的目标要切合学生的实际情况，能够激发学生的高自我效能感和学习动力。可见，如何指导学生设置难度适宜的学习目标是提高学生自主学习的一个重要因素。学习策略选择和运用的正确与否，直接关系到学习效率，因此是影响自主学习成败的重要因素。从现代认知心理学分析，学习策略可归纳为两个部分———认知策略和元认知策略。认知策略指学习者在加工外部信息时所采用的方法，可分为一般性策略和具体性策略。一般性策略是那些具有普遍适用性的常用方法，如做笔记、复述、背诵、划重点、列提纲、作小结等;具体性策略指只适合于某项特定学习任务的学习策略。在指导学生提高自主学习效率的过程中，教师既要指导学生掌握一般性学习策略，也要指导他们掌握具体性学习策略;既要指导学生掌握认知策略，也要指导他们掌握熟练运用这些认知策略的能力。元认知策略是指关于认知过程的对知识、信念以及对这些过程的监控和控制。与处理加工外部信息时所采用的认知策略不同，它是处理加工内部信息时所采用的策略，体现在学习者在接受学习任务之前和展开学习活动期间激活和维护注意力与情绪、制定学习计划、监控学习过程、评价学习成绩等活动中。由于自主学习是由个体自主完成的学习过程，要求个体对学习的不同过程进行目标设置、计划、监控和调节，所以，元认知是自主学习不可或缺的条件，最具“自主”的特点。元认知策略强调的是个体在学习过程中如何选择、监控和应用个体所建构的认知策略。因此，元认知策略可以概括为三项内容：自我监控策略——利用某些标准评估自己学习进展的过程，是自主学习的前提;自我指导策略——采用书面或口头方法，把学习步骤或方法呈现出来，以提示、引导、督促自己的学习;自我评价策略——依据一定的标准对自己的学习活动进行评判。

三、促进自主学习的化学教学模式

随着各种图形、界面、动画等多媒体技术的发展，课堂教学变得更加生动、形象，有吸引力。在化学教学中，特别是在艰涩难懂的概念、难以想象的微观状态或过程等的教学中，多媒体技术的优势显得尤为突出。因此结合化学教学的特点，依据影响自主学习的内在因素，笔者探索了化学课堂教学与网络信息技术的有效结合，尝试构建以自主学习为特征的高中新型教学模式，主要包括以下主要环节：

1、利用多媒体CAI创设情境，启迪思维

良好的开端是成功的一半。正如一位日本教育家所说："课堂教学首先是使每一位学生进入课堂之中。"心理学家布鲁诺曾指出：最好的学习动机是学生对研究的东西有着内在的兴趣。可见，从激发兴趣入手，调动学生积极性，使每一位学生在课堂上始终处于积极的思维状态，是上好每一节课的重要前提。教学中，教师利用多媒体创设情境，可以引导学生积极思维，对实现教学目标十分有利。

例如，初三化学《走进化学世界》一课，由于学生刚刚学习化学，因此本节课的重点就是激起学生学习化学的兴趣。如果教师单纯采用语言描述的方法来讲述学习化学的重要性和意义，学生会感到枯燥。那么，我在此课中，应用了多媒体课件向学生介绍中外化学家的发明创造对社会进步的影响;用图片展示丰富绚丽的世界中处处有化学。同时，还让学生上网查找最新的科学发现及化学发展的前沿成就，如“钠米科技、材料化学”等，这样不但激发了学生对科学的好奇和渴望，还丰富了他们的知识。

在讲授《保护水资源》时，可先出现干裂的土地，饥渴的人们，干涸的河流，动植物的残骸，接着出现工厂的黑烟，出水口的废水，清澈的河水变得乌黑，大量的水生动物的尸体等图像，同时告诉学生们，世界上还有更多的地方正忍受着干旱的煎熬，进而提出问题，我们该怎么办？这时，学生就会各抒己见，水到渠成地得出结论：我们每一个人都要关心水、爱惜水、保护水资源。

2、利用多媒体CAI模拟各种微观结构，变抽象为形象

在化学中，有许多抽象知识，如分子、原子、离子、物质的溶解等等，它们是中学化学教学中的重点，也是教学中的难点，由于分子和原子等看不见，摸不着，学生没有一个具体的感官形象，仅靠教师讲述，学生难以理解，若将这一类抽象知识形象化、直观化，既可大大降低其难度，又可引起学生的好奇心和浓厚兴趣，从而提高学生对感性材料的认识，简化其由感性认识上升到理性认识的中间环节，建立科学的理念，而多媒体在这一方面则可收到意想不到的效果。

如在学习研究离子化合物NaCl的形成时，用计算机模拟出钠原子和氯原子（含最外层电子），并将各原子进行着色，然后利用动画使钠原子最外层的一个电子转移到氯原子的最外层电子层上，同时，钠原子失去了一个电子成为了钠离子，并伴随着电子层由三层变为两层，氯原子在得到了一个电子后成为氯离子，最外层电子数由七个增至八个，形成的钠离子和氯离子相互作用，形成了离子化合物——NaCl。这一过程既能形象地描述钠离子和氯离子的形成过程，又能让学生明白阴阳离子相互作用就形成了离子化合物。

3、利用多媒体CAI模拟各种化学实验，突破重点，化解难点

许多化学实验有毒，具有一定的危险性，如果操作不当，就有可能发生意外事故。因此，化学实验中一些错误操作，只能靠教师讲其错误的原因，以及错误操作可能带来的危害，却不能用实际操作实验证明，否则会造成危险。而利用多媒体，这种问题就迎刃而解了，用计算机动画模拟这些错误操作，它可将步骤分解，放慢动作，不仅把错误的原因演示清楚，而且可以喧染气氛，学生看后印象深刻，加深对错误原因的理解。

如①用高锰酸钾制氧气，用排水法收集氧气时，先移开酒精灯，后才将导气管移出水槽;②向燃着的酒精灯里添加酒精;③稀释浓硫酸时，将水往浓硫酸里倒;④点燃没有经过验纯的氢气等等，这些操作都具有一定的危险性，有的甚至会造成严重后果，若能将这些违规操作过程及产生的严重后果通过多媒体计算机模拟给学生看，如点燃没有经过验纯的氢气，氢气就会发生爆炸，若将这一过程通过计算机动画的形式模拟出来，再配以爆炸后破碎的试管图片和爆炸的巨响声，就能给学生以震憾的效果，可让学生对这些违规操作及危害形成深刻的印象，使他们彻底改正这些违规操作行为。

4、利用多媒体CAI超越时空的限制，拓展视野

由于各种条件所限，许多与实际生产生活相关的化学知识，学生都不可能有直观感受和亲身经历。调查表明，此类问题也恰恰是学生最感兴趣的问题之一。“百闻不如一见”，利用多媒体CAI，不但可以解决学生没有直观印象的难题，给学生创设一个全新学习环境，还能超越时间和空间的限制，大大开阔其视野，让学生在课堂中可以纵览古今、周游世界，从而突破学习重点和难点，提高学习效果。

如学生们在自主研究化石燃料时，会遇到很多的困难，如煤、石油及天然气是如何形成的？又是如何开采的？怎样将煤干馏？石油是如何炼制成汽油或柴油的？学生们非常想知道答案。这时，教师可以充分利用有关化石燃料的视频资料，让学生瞬间完成时空的对接。学生们回到了几千万年前的远古时代，见证了石油的形成;学生到了油田，感受了石油工人的伟大;参观了现代化的炼油厂，见识了石油炼制的全过程。

又如学生们在研究了化石燃料后，对有关新能源的开发和利用非常感兴趣。教师又可播放有关风能、太阳能、海洋能、核能和氢能等新能源的影像资料，加深了学生们对于新能源的了解，拓展他们的视野。

四、化学多媒体CAI与中学化学教学整合的展望

随着素质教育的发展，考试与知识面扩大的矛盾越来越突出，对学生不再是一味的要求他们能够解决难题，而是希望他们了解更多的科学知识，激发他们的学习兴趣，培养他们良好的学习习惯，基于这一目的，许多科普知识被制成多媒體CAI软件出版发行或上传至互联网。这种电子图书以其信息量大、模拟动画等一般图书无法比拟的吸引力调动了学生学习的积极性，也有利于他们阅读和参考，扩大知识面。

网络化的多媒体CAI 也将是未来发展的一个重要方面，网络化学习是一种以网络为传播媒介的学习方式，为学生营造了一个自由的学习空间。学生可以自主地学习，可以在线咨询教师，也可以通过互联网获得大量的学习资料，进行探索。网络化学习的最大优点是可以资源共享，并且减少了时间空间对化学教学的限制。因而化学多媒体CAI必将向着网络化学习的方向发展。

在信息技术飞速发展的今天，传统教学手段受到了冲击，多媒体CAI正快步走进现代化的教学过程中，对于这一新生事物，我们不能盲目接受，也不能一味排斥，而应根据教学的实际需要，合理地把多媒体CAI 引入到教学过程中，解决教学的重难点，发挥传统教学的优越性;在实践中将现代信息技术与中学化学教学恰如其分地整合，使化学教学进行得更加完善;化学教学也必将插上腾飞的翅膀，培养出更多的优秀人才。

总之，这一教学模式强调把学生的学置于核心地位，教学过程的诸多环节都由学生自主完成，并提供网络信息技术作为支持，教师在整个过程中起启发、引导、反馈等作用，在整个过程中实现了化学课堂教学与网络信息技术的有效融合。运用好该模式需要处理好三个问题：首先，明确教师与学生各自承担的角色。自主学习不是无政府主义状态下的纯自学，教师从知识的传授者转换为指导者、引导者和教学活动的组织者，应在学生独立学习的基础上，为他们创造合作、竞争学习的机会。例如：学生授课、化学实验魔术、小品表演、雨水PH值的测定、是否应该“停止使用铝质饮料罐”的辩论赛等。其次，营造轻松和谐的学习氛围，帮助学生克服不利于化学学习的情感因素，让学生在快乐中增加学习化学的兴趣和动力。大多数学生反映，教师提问会引起紧张焦虑感，教师应在课堂上多鼓励，少订正，以此减少学生的羞怯情绪。最后，利用豐富的网络资源，为学生提供教学课件，学生可以自己安排学习进度，还通过电子聊天室、BBS等与老师进行交流。

五、结束语

当前的教育形势、化学教学本身的性质及学习者的个体差异决定了实施化学自主学习的必要性。信息技术环境下化学自主学习模式的建构是网络信息技术与化学教学等多元素整合的产物，改变了长期以来以教师为中心、单纯传授理论知识的传统教学模式，确立了以学生为主的积极的个性化教学方式。笔者期望这些探索能够促进网络信息技术与化学教学的进一步整合，保证实现我国化学教育的健康、持续发展。

参考文献

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