化学组《网络环境下化学专题探究学习》-----课题研究阶段报告

前言：
    国际互联网的发展，不仅改变了人们的工作和生活方式，也改变了教育和学习的方式。以互联网和多媒体技术为主的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具，它向学生提供了无穷无尽的学习机会和汲取知识的环境。化学专题探究学习是一种基于资源的学习模式，目前传统的资源（图书馆、博物馆等）无法让渴望参与探究学习的学生充分利用，而基于应用层面的化学专题探究学习是当前网络教学领域研究中一种值得探索的模式，因此，我们确立了《网络环境下的化学专题探究学习》课题。
课题提出的背景
本课题的提出基于两个要求和三个依据。
1、时代对教育的要求：二十一世纪是知识经济的时代、是信息化的时代。知识和信息与日俱增，全球互联网上网用户已超3亿，网页达30亿页，每天正在以300万页的速度增加。学生在这瞬息万变的信息时代里，去了解、掌握运用互联网的知识和技能，培养学生收集、处理、运用信息的能力，以及培养学生利用信息技术进行自主学习、探究学习的能力十分必要。当今世界各国都十分关注信息技术教育和创新人才的培养，加快发展教育信息化的进程。“网络环境下的化学专题探究学习”作为一种崭新的教育理念、教育策略和科学探究的学习方式，必将对教育有着深远的影响。 
2、社会对教育的要求：联合国“国际21实际教育委员会”提出“教育的四大支柱”，所谓“四大支柱”是指能支持现代人在信息社会有效的工作、学习和生活的四种最基本的学习能力，即“学会认知，学会做事，学会共同生活和学会生存”。其中学会认知是使学生掌握认识的手段、方法，即学会如何学习。“学会学习”已经成为一个具有鲜明时代特征的世界性口号。我们教育者更应该使学习者成为教育活动的中心。互联网和多媒体技术已成为拓展人类能力的创造性工具。现代教育心理学研究表明，每个人所属的学习类型是不同的，只有在信息时代才使得个性化教学和学习成为可能。 
3、以深化素质教育为依据：1999年6月《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中指出，要重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。 
4、以基础教育改革为依据  《基础教育课程改革纲要(试行)》明确指出：大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。 
5、以建构主义理论为依据  基于建构主义的教育模式强调为学习者提供多种资源，让学生自主学习和进行问题的研究，而信息技术与课程整合教学极有利于发现和挖掘学生的最大潜能，因为互联网向学生提供了无穷无尽的学习机会和汲取知识的环境。教师的角色也将随着转变为学生的引导者、组织者、合作者和促进者。 
课题研究的过程 
    在课题研究过程中，首先我们组织学习李克东教授《Wbl模式、设计与评价方法》和谢幼如教授《网络环境下的专题教学设计》报告，并借鉴教学系统的自组织协同效应，采用了“目标—实施—反馈—评价”的设计方法，在各方的配合下，课题研究取得了一定的成功。
 第一阶段实验研究（2001.2—2002.1）  主要是探索专题探究和常规教学与网络技术整合的可行性。选择内容是“环境保护—绿色化学”环境专题，在高一年部分班级进行了信息技术与科学课程整合的教学实践与试验，之所以选择这部分内容的原因是：⑴这部分内容的科学研究成果较多且以人为本的思想性强，网上资源比较丰富；⑵这部分内容属于科学探究—讨论的课型，适宜学生自主探究学习。 
制作题为多媒体网页，搜集有关环保资料，形成学校网络资源；(3)探究一种能提高课堂效率的方法，采用多媒体、计算机辅助教学、网络教室幻灯、结合实验等现代化手段，达到加大课堂教学密度，高效率地向学生传递信息的目的，激发学习兴趣。(4)探索在环境保护概念及网络环境下的中学化学实验的改进；
1、初步建立起化学环境资源库
信息化教育资源是信息化教学活动赖以进行的根本。课题组一直把资源库的建设当作课题研究的基础性工程予以高度重视。我们依托组内的资深教师，将各种资源加以整合，初步建立起化学教学资源库，为展开“绿色化学与环境保护”信息化教学奠定了牢固的基础。
2、 开设网络案例课
      本课题研究的主要方法是行动研究法，开设实验及网络课的主要研究步骤之一。自开展课题研究以来，课题组已成功开设两节网络环境专题探究课。
(1)曾达颖老师《绿色化学与环境保护》网络课：该网络课把高考中环境污染与实验改进这两个热点与网络专题探究教学进行整合，在这节课的教学中，教师将网络作为学生获取资源、自主探究和意义建构的工具。采用“主导---主体”的设计模式，取得了良好的效果。其教学流程为：“情境导入---引导探索---自主发现---总结提升”。对如何将多媒体与化学创新教学相整合作了有益的探索，在引导学生自主性学习方面跨出一大步，提高了学生动手能力。同时也利用了网络的便利性得到了学生个性化的实现；学生自主学习的实现；学生协作学习的实现；学生有序竞争的实现；学生创新学习的实现。此网络课获得中小学信息技术网络课件二等奖，全国“四结合”典型课件案例三等奖。
(2)张景松老师《大气污染》网络课：该网络课是本专题学生自选的子课题的课程学习。在教学中，先通过学生上网查询资料、信息，从学生最关注的SAS和环境的关系出发，注意从学生周围熟悉的现实生活中寻找科学知识的“原型”和最新的信息。依靠学生对感性材料的直接兴趣，和对新鲜事物及新信息进一步探究的欲望，借助信息技术，解决无法跨越的时空的限制，将宏观的地球浓缩进教室，利用了信息资源、现代化手段来跨越时空的界限，将网络技术融合到学科专题教学中来，充分利用各种信息资源和现代化手段，引入时代活水，与教学内容相结合，使学生的学习内容更加丰富多彩，更具有时代气息、更贴近生活和现代科技；改变传统的教学内容，不但使科学教材“活”起来，更让学生的科学学习置身于信息化的时代。
   通过以上两节课题实验课的开设，使课题组成员在网络对中学化学专题探究模式有了更为清晰的认识，案例课过程中网络技术与化学教学整合后的教学流程：
①听老师讲课部分：这一过程保留传统的多媒体教学方式。利用尽可能少的时间，经典地给全体学生以进行自主学习必要的知识，同时提供一些学生共同需要的方法、技能、以及信息来源。
②信息化、网络化学习部分：网络化学习包含4个阶段：回顾课堂内容，观看教师课件；写下学习笔记；自订学习计划；学习相关材料，写出学习心得；进行小组计论，交流学习结果。
③课堂总结部分：学生反馈、教师评价、探讨得失做为网络专题探究的总结部分并形成文本或视频。
3、建立专题探究网页：有了实践课的成功，我们整理、收集了有关材料，制作《环境保护与学校教育》专题探究网页，为一个网络平台为大多数学生提供了环境探究资源。
第二阶段实验研究（2002.2—2003.1）主要是渗入各个年级，进行专题探究与化学学科特点的整合深入研究与实践，并与新课程标准的教学内容适当进行创编、拓展。  
1、网络技术与化学科学探究性课题的整合：
科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。在这信息爆炸的时代，在这瞬息万变的信息世界中，我们更应该利用信息技术和科学课程整合，让学生进行探究性课题的研究。 
例如我们在专题网和教师的个人主页上，公布研究的课题“养中的环境问题”、“城市垃圾”“饮水与健康”、“室内装修对空气污染”等；学生通过申请，可以把自己提出的研究课题发布在网上，作为共同研究的项目。全校不同年级、不同班级的许多学生兴致勃勃地参加了，围绕选题，或个人或结合成研究小组，通过网络等各种资源，查找有关资料。在不同老师的指导下，整理成自己的研究成果，写成小论文在网上发布或在校园网的留言板上进行自己经过研究后的成果留言。 
学生是科学学习的主体。学生对周围的世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲，学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动。让他们自己提出问题、解决问题，比单纯的讲授训练更有效。教师是学生的亲密伙伴，对学生在科学学习活动中的表现应给予充分的理解和尊重，并以自己的教学行为对学生产生积极的影响。运用信息技术进行与小学科学拓展型课题的整合，使学生的学变得更为主动。他们在交流研讨中，不仅学习他人的研究成果，而且对自己所研究的成果有喜悦感、成就感，同时感受到与他人讨论、探究的乐趣，渗透科学研究成果与他人共享的思想，培养他们的科学素养。
2、网络技术与化学学科特点的整合：
   化学是一门以实验为基础的科学，化学实验教学作为中学化学教学的主体，从根本上决定着化学学科中素质教育的落实情况。因此，化学实验教学中如何落实以“发展为中心”的教育观，应是当前化学教学改革的重心。网络技术在课堂教学中的应用给电化教学带来了新的途径和方法。我们依据这一专题的重要性、灵活性、及直观性，拟定了《中学化学实验园地》这一专题，不仅有静态信息的形式，而且还有动态信息的属性，它可以化抽象为具体，化复杂为简单，完成传统教学所不易或不能完成的教学任务，特别是网上资源中的动画模拟实验，及交流讨论中的实验改进为化学实验教学开辟了新的天地、创造了新的模式，实施该课题具有较高的理论价值和实践意义
研究成果：
开展课题研究以后，教研组在理论指导下，在实践中大胆探索，在运用网络技术进行专题探究教学以来，在各级公开课、说课观摩评比活动中都取得优异的成绩，培养学生创新能力等方面作了有益的探索。 
1、网络专题探索公开观摩及评优课情况
（１）《物质构成》（执教者：曾达颖）——泉州市优质课，并评为晋江市教坛新秀
（２）《原电池》（执教者：颜巧艺）——泉州市优质课
（３）《晶体结构》（颜巧艺，评为评为晋江市教坛新秀）
（４）《“高一化学实验复习”多媒体环境下实验课》张景松校二等奖
（５）《绿色化学与环境保护网络课》曾达颖——荣获学校公开课一等奖。并选送参加国家级“全国中小学基于网络环境下的教与学暨高中研究性学习”课题案例课评选，并获得全国三等奖，全国信息技术课例二等奖。
 2、网络专题探索论文发表获奖情况：
（1）《如何进行新教材的教学》（作者：颜巧艺）
 （2）《探索-自主学习在中学教材中的应用》（作者：颜巧艺，获晋江市科协二等奖。）
 （3）《浅淡网络在化学实验教学中的应用》（作者：蒋熹蓉）
 （4）《绿色化学对中学化学教学挑战》（作者：曾达颖）发表于2001.5省化学论文研讨会三等奖
 （5）《网络环境下的化学实验教学》（作者：曾达颖，获晋江市课题设计方案一等奖，并在全国中
      学化学国家课程标准及实验教材研讨会发表）
 （6）《网络教学与教改创新的思考》（洪毓婷） 
3、网络专题探索优秀网络课件资源库
  (1)课件名称：《原电池》（实验专题）作者：颜巧艺。获省化学课件制作比赛一等奖
  (2)课件名称：《物质构成》（实验专题）作者：曾达颖。获省化学课件制作比赛二等奖
  (3)课件名称：《气体制取与性质实验》（实验专题）作者：张景松
  (4)课件名称：《离子反应  离子方程式》（实验专题）作者：黄明皆
 （5）课件名称：《大气污染》（环境保护专题）作者：张景松
  (6)专题网站名称：《绿色化学与环境保护》作者：曾达颖。获中小学信息技术网络课件二等奖。
                  《中学化学实验园地》，作者：黄明皆。在泉州远程资源库中做为实验平台。
阶段研究得失谈：
1、 收获：经过了一个阶段的研究，我们深切地感到：开展本课题的研究，无论是对参与课研的教师，还是对参与实验的学生而言，都可用“获益匪浅”四个字来形容。
专题探究教学中实现了四个转变。 
①教学环境的转变：整个教学，学生的学习工具除了本来的课本、笔、图书资料之外，还有就是每人有一台与Internet相联的计算机，整个教学过程看来是在教室里进行，但教学的环境是真正的因特网环境。 
②师生角色的转变：作为创新教学的尝试，探究中摒弃了传统教学以教师为中心的“讲授式”教学方法，而是采用近年来兴起的建构主义学习理论，提倡的学习方法是在教师的指导下，以学生为中心的学习。 
③教学过程的转变：网络教学进行时，学生进入教师构建的网站主页，阅读研究学习的目标，内容和学习提纲，浏览网站导航，展开探究学习；或者由学生提出研究问题和项目，然后利用教师建立的网站和提供的网址进入相关网站进行自主学习，还可进行网络搜索，并在教师主页所设置的聊天室和观点留言板上探讨问题，发表看法、观点。学生利用情境、协作、会话等学习环境要素充分自主探究，教师起组织者、合作者、指导者和促进者的作用。 
④个性化学习的转变：信息社会的特点是个性化、多样化、关心人、尊重人，一切为了人成为信息社会的主旋律。专题探究教学中充分考虑学生的个体特点，在教学目标规定的最基本方面都能达到标准的同时，最大限度地发挥每个人的潜能与价值。 
⒉专题探究教学中实现了三个提高。 
①学生探究科学兴趣的提高：网络环境下的专题探究教学把文字、图像、声音、动画、视频及聊天室、留言板等于一体的多媒体教材替代抽象、枯燥的课本。虚拟技术使看不见、摸不着的，学生无法亲身体验的，一下就跃在学生面前，大大激发了学生的求知欲望，学生学习兴趣就随之再度膨胀。 
②学生协作学习能力的提高：网络环境下的专题探究教学，达到“人—机—人”相互交流，即学习者（人）通过多媒体网络（机）与教师和其他学习者（人）进行互相交流、协作学习，进一步培养了学生的团结协助、共同学习的能力。 
③学生利用信息能力的提高：网络技术与科学课程整合教学的实施，使学生认识了信息社会所必须的信息获取、信息分析、信息加工、信息拓展能力的重要性。从而初步形成学生综合实践的能力，并且在探究学习中不断提高。 
今后课题研究的方向 
   良好的开端是成功的一半。我们已经迈出了可喜的第一步，在下阶段的研究中，我们将继续总结教训，并汲取他人的成功经验，加强理论学习，以现代教育理论指导实践，以《基础教育课程改革纲要》为指导方向，以《新课程标准》为依托深入进行网络技术与学科特点整合的研究与实践。进一步加强网络技术对专题探究的有效整合，使网络技术与课程有效整合从课堂教学延伸到课外各个地方，努力探索培养学生获取信息、运用信息,提高学生能力的行之有效的方法。