1、运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径 课题研究报告一、课题基本情况1、课题名称：运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径2、课题来源：河北省教育学会“十二五”规划课题3、课题研究类型：应用性研究（重点课题）4、课题负责人：焦志荣5、实验时间：2011.12012.9二、课题研究的目的和意义本课题通过对运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径的研究要达到的目的是: 1、运用现代教育技术，建立农村初中化学实验教学资源库。2、运用现代教育技术实现化学教学资源的共享，提高农村初中化学实验教学资源
2、利用率。3、运用现代教育技术，降低实验操作中可能发生的危害和风险，提高实验效率。4、运用现代教育技术更新化学教师的实验教学观念，培养一支高水平高素质的教师队伍。5、建立在现代教育技术手段下农村初中化学实验教学的基本模式、方法。研究运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的意义在于：1、为区域内农村初中化学实验室建设与管理提供理论依据，科学方法。2、促进农村初中化学实验室建设与管理工作水平得以快速提升。3、探索、总结农村初中化学实验教学运用现代教育技术的方法、途径以及在实验教学中进行科研的具体方法。4、探索、研究农村初中化学实验教学的潜在机制和有效方法，提升农村初中化学教学课堂教学质量。通过
3、这一过程来提高化学教师的素质,转变教师教育观念，优化教师教学方法，提高教师教学水平，从中涌现出一批骨干教师，为我县实验教学的研究积累一些经验和方法。 三、课题研究的背景信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具。为了适应这个发展趋势，我校已经建立信息技术教育网络，要加强信息技术与其他课程的整合。“课程整合”的教学模式是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点，它与传统的学科教学有一定的交叉性、继承性、综合性，并具有相对独立特点的教学类型。它的研究与实施为学生主体性、创造性的发挥创设了良好的基础，使学校教育朝着自主的、有特色的课程
4、教学方向发展。化学是一门实验科学，因此在化学学科的教学中历来强调教学的直观性。 要在课堂教学中生动形象地进入学生的直观视觉，如果单纯靠现有的一些文字、挂图，甚至投影、幻灯是很难达到应有的教学效果的。而多媒体、信息技术与课程整合后，这些信息就可以产生非常好的直观性效果，激发学生强烈的求知欲望。作为中学化学的任课教师，在几年的教学实践过程中，我们一直在思考这样的问题：在信息技术与课程整合中，如何重新认识自己所教的学科？我们能切切实实地为信息技术与课程整合做些什么？如何把现代教育技术和化学实验进行有机结合？于是在上级教育部门和校领导的关怀下我们对这个课题进行了研究。四、课题研究的理论基础1、戴尔的“
5、经验之塔”理论：认为人的认知能力首先是从直接经验得来，即是通过人的多种感官，经过思考到实践而获得的，这种经验较为具体，是从实践中学习的。第二种经验比较间接，有“真实感”，但这种经验不一定要亲身体验，可通过视听手段而获得有“亲切感”的“代替经验”。第三类经验是间接和抽象的，是需要通过思维能力去理解而得到的经验。以上三类经验，从直接经验、代替经验到抽象经验依次由底到顶地排列成一个“经验之塔”。由“经验之塔”得到启示，在教学过程中，越是直接具体的经验，就越易于学习，所以，教育应从具体经验入手，逐步进到抽象。教学中，许多难点是专门与塔尖上的抽象概念打交道的，由于学习抽象经验有难度，加上课堂上时空的限制
6、，因此，可借助宝塔中层的视听媒体，配合比较具体、生动的“代替经验”，使难以接受的内容易于理解和接受。这同样符合了人们认识事物由具体到抽象、由个别到一般的规律。 2、新课程改革的要求：全面实施素质教育和基础教育的新课程改革要求教育以人的全面发展为目标，要求教育关注人的成长和发展，关注学生学习的过程和方法，以及伴随这一过程而产生的积极情感体验和正确的价值观；要求教师在教学过程中与学生积极互动，共同发展，处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习；要求改革传统的课堂教学模式，突破学科中心，实现学生学
7、习方式的根本变3、建构主义理论：建构主义学习理论和建构主义学习环境强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激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建构意义的帮助者、促进者。可见在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大的变化，这就意味着教师在教学过程中采用全新的教学模式、教学方法与教学设计。4、“英特尔未来教育”理论“英特尔未来教育”理论是以学生为主体、教师为主导、网络教学为基础，学生获取信息能力。它为学生创造了一个全新的、自由的学习环境，学生可以根据自身的特点和兴趣爱好，主动地学习，创新
8、的学习。学生可以在网上查询各种所需的材料和资源，还可以分组协作研究，共享交流。在不受时空限制学习环境下，给学生带来广阔的视野，学生既学到了丰富的知识，又熟练掌握了计算机技能，也增强了与他人的合作能力。5、创新学习理论创新性学习是指以学生为主体，学生自主探索、发现新知的过程，是对知识整合、建构的过程，是进行发散思维与辐射思维的过程。在学习方法上强调自主探索学习与互动协作学习的结合。信息技术在化学实验进行的前、中、后各阶段中创设理想的学习环境，更能让学生产生积极思考、深刻体验、再产生深远的反思，为创新学习找到实践的连接点。五、应用价值：现代教育技术主要指多媒体计算机、教室网络、校园网和因特网等。现
9、代教育技术与初中化学实验的整合，就是发挥新思想、新观念和新技术的优势，通过教与学把现代教育技术与初中化学实验融为一体，整合优质教育资源，把现代教育技术作为促进学生获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题、自主学习和构建知识的认知工具与情感激励工具，促进现代教育技术与初中化学实验同步发展，提高教与学的效率，改善教与学的效果，促进传统的教学结构与教学模式的根本变革，从而达到培养学生创新精神与实践能力的目的。六、创新之处：本课题站在时代的高度，响应了党中央“开拓创新，与时俱进”的号召，有着较强的时代性、开拓创新性、思想性、研究性。以现代教育中建构主义理论为指导，注意运用“学教并重”的教学设计理论进行课
10、程整合的实验教学设计。强调以学生为主体、以人为本，注重全面素质培养的教学思想和教学原则；强调教师在情景创设、信息资源提供、合作学习的组织和研究性学习的指导以及自主学习策略设计等方面发挥主导作用。教学中注重运用情景教学和计算机网络教学方法，运用常规教学媒体和以计算机为主体的现代教育技术促进化学实验教学。充分利用计算机技术创设和模拟各种实验现象，利用录像影像，生动展示宏观或微观的实验变化过程。突出实验重点，突破实验教学难点，强化学生课前预习和课后复习。探索一套利用计算机多媒体技术组合实现实验教学优化的教学方法，研究运用现代教育技术，“活化”实验现象，刺激学生视、听感官，充分调动学生学习兴趣和学习主
11、动性，提高教学效率，实现实验教学过程优化的教学模式。实验研究表明，我们选择的课题在初中教学中具有普遍性，研究的成果有广泛应用前景。七、课题研究的内容课题研究内容：课题研究围绕中学化学新课程的课程标准，以知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三维课程目标为导向，以课程标准中的内容标准为依据，深入研究，寻找在现代教育技术环境下进行有效的农村初中化学实验课程教学的创新点，形成具有学科特色、学校特性和现代教育技术特点的实验教学模式，充分体现现代教育技术在实验教学中的应用价值，为教师教学方式和学生学习方式的转变，以及教师的不断提高和学生的不断发展提供具有实践意义的指导和帮助。课题组研究的具体内容是农村
12、初中化学实验教学，重点开展运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径方面的研究。本课题对如何应用现代教育技术促进农村初中化学实验的教与学的方式和教与学的过程，如何创设信息化教与学环境，以及信息技术应用于教学的组织实施进行系统研究，以充分发挥信息技术的潜能，优化教学过程，改进教学方式，加强实验安全，并为学生主动参与学习和交流合作探究等提供技术支持。具体研究的内容为：1、我校化学实验教学现状的调查；2、传统实验教学模式弊端的分析； 3、现代教育技术给实验教学带来的机遇和挑战；4、研究、探索教育技术在实验教学中的应用及优势，并推广。5、研究、探索在现代教育技术手段下农村初中化学实验教学
13、的基本模式、方法。本课题研究的各个方面是密切相关的。首先必须要让老师通过理论学习和讨论，明确化学实验和现代教育技术的本质特征，然后通过调查了解学生的学习现状，并分析影响实验教学的原因，在调查研究和实践的基础上，总结出现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径。八、课题研究的过程与方法（一）精心组织，制定各项制度，并且严格执行，确保课题研究工作顺利进行1、课题组成员竞聘制本课题是研究运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径，所以它必须是师德高尚、业务素质过硬的教师来从事研究工作。因此，本课题组成员的挑选显得尤为重要。我们采用竞聘的方法来精选课题组成员，通过综合考核，最后
14、确定了课题组的成员，成立一支综合素质较强的课题组研究队伍。本课题主持人是张家口市教育技术装备管理站的副主任，有着较高的理论和丰富的实践经验；组员郭有贵是县二中党委书记、主抓教学的副校长，冯德攀是化学教研组组长，其他课题组成员大多为县二中初中化学教研、教学的中坚力量，既具有较高的业务素质和较强的科研能力，又有着丰富的教学经验，善于总结教学中的得与失。大家都在不同层面上主持和参与过省、市、县级多类课题的研究，具有丰富的课题研究经验，有的已有不少科研成果，撰写的论文多次获奖、发表。2、学习、研讨例会制度课题研究的经验告诉我们有了正确的理论指导，研究将少走许多弯路。我们制定了学习、研讨例会制度。为了课
15、题研究的顺利的开展，教师们加紧充电，学习相关理论和技术。教师们经常利用晚上和双休日进行技术培训，定期研讨、定期交流、不断探索、不断进步，达成了人人能较好的使用多媒体并制作课件，为后面课题的顺利开展创造了良好的条件。此外，课题组成员每月还以教科沙龙形式交流、学习各自收集的有关本课题的材料。研讨的内容很广，有时针对观摩课大家共同探讨如何在课堂教学中有效渗透情感、态度、价值观教育；有时研讨对某个学生跟踪调查分析转化的情况；有时针对自己开展的运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径活动展开研讨。一系列的研讨，使我们发现了自己工作中的不足，及时调整研究目标、方法、手段，不断提高自己的研究
16、能力。3、制定课题研究的实施步骤和研究进度、确保课题研究顺利进行实施步骤：（1）、 成立课题研究小组，选定课题、主持人及成员名单并申报立项。（2）、开题论证、制定课题研究方案。查阅文献资料，拟定研究内容，撰写研究实施方案，（3）、组织参与课题的教师对相关教育教学理论、信息技术、网络技术理论及其应用、实验教学进行深入地学习和培训。并对参与学生进行相关指导。（4）、结合具体实际，明确分工，相互合作，有步骤、有计划地开展课题研究。（5）、不断探索，逐渐形成以现代教育技术为环境，实验探究为手段的教学模式，充分发挥学生自主性、能动性和合作性。（6）、及时检测、反馈，运用经验总结法推崇有效的教学方法和途径
17、，分析不足之处，及时把握课题研究的方向，从而确保课题能够顺利进行。利用信息技术,构建化学实验教学和学习环境,营造协作式学习氛围，满足不同认知水平和认识风格的学生。（7）、达成课题研究目标任务，开发制作化学课件并应用于课堂教学、形成相关课堂教学理论，成果在本校内推广。把本课题组老师优秀课件、论文等整理、归类，形成较为丰富的宣化县二中化学资源库；撰写研究报告，请课题管理机构和专家验收鉴定。研究进度：本课题于2011年1月开始到2012年9月结束，研究时间1年半，分三个阶段实施。1）、准备阶段(2011.1-2011.3)成立课题组，组织力量对实验教学、运用现代教育技术手段的方法和途径,进行理论研究
18、，撰写心得、体会。制订课题实验方案，培训实验教师。2）、研究阶段(2011.3-2012.6) 分四个步骤，尝试运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径。1.（2011.3）进行问卷调查、实验操作等测试，调查农村初中学生学习化学的现状、教师实验教学的现状、学生实验能力的现状，写出分析报告。2.（2011.4）对农村初中实验教学中的不足与困难进行分析与研究。3.(2011.52012.4)尝试利用现代教育技术优化农村初中化学实验教学。4.(2012.52012.6)建立农村初中运用现代教育技术开展实验教学的模式，使农村初中实验教学达到最优化。3）、总结阶段(2012.7-2012
19、.9)1、收集、整理、统计各种资料，分析各种数据，撰写研究报告。2、总结教学研究实践的经验和理论研究的成果，使之升华成为有实际指导意义的理论，同时做好实验成果的推广工作。3、申请课题结题。分析、汇总各类研究资料，以撰写研究报告形式结题。（二）加大投入、深入学习，为开展课题研究创设完备的条件。 我校是国家、省、市、县级实验基地，是省科研先导型学校，学校有机房三个，共有二百多台计算机，公共多媒体教室三个。学校为教师配备了笔记本电脑，接入30兆光纤。2009年学校先后为66个教学班安装了先进的多媒体设备，并接入了互联网。在软件培训上，学校全体中青年教师已通过县进修校信息技术考核，2010年4月，学校
20、进行了计算机网络信息资源使用培训与学科教学资源的整合培训，大多数教师具备了应用多媒体和网络进行教育教学的能力。另外、我们还申请科研处为教师购置了课堂教学的有效性余文森、化学教学、中学化学参考、网络教育-教育现代化发展的必然刘永安、实验教学与仪器、科技创新与创新能力的培养、课题研究指南、与电脑知识有关的书籍、教学光盘及制作课件相关的软件等。 为了课题的顺利开展，教师们加紧充电，学习相关理论和技术。我们组织全体化学老师进行了教育理论和计算机技术的再学习，并配备一名计算机教师系统地对课题组成员进行计算机技术培训辅导，通过学习和辅导，课题组成员的计算机操作技术更加娴熟，并学会了课件制作，信息资源搜集、
21、加工、整理等方法，为开展课题研究创设了十分完备的条件。（三）扎实研究，积极探索运用现代教育技术手段改革农村初中化学实验教学的方法和途径1、当前教学中影实验教学的因素分析当前影响农村初中化学实验教学效果的因素较多。我们课题组进行认真的调查、了解、分析，认为影响农村初中化学实验有效教学的主要因素有以下几方面：从化学实验技能考核中看到的问题（1）、设计实验能力差如有的同学在用过氧化氢制取氧气时，长颈漏斗没有伸入液面以下，导致氧气从漏斗逸出。有的同学制取CO2时错用硫酸和碳酸钙反应，导致反应很快停止，无法收集到CO2。（2）、操作程序不正确在某些气体的制取及性质实验中，未准备好后续实验就急于加药品制气
22、，等到做性质实验时大部分药品已反应掉，不能完成规定的实验项目。（3）、实验操作基本技能差气体的制取、收集和验纯不合程序，使收集到的气体不纯或使实验失败。药品的取用、转移不规范，常造成药品浪费或效果不佳。小组实验时，同学之间密切配合不到位，不规范的操作很多，甚至还蒙骗了老师。“善后”工作处理不当。有的同学实验完毕，把反应剩余的药品倒入原试剂瓶中或随意丢弃，造成药品的浪费和污染。有的同学对某些试剂用后处理不当，如使用浓盐酸、氢氧化钠等药品时，用后不注意及时盖盖密封保存，因而使试剂的有效成分发生改变，这样不仅浪费药品，更会影响下次实验。（4）、观察和表述实验能力差由于观察的不仔细、不到位，所以常常对
23、某个现象产生的原因搞不清楚。表述实验现象时，学生常常把产生现象的原因或者物质的某些性质错误的表述成实验现象。还有个别同学把反应条件表述成实验现象。表述不完整。表述实验现象，应该把反应的整个过程中产生的各种现象都要完整有序地表述出来，而学生却往往只描述部分反应现象。难以正确书写实验报告。化学实验报告是整个化学实验过程的反映，也是对所做实验的总结。有许多学生在写实验报告时经常丢三落四项目不全，有的则注重表象不明白实质，有的废话连篇，答不出要点，还有的不尊重客观事实乱凑数据，乱填现象。化学实验教学中看到的问题 在化学教研活动中，听老师的实验课时，经常看到这样的实验课：实验室里仪器已准备妥当，学生人人
24、手拿实验报告单，安静的坐在实验桌旁，老师正热情奔放地讲着实验的原理、实验的步骤和实验的注意事项，偶尔学生动了一下仪器，也被老师呵止，快到半课时老师才让学生动一下，记录几个实验数据、实验现象，一堂实验课下来学生感觉很不过瘾，远不如想象中的那么神秘与有趣。我们简要总结出目前化学实验教学普遍存在着以下几方面的问题： （1）、实验教学过程中，简单的“照方抓药”的验证性实验内容较多，而缺乏培养创新能力和探索精神的内容。 （2）、实验手段落后，现代教育技术已被应用到许多领域中，而实验教学中利用现代教育技术深化教学要求的内容较少，不能反映当今化学发展的水平。 （3）、传统的实验和分析方法等与生产实际的距离偏
25、差较大。 （4）、教学方法单一，照方抓药抑制了学生思维能力和创造能力的发挥。 （5）、教学方法仍采用实验前教师详细的讲解实验内容，不仅占用了学生有限的动手时间，而且没有给学生留下思考的余地，束缚了学生的主观能动性。 （6）、教学研究发展不平衡，在实验教学中，由于化学学科实验教学录象教学资料比较丰富，因此应用录象教学比较多，而研究、开发实验教学软件的较少。这是因为依靠学校教师设计和开发适应教学需要的计算机软件有两大难题：一是教师以教学工作为主，不可能有充足时间和精力来从事教学软件的研究、开发；二是教师主要掌握计算机使用的基础知识，对计算机应用软件设计和制作程序不熟悉，从根本上制约和影响教师制作实
26、验教学软件的积极性。因此，计算机实验教学工作进展缓慢。此项研究工作有待于进一步加强。（7）、实验教学观念仍停留在应试教育模式上，仍有一部分教师把实验课看成是理论课的补充，是一种辅助性教学，在知识和能力的培养目标中，侧重于知识，在思维能力与动手能力的培养中，侧重于思维能力。这种把两者人为割裂的目标定位形成一种普遍性的实验教学状况，重实验结果、轻实验过程；重知识巩固、轻能力培养。但是，初中化学实验教学的目的，决不仅仅是为了应付升学考试，更重要的是通过实验能够培养学生的动手能力、合作能力和积极探索的科学精神，这种知识的获得是在黑板上讲解、背诵无法达到的。作为化学教师，对素质教育的认识，对实验教学目的
27、认识不能只停留在口头上，而要从思想意识上真正认识到实验教学的重要性，理顺实验教学在化学教学中的位置。2、新课程理念下现代教育技术与化学实验教学的合理性建构我们课题组进行了扎实研究，认为：现代教学倡导实施素质教育，其核心是充分发挥学生的主动性，初中化学实验教学在培养学生的主动性、动手能力和发展学生思维方面起着重要的作用。实验心理学也证实；，学生获得知识的大部分来自于听、视觉，部分来自触觉、嗅觉、味觉等。而现代教育技术因其提供的材料具有生动、直观、新颖等功能，因此在初中化学实验教学中对现代教育技术进行组合和运用，能吸引学生用多种感观进行学习，提高学生的主体性，促进学生自主学习。作为一名教育工作者，
28、必须要思考如何在现代教育思想、理论的指导下，利用现代教育手段和方法，利用现代媒体技术，优化课堂教学，实现化学实验教学过程的最优化。纵观人类教育发展的历史，生产和科学技术的进展一直是影响教育变革与发展的重要因素。尤其是在20世纪末21世纪初，随着电子技术，通信技术，以及多媒体计算机技术等现代科学技术的兴起与发展，现代教育得以极大的发展。现代教育技术亦从现代教育中脱离出来，成为的一个独立的、重要的分支。作为化学教育教学重要组成部分的实验教学，现代教育技术在其中具有十分重要的应用。 理论基础和可行性分析现代教育技术一词的出现在20世纪，其定义的内涵经历了好几次演变，目前世界上比较公认的定义是美国教育
29、传播与技术协会AECT1994年发布的有关的教育技术的定义：“教育技术是为了促进学习，关于学习过程和学习资源的设计、开发、运用、管理和评估的理论与实践。”该定义明确指出“学习过程”与“学习资源”是教育技术学的研究对象。教育技术学是一门理论与实践并重的学科，它是要将理论的研究和实际的工作结合起来，要把研究的结论转化为提高教育质量、扩大教育规模的实际效果。 随着近年来我国经济的发展，根据国家发展的需要，从90年开始，我国普及九年义务教育，而目前我国多数农村学校的实验教学的状况，尤其是实验设备的配置、实验的开设和管理以及评价在近期内还不能够满足扩招后的教学需要，另外，伴随着网络教育的开展，终身教育观
30、念的进一步普及，越来越多的学习者需要利用实验室进行实验，这也无疑给业已存在困难的实验教学增加了负担，如何利用现代教育技术解决这些问题，为越来越多的中学实验工作者和教师所关注。从现代教育技术的定义可以看出，教育技术关注的主要对象是学习过程和学习资源，这里所讲的学习过程和资源同样也包括实验教学过程和实验教学资源，教育技术注重的是如何对这些过程和资源进行设计、开发、运用、管理和评价，就其内涵而言，是指与学习过程和资源的设计、开发、运用、管理和评价的相关的教育思想、教与学的理论、应用软件和管理软件及在教与学过程中运用的相关的媒体硬件技术，如媒体技术、信息技术、计算机技术、网络通信技术等等，解决的主要是
31、如何利用这些软件技术来帮助解决一些教学重点、难点等。而中学的实验教学由于目前存在的诸多矛盾，要解决问题，同样存在对实验教学过程和教学资源的设计、开发、管理、运用和评价等过程，而解决实验设备的缺乏和利用效率低等问题，现代教育技术的硬件技术在实验教学的中的应用为实验教学解决了很多问题，如利用虚拟仪器、虚拟现实软件或是多媒体计算机网络系统，就可以实现一些仪器的虚拟和共享，从上可以看出，现代教育技术在中学实验教学中的应用是可行的。现代教育技术在实验教学中的应用分析现代教育技术在初中实验教学中的应用首先体现在现代教学思想、教与学的理论和方法的移植，主要体现在以下几个方面：1、现代教育技术在发展过程中，不
32、断吸收和消化了很多先进的教育思想，比如前苏联教育学巴班斯基的教学最优化思想，亦即任何教学活动的最终目的都应达到最优化，我们中学的实验教学，同样应该在教学过程中，调动各方面的积极因素，达到实验教学的最优化。2、在教与学的理论方面，同样也可把现代教育技术的一些理论移植到中学实验教学中，如上个世纪末开始至今都比较流行的建构主义学习理论，这一理论注重学生利用现有的学习环境，与他人相互合作，主动建构学习知识，充分发挥学习者为中心的思想，发挥学习者的主观能动性。3、在方法方面，现代教育技术注重利用先进的方法如教学设计方法，对学习过程和学习资源进行设计、开发、利用、管理和应用。而这些方法移植到实验教学过程中，主要体现在利用相应的软件、教学设计方法和评价方法对与实验教学过程的设计、开发、运用、管理和评价，注重实验过程的计划、组织、实施和最终的评价。其次，现代教育技术除了
