Page1對(duì)計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)的幾點(diǎn)思索和相識(shí)隨著課程教材改革的全面推行和逐步深化,教學(xué)手段的現(xiàn)代化已成為當(dāng)前實(shí)施素養(yǎng)教化、提高課堂教學(xué)效率的一個(gè)重要問(wèn)題。當(dāng)今社會(huì)是信息科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的社會(huì),而二十一世紀(jì)的課堂是多媒體的課堂,在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今日,教化不再僅僅是“粉筆加嘴巴”的傳統(tǒng)模式,現(xiàn)代化教化技術(shù)個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）加多媒體必定會(huì)引入教學(xué)領(lǐng)域,如計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)(CAI)和計(jì)算機(jī)管理教學(xué)(CMI)已成為世界范圍的教化探討領(lǐng)域和將來(lái)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。筆者將就開(kāi)展計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)的必要性及其現(xiàn)狀與對(duì)策等方面談?wù)剮c(diǎn)思索和相識(shí)。一、計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)的發(fā)展及其在化學(xué)教學(xué)中的功能在我國(guó),計(jì)算機(jī)教化應(yīng)用存在二次轉(zhuǎn)折,第一次是從程序設(shè)計(jì)教學(xué)轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué),其次次是從課件思想轉(zhuǎn)向積件思想和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)興起于五十年頭末,它是教化學(xué)、心理學(xué)、教化技術(shù)學(xué)、管理科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。當(dāng)時(shí)行為主義學(xué)習(xí)理論提倡程序教學(xué)法,希望依據(jù)刺激反應(yīng)的強(qiáng)化原則,剛好獲得教學(xué)信息的反饋,從而有效地實(shí)行個(gè)別化教學(xué)。但正如馬特萊諾（Martellaro）所說(shuō),“在計(jì)算機(jī)穩(wěn)固地占據(jù)課堂之前,好像要在教化界經(jīng)受一場(chǎng)長(zhǎng)期而艱難的斗爭(zhēng)。和舊的、早已穩(wěn)固起來(lái)的教學(xué)方法相比,計(jì)算機(jī)必需具有更明顯的優(yōu)越性才能得到廣泛的應(yīng)用”?

。由于那時(shí)的計(jì)算機(jī)發(fā)展尚處于起步階段,存在對(duì)技術(shù)人才素養(yǎng)要求高的困難,有關(guān)教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)與制作更是很多老師還沒(méi)有駕馭的技術(shù)，同時(shí)軟件以Basic編程的字符模式為主,軟件開(kāi)發(fā)難度大、界面不友善、價(jià)格高,相應(yīng)的措施又跟不上,因而計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)并未受到特殊的關(guān)注。到八十年頭,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,社會(huì)物質(zhì)條件的改善,為計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)創(chuàng)建了有利條件,特殊是認(rèn)知心理學(xué)的興起,使CAI課件開(kāi)發(fā)更側(cè)重于應(yīng)用性,留意學(xué)問(wèn)的條理性和結(jié)構(gòu)化,強(qiáng)調(diào)要與學(xué)習(xí)者已有的相識(shí)結(jié)構(gòu)相匹配,使其在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過(guò)計(jì)算機(jī)的協(xié)助達(dá)到同化和順應(yīng),從而形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。近年來(lái),由于認(rèn)知心理學(xué)理論的日益成熟及多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,如圖像技術(shù)的提高（包括解析度增大、色調(diào)豐富和2D、3D圖形技術(shù)增加）、壓縮與解壓縮技術(shù)的發(fā)展、高容量載體的出現(xiàn)以及數(shù)位化技術(shù)與超媒體技術(shù)和運(yùn)算技術(shù)的加快等，帶動(dòng)了CAI課件的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)更留意于學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)力的形成、學(xué)習(xí)策略的駕馭以及供應(yīng)更多的個(gè)別化教學(xué)的選擇。就世界上計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)的發(fā)展過(guò)程而言，主要經(jīng)驗(yàn)了以字符模式為主的編程階段、多媒體CAI課件和從一元到多元、多維等將教化與信息技術(shù)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)（是廣域網(wǎng)而非局域網(wǎng)）階段，因此計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),也順應(yīng)了現(xiàn)代化教學(xué)的兩個(gè)基本趨勢(shì),即強(qiáng)調(diào)教學(xué)的主體性,強(qiáng)調(diào)充分發(fā)展學(xué)生的特性,全面提高學(xué)生的整體素養(yǎng)。在大力提倡素養(yǎng)教化的今日,堅(jiān)持素養(yǎng)教化的基本觀點(diǎn),就在于要面對(duì)全體學(xué)生,通過(guò)個(gè)體的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)真正意義上的全面發(fā)展,同時(shí)幫助學(xué)生具備各方面的基本素養(yǎng),形成合理的素養(yǎng)結(jié)構(gòu),為學(xué)生的將來(lái)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。而要實(shí)現(xiàn)個(gè)體的全面發(fā)展,必需立足于學(xué)生個(gè)體差異、因材施教,使學(xué)生不僅要有雄厚的學(xué)問(wèn)基礎(chǔ),還必需駕馭獲得學(xué)問(wèn)技能的方法,形成自學(xué)實(shí)力,才能適應(yīng)將來(lái)社會(huì)不斷改變的須要。而計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)的主要功能,則會(huì)對(duì)我們進(jìn)行素養(yǎng)教化目標(biāo)的實(shí)施供應(yīng)有益的幫助。就計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)而言,具有以下幾個(gè)功能：1.多媒體集文字、圖形、圖象、聲音、動(dòng)畫(huà)、影視等各種信息傳輸手段為一體,具有很強(qiáng)的真實(shí)感和表現(xiàn)力,可以激發(fā)學(xué)習(xí)者愛(ài)好,引起留意。提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的愛(ài)好,是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的前提,也是改善課堂教學(xué)環(huán)境的重要一環(huán)?；瘜W(xué)多媒體軟件在內(nèi)容組織上采納大量的色調(diào)顯明、活潑好玩的音象畫(huà)面,有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。2.可以變抽象為詳細(xì),模擬微觀世界的化學(xué)反應(yīng)和現(xiàn)象,使教學(xué)更加形象、直觀,便于學(xué)習(xí)者理解和駕馭。化學(xué)是探討原子、分子等微觀運(yùn)動(dòng)和改變規(guī)律的一門(mén)學(xué)科,對(duì)于化學(xué)中運(yùn)動(dòng)而困難的微觀世界,用傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難使學(xué)生理解駕馭,而借助計(jì)算機(jī)的模擬手段,可以使學(xué)生比較直觀形象地相識(shí)微觀粒子的運(yùn)動(dòng),從而對(duì)化學(xué)改變的本質(zhì)能一目了然。3.可以動(dòng)態(tài)地、對(duì)比地演示一些化學(xué)現(xiàn)象,可以有效地限制改變的速度,調(diào)整快慢,從而便于學(xué)習(xí)者視察和思維。有些化學(xué)反應(yīng)瞬間完成,對(duì)其過(guò)程很難分步視察與推斷,通過(guò)多媒體技術(shù),老師可以模擬限制反應(yīng)改變的速度,調(diào)整教與學(xué)的進(jìn)度,在老師與計(jì)算機(jī)的共同啟發(fā)下,培育學(xué)生的實(shí)力。4.利用多媒體的人機(jī)對(duì)話、界面友善、超文本、人工智能、可編著工具、便利的外設(shè)、虛擬現(xiàn)實(shí)等功能,可以使學(xué)習(xí)者沿著自己的思路,適應(yīng)自己的須要去發(fā)展學(xué)習(xí)的過(guò)程,可以剛好反饋教學(xué)信息,可以突出重點(diǎn),解決難點(diǎn),增大課堂教學(xué)容量,極大地提高教與學(xué)的效率。計(jì)算機(jī)信息貯量大,處理快速,具有友好的工作界面,便利的人機(jī)交互功能,為學(xué)生供應(yīng)了良好的個(gè)別化學(xué)習(xí)環(huán)境,使學(xué)生能依據(jù)自己的學(xué)習(xí)實(shí)力調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度和難度,真正實(shí)現(xiàn)因材施教。而老師可以依據(jù)學(xué)生已有的相識(shí)基礎(chǔ),構(gòu)建問(wèn)題情境,指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地上機(jī)學(xué)習(xí),并輔之以必要的反饋練習(xí),剛好確定或解答,幫助學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)方法,查找學(xué)習(xí)障礙,逐步提高學(xué)生自學(xué)實(shí)力和處理實(shí)際問(wèn)題的實(shí)力。由此可見(jiàn),計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)在提高課堂效率、增大課堂容量、進(jìn)行全面即時(shí)性輔導(dǎo)、減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)等方面,都是其他教學(xué)媒體所沒(méi)有的。5.多媒體的各種信息傳輸手段作用于學(xué)習(xí)者,可以同時(shí)調(diào)動(dòng)視、聽(tīng)、說(shuō)等多種感官,形成合理的教學(xué)過(guò)程體系,使學(xué)習(xí)者在最佳的學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)習(xí),使之達(dá)到教學(xué)的最佳效果。心理學(xué)探討表明,人們從聽(tīng)覺(jué)獲得的學(xué)問(wèn)能夠記憶15%,從視覺(jué)獲得的學(xué)問(wèn)能夠記憶25%,而同時(shí)運(yùn)用兩種傳遞信息的工具就能接受學(xué)問(wèn)約65%。多媒體的多感官刺激作用,有利于學(xué)生留意力的長(zhǎng)期保持和獲得學(xué)問(wèn)。6.多媒體網(wǎng)絡(luò)可以縮短時(shí)空距離,加強(qiáng)人與人間的聯(lián)系,有利于開(kāi)闊學(xué)習(xí)者的視野,形成互助合作的優(yōu)良素養(yǎng)。如電子圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)的服務(wù),允許用戶把信息(電子郵件)傳給本系統(tǒng)的其他用戶,也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)獲得圖書(shū)館的信息,其好處是不言而喻的。正如埃斯特倫所說(shuō),“計(jì)算機(jī)能特別直觀地、多方面地供應(yīng)學(xué)習(xí)閱歷,這可以使一個(gè)年輕人在大約幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)達(dá)到用傳統(tǒng)教學(xué)方式需幾年才可達(dá)到的水平”②。由于計(jì)算機(jī)協(xié)助教學(xué)具有這些功能,就確定了它在化學(xué)教學(xué)中會(huì)發(fā)揮日益重要的作用,所以有必要開(kāi)展并加強(qiáng)計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)工作。二、目前計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀與困難近幾年來(lái),在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的化學(xué)教學(xué)中已廣泛采納以微型計(jì)算機(jī)為核心的高新技術(shù)和多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)。如何使我國(guó)化學(xué)教學(xué)現(xiàn)代化問(wèn)題,已擺在全體化學(xué)老師、教研員及教材探討人員的面前。從我國(guó)目前的狀況看,依據(jù)鄧小平同志教化要三個(gè)面對(duì)的指示,由于各級(jí)教化行政部門(mén)和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視,全國(guó)廣闊地區(qū)的各類(lèi)學(xué)校在計(jì)算機(jī)硬件的裝備上已邁出可喜的步伐,不論是重點(diǎn)中學(xué)還是一般中學(xué),很多都已從無(wú)到有建立起規(guī)模不等的計(jì)算機(jī)試驗(yàn)室,并多已開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)普及課程,初步做到了“計(jì)算機(jī)要從娃娃做起”。但是由于種種緣由,計(jì)算機(jī)在教學(xué)上的應(yīng)用普遍還停留在磁盤(pán)操作系統(tǒng)（DOS）基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)、文字處理、數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)等層次上,計(jì)算機(jī)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用還基本上是處于起步階段。這不僅是教學(xué)資源的奢侈,而且還會(huì)影響到中學(xué)對(duì)將來(lái)人才的培育。究其緣由,一是適合中學(xué)化學(xué)教學(xué)的計(jì)算機(jī)軟件不多,就是目前已有的一些已商品化的化學(xué)教學(xué)軟件也較多停留在初級(jí)教學(xué)水平,教學(xué)針對(duì)性不強(qiáng),而一些水平相對(duì)較高的軟件價(jià)格偏高,脫離了目前我國(guó)中學(xué)師生的承受實(shí)力,因此難以在教學(xué)中發(fā)揮作用。從目前國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀看,CAI的發(fā)展較為落后,品種單一、制作粗糙、交互性差、界面不志向、連貫性差,難以形成系列產(chǎn)品,更難以在全國(guó)推廣。二是現(xiàn)階段我國(guó)中學(xué)師資在駕馭現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上水平普遍偏低,往往是懂化學(xué)的不懂得軟件編制,很多閱歷豐富的老師不懂計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,對(duì)計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)著急萬(wàn)分而無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的很多設(shè)想；而會(huì)編制軟件的人員卻又不甚了解化學(xué)教學(xué),即使他們有豐富的編程閱歷也很難能編制出一個(gè)令人滿足、切中要害的CAI課件,這種狀況就使得課件設(shè)計(jì)與制作相脫節(jié),因此可以想象很難能使編制的軟件達(dá)到較志向的水平。目前全國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀與困難主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：1.全國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡,在很多地區(qū)存在著資金與設(shè)備短缺的狀況,很難能對(duì)計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)進(jìn)行深化的探討與開(kāi)發(fā)。2.探討與編制力氣分散,隊(duì)伍不整齊。尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)協(xié)助化學(xué)教學(xué)的探討缺乏整體的設(shè)想與規(guī)劃,CAI課件很難有質(zhì)上的突破,對(duì)CAI的功能探討與開(kāi)發(fā)得不夠。3.在突破教學(xué)難點(diǎn)上還缺乏好的CAI課件。在CAI化繁為簡(jiǎn)、化虛為實(shí)、變亂為明、化難為易的功能方面開(kāi)發(fā)得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。4.在加大教學(xué)密度上探討得還不夠。利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以做到高密度的學(xué)問(wèn)傳授,大信息量的優(yōu)化處理,能大大提高課堂效率。從目前已知的CAI課件看,在這方面的探討工作應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)。