实验教学指导与信息技术的整合研究总报告.docx

1、实验教学指导与信息技术的整合研究总报告实验教学与信息技术的整合研究总报告永昌县红山窑中学茹武年一、问题背景在国家倡导的素质教育前提下，在教育部实施新课程改革的大背景下，有些学校由于地方配套教育设备跟不上，致使初中理、化、生实验教学有着一定的局限性，部分实验不能正常开出。如何利用信息技术来解决这一问题，成为本课题研究的主要内容。从新课改的背景来说，本课题的提出顺应了深入践行课程改革的需要，理科实验教学与信息技术整合能够改变师生教与学的方式，彻底改变以往实验“口头做”的现象，能丰富学生的视野，更好地提高学生学习的主动性、积极性与创造性以及动手操作的能力。从学科性质来说，本课题的提出顺应了初中理化生

2、实验教学的需要，许多实验是微观、连续且十分复杂的实验，具有实验过程快速等特点，学生难以细致观测，只能抽象推断变化过程。另外，部分生物实验需要较长时间才能完成，如植物栽培、种子萌发、动物饲养等实验短时间内难以完成。计算机模拟实验教学是一种全新的实验教学方法，它是教师或学生以计算机作为载体，借助计算机程序而展开的“实验”。教师利用多媒体技术模拟许多微观实验或有危险性实验，可以实现将复杂的问题简单化，将漫长或瞬间的生命过程变成可控、有序的演示过程，减少实验危险伤害。同时，教师还利用信息技术将实验过程录制下来制成电影文件，再在播放时运用多媒体控制器进行拆分、反复回放、慢镜头播放或定格观察，然后结合文字

3、和语音解释，就可使学生清楚、直观地观察到实验的每一个细节，效果特别好。从学校的实际情况来说，本课题的提出顺应了我校高效课堂教学的需要。目前随着学校硬件设施的配备到位，搭乘义务教育均衡发展的快车，学校可以通过本课题研究来促进教师教研能力和学生实验能力的发展。二、核心概念及其界定初中理化生实验教学：在理化生教学活动中，以实验作为重要教学内容的教学，称为理化生实验教学。具体说是指根据理化生的教学目的、学生的认识水平、教学条件，有目的地安排、设计一些类似科学实验的模式、程序，在规定的较短时间内进行实验操作，以达到实验目的要求的教学实践活动。信息技术：“信息技术”是信息社会使用频率最高的词汇之一。人们对

4、信息技术的定义，因使用的目的、范围、层次不同所以表述的也各不同。信息技术有狭义和广义之分。狭义的理解认为：可以从三个方面介绍：（1）将信息技术等同于计算机技术；（2）信息技术是计算机与通信技术的结合；（3）信息技术是计算机技术加通信技术加控制技术。广义的理解认为:信息技术是指完成信息的获取、传递、加工、再生和使用等功能的技术。本研究中的信息技术主要是指现代信息技术在初中理化生实验教学中的应用。信息技术与课程整合：信息技术与课程整合，就是指把信息技术作为促进学生自主学习的认知工具和情感激励工具，利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境，把学生的主动性、积极性充分调动起

5、来，使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效的锻炼。信息技术与实验教学的整合：本课题界定的观点就是通过将信息技术有效地融合于实验课的教学过程来，营造一种新型实验环境，实现一种既能保证实验的现实性、直观性、安全性、可操作性，又能充分体现学生在信息技术的环境下，主动地参与实验，以实验与技术的整合为契机，高效地分析实验现象、获取实验的结果，最终形成形象、直观的实验报告。三、国内外研究现状国内外的许多专家对学科与信息技术整合进行了大量的研究。1该领域在国外的研究现状美国教育技术CEO论坛第四年度(2001)报告则明确指出:“21世纪的能力素质”应包括以下5个方面:基本学习技能;信息素养;创新思维

6、能力;人际交往与合作精神;实践能力。面向21世纪培养人才的能力及素质的有效教育途径就是进行信息技术与学科的整合。美国较早地提出信息技术与课程整合，于1996年成立了专门的组织进行评价和监控中小学信息技术与课程整合的进展情况，1997大规模开展信息技术与课程整合研究，主要集中在培训教师掌握信息技术的基本技能，帮助教师转变角色，鼓励教师在教学中充分利用信息技术，并利用信息技术进行教学。1998年对学生学习成果评测，以了解信息技术在教学中的作用，总结以前的研究结果。1999年信息技术的重点转移到教师的培训上。2000年信息技术与课程整合研究进一步深化，重点鼓励社会、教师、家长和学生等各个方面都参与到

7、信息技术与课程中来，利用信息技术所提供的各种条件建构一个全新的学习环境，以培养具备21世纪技能的人才。现在，美国的信息技术与课程整合由模式探索转入环境建构的阶段。英国现在正推广计算机实验数据采集系统，该系统能完成实验数据自动采集，并能根据实验者的要求进行各种数据分析，绘制成图像，还能导出实验数据库，以方便实验者利用其他工具进行数据分析。法国对信息技术与学科教学的整合要求教师使用信息技术，对学生进行培训，让学生在各学科教学中都接触一些专门的软件，让学生利用的新的手段、技术去获取知识，从因特网上获得有价值的学习资料，让信息技术更好地成为学生的学习工具。2该领域在国内的研究现状1998年，全国中小学

8、计算机研究中心的研究人员借鉴西方发达国家的提法，第一次提出了“课程整合”课题组，并将其列入“九五”重点课题的子课题进行立项。1999年1月，全国中小学计算机研究中心在北京师范大学组织召开了有数十所学校参加了“计算机与各学科课程整合”项目开题会，“课程整合”项目开始走向有组织的研究阶段。2000年10月教育部部长陈至立在颁布的基础教育课程改革纲要中提出:“要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”。自从20

9、00年以来，全国各地都在积极推进信息技术与课程整合的理论与实践工作，一些省、市的中学在信息技术与学科整合方面取得了令人欣喜的成果。如:北京师范大学李琼信息技术在生物教学中应用模式的研究与实践从理论和实践上论述了信息技术与课程整合的必要性、重要性和迫切性、根据系统论的方法和教学设计的思想，提出了信息技术在生物教学中的应用模式。总之，信息技术与理化生实验教学整合在世界范围内已经取得了阶段性的成果，其价值和意义得到了初步的认同。四、课题研究的理论依据1新课标理论基础教学课程改革纲要（试行）第十一条明确提出“大力推进信息在教学过程中的应用”，并对这种应用的立足点作了明确的阐述，“促进信息技术与学科课程

10、的整合，逐步实现教学内容的呈现方式，学生的学习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利的学习工具”。2构建主义学习理论强调以学生为中心，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、知识意义的主动构建者。构建主义的教学理论则要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动构建主义的帮助者、促进者：要求教师应当在教学过程中采用全新的教育思想与教学结构全新的教学方法和全新的教学设计。而基于网络环境的学习符合了构建主义学习观的要求。3现代教学设计理论多媒体教育系统，把多种媒体信息集成于一体，并与其他教育要素（教师、学生等）

11、共同作用，构成合理的教育系统结构，使整体功能大于各部分功能之和，达到系统优化的目标。信息加工的学习理论认为，人是能动的信息加工者，人的认识是由外界刺激和认识主体内部心理过程相互作用的结果，学习过程可解释为每个人根据自己的态度、需要、兴趣和爱好并利用过去的知识与经验对当前的学习内容作出主动地有选择的信息加工过程。由于信息的多媒体化，为学习者多种感官参与并发挥作用。4主体教育理论强调尊重学生的主体地位，发挥学生在学习过程中的自觉性、自主性和创造性，以培养学生的创新精神，最终培养学生成为能进行自我教育的社会主体。五、研究的目的和目标（一）研究目的1通过本课题的研究，可以为学生更好地开展实验教学提供直

12、接帮助，提升同学们的实验水平，同时也可为信息技术与其他各学科的整合研究提供参考。2通过本课题的研究，可以促使教师增强研究意识，提高研究水平，提升教育质量，从而逐步形成具有个性的教育教学风格。3通过研究，调动学生学好理、化、生、科学的主动性和积极性，培养学生的各种能力以及从事科学研究应当具备的严格的科学态度，科学的思维方法，严谨的科学作风，使学生一步步地学会自然科学课程研究中基本方法。4通过研究，初步形成校本化的自然科学实验课模式。5通过研究，切实转变教与学的方式，提升教师的科研素养与水平。6通过研究，努力探索信息技术与实验教学整合的路径与方法，总结归纳信息技术条件下的实验教学的教学模式，为广大

13、初中理化生教师及小学科学课的实验教学提供丰富的实践经验。（二）研究的具体目标1.通过本课题的研究实施，在本校乃至本县自然科学课程教学中，对转变教师教学理念起到一定的推动作用。2.本课题经过两年研究，形成信息技术与实验教学整合的基本模式。3.通过本课题课堂实践活动，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学联想及空间思维能力。4.培养学生自主学习、探究学习的能力，使学生能够利用网络计算机自己理解探究实验，使学生成为学习的主人，从而实效性提高教育教学质量。5.通过本课题研究实践，树立师生教与学的现代化观念，改变教与学的传统方式及课堂教学的组织形式，增强师生利用信息技术获取知识的意识。六、研究的基本内容1中

14、小学自然科学课程中信息技术与实验教学整合的现状调查研究。2中小学自然科学课程中信息技术与实验教学整合的基本模式研究。3中小学自然科学课程中信息技术与实验教学整合的案例研究。七、研究的重点中小学自然科学课程中信息技术与实验教学整合的案例研究八、研究的过程与方法本课题研究分三个阶段1课题准备阶段（2015年4-5月）（1）查阅相关资料，了解有关本课题的研究动态。（2）编制并发放红山窑中学信息技术与实验教学整合调查表，撰写调查报告。（3）组织课题论证，形成课题研究方案,确定课题组成员及研究分工。（4）学校大力支持本课题研究，在各班级和实验室安装班班通多媒体设施，安装了实物展示台，安装了功能强大的畅言

15、教学通软件，以便实现师生网络互联互通。（5）填写课题申报评审书，准备申请立项。2课题实施阶段（2015年9月2016年12月）（1）利用多媒体教学设备及相应软件，探索信息技术与实验教学整合的教学模式。通过教师上课题研讨课，同头课教师评议，逐步确立了本课题教学的基本模式：不能用实际实验进行教学的课例，如有毒实验、易燃易爆实验、抽象的模型试验、微观模拟实验等，要提倡用计算机模拟实验进行教学；尽量使用Flash动画课件演示实验；教师演示与学生演示相结合。（2）安排教师上课题研讨课确定刘玉姣承担九年级化学课题研讨课分子和原子、酸和碱的中和反应的教学任务；孙军国承担九年级物理课题研讨课探究串并联电路电压

16、特征教学任务；陈耀中承担六年级科学课题研讨课电和磁教学任务。（3）进行课题阶段性反思，积累经验，发现问题，写出课题中期评估及阶段性总结。3课题总结阶段（2017年4月）撰写并发表研究论文。课题实施期间，课题负责人茹武年发表了课题相关论文论述物理实验教学中的多媒体模拟实验、用虚拟实验探究凸透镜成像的规律，并撰写了结题报告（实验教学与信息技术的整合研究总报告）。研究方法：1问卷调查法通过编制发放调查问卷，了解目前我校实验教学存在的瓶颈问题，探讨如何利用信息技术解决实验瓶颈问题；对比分析实施本课题前后，师生教研及学习情况。2课堂实践研究法通过课堂实践，运用本课题模式解决实际问题。在多媒体技术条件下，

17、进行教学实践，并对实践进行不断的反思，通过计划、实践、反思等步骤进行。3案例研究法对代表性的实验进行传统教学与整合实验的案例分析，权衡利弊得失，形成有一定实用价值的整合案例，总结形成具有我校特色的实验课教学模式。九、可能的创新之处1.从选题上来看：信息技术课程整合的研究与实践并非新鲜事物，但在农村中小学特定的硬、软件条件下，进行理化生实验教学与信息技术的整合研究，有一定的研究价值。2.从研究的预期成果来看：（1）整合后实验模式的科学性：农村初中随着理化生实验的普遍开设，在信息技术与学科整合应用的环境下，有些手工操作无法或不能实现的实验，可以借助信息技术的优越性进行新型的实验教学。（2）整合后实

18、验评价的创新性：传统的理化生实验评价仅仅是教师的口头、笔头评价，形式单一，不够形象，不能很好地激发学生进行实验的积极性，不能最大限度让学生体验到实验成功的成就感，本课题将研究实验评价的创新性，力争创设更多的评价模式，如“人机互动评价”、“课件体验评价”、“网络积件评价”等新型评价模式。（3）整合后实验成果展示的形象性：传统的实验成果大多是以文字报告的形式呈现，不够形象、生动。本课题研究将探讨实验结果展示的形象性，探讨实验结果展示的新型模式。十、预期研究成果1.2015年4月撰写开题报告，制定具体研究方案、课题组成员分工。2.2015年9月探索师生在计算机网络环境下开展实验课的模式，初步形成适合

19、我校学情的整合实验课模式。（教学案例）3.2016年10月课题实践与反思（研究阶段性总结、实验教学论文）。42017年3月形成适合农村初中学情的全新实验课教学模式（课例录像）、结题报告。十一、课题研究实际取得的成果1.形成新的教学模式通过课题研究，摸索出一套适合我校实际情况的“信息技术与实验课整合”的教学模式。克服了农村中学实验课的一些瓶颈、短板问题，弥补了实验教学的不足，并把实验教学进行了拓展。如，危险实验可以利用多媒体模拟实验代替，微观世界的运动可以用多媒体动画模拟，建立模型的实验可以用FLASH动画精确演示。通过信息技术网络平台，给学生多渠道提供丰富多样的知识，延伸了课本知识，培养了学生

20、自主获取知识的能力。2.教学理念发生转变课题的开展，促进了教师改革陈旧的教学模式，改变传统教学结构的弊病，创建新型教学结构，充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性与创造性，使学生在学习过程中真正成为信息加工的主体，而不是外部刺激的被动接受者和知识灌输的对象，教师则成为课堂教学的组织者、指导者。3.师生信息技术素养得到有效提升学生会应用计算机等工具进行信息收集、处理；多数教师能运用信息技术多媒体课件进行课堂教学，将计算机和网络作为自己教和学生学的手段。学生学习方式发生了重要的变化，学习者的学习主要不再是依赖教师的讲授与课本的学习，而是利用信息化平台和数字化资源，师生之间开展协商讨论、合作学习，

21、并通过对资源的收集利用，探究知识、发现知识、创新知识、展示知识的方式进行的。学生的信息素养有了明显的提高。4.积极撰写教研论文、案例通过课题实施，教师的教育科研意识和能力都得到加强，新的课程观、质量观、教学观逐步形成。课题组成员认真总结自己在实验中的心得体会，茹武年老师撰写并发表了论文论述物理实验教学中的多媒体模拟实验（读与写）、用虚拟实验探究凸透镜成像的规律（金昌日报教育周刊），孙军国老师撰写了论文物理实验教学与信息技术整合的方法，刘玉姣老师撰写了论文浅谈信息技术与化学实验的整合，陈耀中老师撰写了论文浅谈信息技术与小学科学课程的整合,孙其阳撰写的案例分析信息技术与小学科学实验课的整合获甘肃省

22、2016年基础教育课程改革典型案例二等奖，茹武年老师撰写的案例分析快乐成长每一天获甘肃省2016年基础教育课程改革典型案例三等奖，闫积哲撰写了案例分析分子和原子。5.积极开展课题研讨课教育科研活动的蓬勃开展，课题研究活动的扎实推进，使不少教师，特别是青年教师得到了锻炼，也为他们的茁壮成长提供了一个施展才华的极好舞台。刘玉姣老师承担了课题研讨课分子和原子，荣获我校优质课大奖赛二等奖，孙军国老师承担了课题研讨课探究串并联电路的电压特征，撰写了教学案例，并附有其他老师们的评析，陈耀中老师承担了课题研讨课电和磁教学任务，刘玉姣老师承担了课题实验课酸和碱的中和反应。十二、存在的问题和思考1转变教育观念“

23、以教为中心”的传统教育观念在教师头脑中根深蒂固，不是一朝一夕就能改变的。要使信息技术发挥其不可估量的作用，教师要使自己从知识的传授者向学生学习的指导者、组织者、合作者、帮助者转变，不再把学生看成是被动听讲的接受者，而应使之成为主动参与的学习主体；在发挥教学媒体的作用上，不再把教学媒体仅仅当成教学内容的展示工具，而应使之成为学生的认知、启迪思维的工具。课题组成员有一些老教师对信息技术在学科中的运用显得意识比较被动，技术比较迟钝，有待在今后的教学活动中进一步提升。2师生运用信息技术的能力只有教师运用信息技术的能力提高了，教师才能在教学中游刃有余，与学科教学的整合更有效。如能熟练运用Word、Pow

24、erPoint等办公软件和多媒体广播系统，了解网络技术基本知识，了解软件Flash，熟悉畅言教学通、班班通的功能，能熟练地上网搜集资料，才能在教学设计时考虑到利用哪些软件、通过哪种形式来帮助学生实现学习目标，到哪些网站上去搜集相关资料，充分发挥自己的教学水平，否则就有可能出现备课时心中无数，上课时紧张慌乱的现象。而我们课题组成员乃至全校教师现实的状况并不理想，还是年龄偏大的教师和部分年轻教师信息技术还比较落后。3软件和硬件建设开好“信息技术与课程整合”的课，除了“人”教师与学生这个因素外，还有“机”的问题。维护与管理好网络，是顺利开展教科研实践的重要保证。在网络课教学中，可使用的教学软件虽较多

25、，但从功能来讲，尚未有较理想的软件。同时，数字化教学资料虽有，但较零散，还缺乏合适的教学平台和网络制作平台，同时网络运营商为谋求利益，会在网络上大量推出不雅广告，对孩子们有不好的影响，干扰教学工作。硬件设备建设上，毕竟受到地域经济条件限制，整个我县在信息技术终端设备的配备上，还未能达到要求，不能普及到每一所学校每一位同学，因此限制了师生的网络互动及评价等许多活动。4其它问题整合教学中，个别学生的自主参与意识不强、自我约束能力较差，资源的繁多、多样化容易掩盖分析思考过程，一些基础知识容易被忽视等，如何避免，还有待我们深入思考。十三、本课题后续研究的努力方向1.对于教育现代化，思想认识上要重视教师

26、、学生、学校，乃至教育行政部门和政府部门，要充分认识到现代教育技术的作用，作为教师和学生，要积极主动地运用信息技术辅助教学、进行教学；学校、教育主管部门和政府部门，要积极主动倡导、投入现代教育装备，作好教育现代化的保障工作。2.信息技术要娴熟教师学生要在现有技术的基础上，认真学习计算机常用模块，学习新的教学软件功能和实用技术，能够熟练运用学校配置安装的多媒体软件进行教学，能针对实验教学具体课例制作可行的教学课件。3.硬件装备进一步更新对现在使用的一些老旧设备，学校要主动协调有关部门进行更新，积极响应教育现代化要求，订购先进的多媒体软件，努力协调各方面的力量，为学校配备足够数量的终端设备（如平板电脑），实现师生通过网络平台的互动，实现人（学生）机对话，真正发挥信息技术在实验教学中的强大作用。