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谈信息技术在科学课堂教学中的整合应用【内容摘要】 信息技术在教育教学中的应用突破了传统教育手段和教学方法的束缚，使得整个教学活动呈现出全新的面貌。本文仅以信息技术与初中科学教学为例，从营造探究氛围、激发学习兴趣，突破时空局限、演示变化过程，模拟实验现象、提高操作能力，加强信息反馈、构建交流平台等方面阐述了运用信息技术优化科学课堂教学的实践。【关键词】 信息技术优化课程改革课堂教学课堂是学习知识的主阵地，科学学科作为一门综合理科，集中了分科教学中物理、化学、生物、地理、天文等相关的知识，容量非常大，包括了大量抽象的科学概念、各种各样的实验探究、科学知识在生产生活中的应用等，这就要求教师突破课堂开展课堂教学。因此适时恰当地选用多媒体来辅助教学，以形象具体的“图、文、声、像”来创设教学情景，使抽象的教学内容具体化、清晰化，使学生的思维活跃，兴趣盎然地参与教学活动。同时也加大教学信息的容量，扩大教学的“空间”，延长教学的“时间”，开拓学生的视野，增长学生的见识，从而优化教学过程，增强教学效果，提高教学质量。一、运用信息技术，营造探究氛围，激发学习兴趣 美国教育家布鲁纳说：“学习的最好刺激，乃是对所学材料的兴趣。”但学生的学习动机和求知欲，不会自然涌现，它取决于教师是否能激发学生学习的兴趣。只有当学生学习的主动性、积极性被充分调动起来，教学才能取得较好的效果。而信息技术具有的新鲜直观、内容丰富、动态呈现等特点，使学生更快地进入教师所创设的学习境界中，在其头脑中形成“为什么？”“究竟是为什么？”的疑问，探索的欲望激发了学生强烈的学习动机，以实现学生无意注意向有意注意的转换，引导他们在下一过程进行观察、实验和思考。在这样的感观刺激下，学生更能产生一种积极的心理体验，并迅速转化为学习的兴趣、求知的欲望，从而获得较好的学习效果。如食物链一课，没有实验研究的内容，动植物之间的食物联系也无法在课堂上通过实物观察得出，传统的教学方法很难激起学生探究的兴趣。教师在教学这一课时设计并利用了多媒体教学课件：屏幕上出现一片金色的稻田，稻冥虫正在吞噬着绿油油的禾苗，一只青蛙眼看将把它作为一顿美餐，不远处却有一条黑蛇吐着红信，在稻田里窜来窜去，很快将向青蛙发出攻击。突然，一只巨鹰从天空俯冲下来，以迅雷不及掩耳之势向蛇扑去。通过这样的情境创设，引导学生思考水稻、害虫、青蛙和蛇、鹰之间的食物关系，从而科学地开始进行食物链的研究。讲“日食和月食”时，用多媒体播放有关日食和月食的录像片断，使日食和月食的情境生动地再现在学生眼前，学生好奇探究的心理就上来了，学习劲头浓了，学习兴趣很高。为了加深学生对日食和月食的认识，接着还运用动画手段生动形象地演示了日食和月食时地球、月球和太阳之间的位置关系，学生学得兴趣盎然。这样的教学，克服了枯燥无味的单纯的说教，使学生在轻松愉快的学习气氛中获取了知识。又如在浮沉的条件及应用的教学中，教师设计编辑了一个短片，配以和谐的音乐解说，有轮船、潜水艇上浮下沉、气球、飞艇等浮力应用于实际的画面，学生立刻被吸引了于是出现质疑题目，这些飞行物是怎样实现上浮和下沉？学生讨论，适时出示本课学习目标，轻松引入新课，引导学生去探求新知便水到渠成。在这样的教学情境中学生会有更多的感受和启发，有效地丰富了学生的感性认识，提高了科学课堂的教学效果。二、运用信息技术，突破时空局限，演示变化过程 现代科学教学强调让学生亲历探究过程，而信息技术具有丰富的表现能力，可以冲破时间和空间的限制，为学生提供丰富的感知对象，再现各种事物的细节和变化，有效地揭示客观事物的本质和内在联系，提高教学效果。1、远近变化：例如在教学月相变化时，许多学生认为月亮的圆缺变化是因为地球挡住了月亮，关于太阳、地球、月球三者的位置关系，以及它们的运动学生无法直接观察到，我们也很难设计一个月相随着时间变化的演示实验，但是，我们可以用Flash动画很好的演示太阳、地球、月球三者的关系, 让学生通过动画的形象描述来了解不同时间从八个方位看到的月相，然后要求同学们自己来画出给出时间的月相，这样就收到了很好的教学效果。课件演示说明：太阳光在右边,中间是地球和月球的位置，右上角是月相在相应位置的月相。当月球在太阳和地球的中间时，我们看到的月球时全黑的，我们把它叫做新月(朔，黑板上写出)；然后逆时针转过1/8圈，我们看到月亮露出了一部分，叫做峨嵋月；再转过1/8圈，当日地月三者垂直时，我们看到月球的右边是亮的，我们知道星空中的方位是左东右西，所以右边亮的我们把它叫做上弦月；再转过1/8圈，我们看到右边亮的范围变大了，有点凸出来，我们把它叫做凸月；再转过1/8圈。日地月三者又回到了一条直线上，但我们看到的月球全部都是亮的，我们把它叫做满月(望，黑板上写出)。这样就突破时空的限制，使月相的变化过程一目了然，形象的演示农历初一到三十的时间里月相变化的规律性，使这个抽象的规律具体化，把不易理解不好表达的抽象内容转化成通俗易懂的影像形式表现出来，使学生比较自如、顺畅地进入科学的学习状态。同样，如果我们在备课活动过程中遇到这类知识点时，就可采用多媒体教学辅助手段，通过类比、模拟建立一个声、光、色、形于一体的形象化模型，把抽象概念形象化、具体化，从而使学生形成很深刻的印象。 2、大小变化：微观世界看不到，摸不着，庞然大物又说不清道不明，过去的教学中只能让学生看看挂图或用语言、文字加以描述，学生很难得到正确完整的认识与印象；现在可以利用信息技术把微观世界加以放大，把庞然大物加以缩小，展示在学生眼前，如分子、原子、天体等，许多情景不言自明。还有利用多媒体的实物投影，把教师的示范过程变“小”为“大”在屏幕上，有助于学生正确地实验和探究科学的奥秘。如教学“种子的构造”、“花的构造”时，笔者巧妙地运用了实物投影进行种子、花的解剖演示，使学生在正确的实验指导下，自己进行解剖观察，不仅了解种子和花的构造，而且为学习“种子的萌发”以及“果实的形成”作了很好的铺垫。这样不仅学生印象深刻，也提高了实验效果，达到了预期的目的。3、动静变化：应用多媒体辅助科学教学，能根据教材的内容和教学需要，化静为动，动静结合，使静的知识动态化，能直观生动展示事物的变化。例如：在火山一课教学时设问：“火山爆发”是怎样形成的，多媒体展示，岩浆在高温和高压的的作用下缓慢地向上提升，当地表承受不住高温高压时，便会喷薄而出，从而产生了火山爆发，在整个教学中学生始终保持浓厚的学习兴趣和高度的注意力，清楚地观察到整个火山爆发的形成过程，减缓了学生学习的坡度，突破了教学的难点，增加了学生爱科学、学科学、用科学的志趣和信心。又如果实的形成一课，可利用多媒体课件来模拟果实的形成过程：首先经过传粉，雄蕊的花粉到达雌蕊的柱头上，传粉后，花粉在雌蕊的柱头上发芽，长出花粉管。花粉管不断地往下延伸，到达子房里的胚珠。精子与胚珠里的卵结合，子房不断膨大，形成果实，同时子房里的胚珠形成种子。通过这一模拟演示，学生对果实的形成过程就有了比较清楚的认识了。4、虚实变化：在科学课的教学中，有许多场景与学生的生活实际是有相当距离的，学生虽然通过各种途径听说过或看见过它们，但其印象一般比较模糊，在课堂上仅凭教师讲述、启发和学生想象，始终难以形成有效的感观刺激，达不到有效的教育教学效果，而多媒体辅助教学就能很好地解决这些问题。如在人类探测宇宙的历程一文中讲述到我国自己研制生产的“长征”号运载火箭将“神舟”号载人实验飞船的发射成功时，这是一个非常难得的对学生进行爱国主义教育的大好时机。可不论是挂图还是照片总是让人觉得很平淡，难以达到预期的教学效果。因此，将火箭发射的场景用多媒体播放出来：在十、九、八、七零的倒数声中，伴随着“发射”一声果断地命令，火箭的底部先是冒出一股巨大的浓烟，伴随着巨大的隆隆声喷出长长的火焰徐徐上升，最终慢慢消失在无尽的苍穹之中。再看此时的学生，一个个先是表情庄严、肃立，然后是欢呼雀跃，掌声雷动。此时此刻不论多么华丽的词藻、多么生动的言语都显得那么苍白、无力而又多余，不需要任何多余的言语，我们都深深的为自己的祖国感到自豪，为自己是一个中国人而感到骄傲。另外，在我们的科学教学中还有许多危险的自然现象是不可能直接进行观察的，如火山、地震、台风、海啸等。如果我们在教学中用多媒体辅助教学手段将上述自然现象进行展示，必定能给教学带来极大的方便。三、运用信息技术，模拟实验现象，提高操作能力 科学是一门以实验为基础的学科，通过丰富多彩有趣生动的实验，让学生分析、归纳概念及规律，但由于受到实验仪器本身的限制，如可视性差的实验，现象抽象，实验效果不如人意，而通过多媒体技术模拟一些重要的现实环境下难以完成的实验，可提高实验的演示效果。如观察水的沸腾现象一课，要求学生会使用酒精灯给水加热。课本上有插图，但图是静态的，部分学生不容易理解。于是，笔者用多媒体做了一个小课件：第一步，出示酒精灯，让学生认识酒精灯。讲到什么部位，就闪一下什么部位，刺激学生感官，帮助学生记忆；第二步，做一个点酒精灯过程的动画：先出示移去灯帽的过程，再出示怎么点火，最后出示灯芯被点燃，重要的地方，如点灯时手的位置等都能重复播放，并加文字注解，播放时教师讲再配合讲解。点燃后，出示一个问题：为什么要由下往上点火？第三步，出示一个燃烧着的灯芯的特点，让学生观察比较火焰的三层颜色的区别：外层是淡黄色的，第二层是桔红色的，最里边一层是浅蓝色的。然后，出示标注，让学生记住最里边的一层叫做和焰心，第二层叫内焰，最外边一层叫做外焰。同时介绍外焰的温度最高，所以要用外焰加热。第四步，多媒体演示如何熄灭酒精灯，“桌面”上的酒精灯帽“飞”到了灯芯上，灯熄灭，同时强调一定要用灯帽盖灭火焰。演示完一遍之后，再让同桌同学相互思考、讨论，并且让各小组实际操作一遍。最后，演示加热烧杯。出示一个烧杯，装入适量水，移入铁架台、石棉网，放上烧杯，固定上温度计，酒精灯的外焰正好给烧杯的底部加热，并且把实验中的要点、重点通过多媒体展示在屏幕上，配合教师的演示讲解，使学生在理解的基础上掌握方法。演示完毕，再让学生复述。然后，再让学生进行实际操作，用酒精灯给装水的烧杯加热，并仔细观察水沸腾时的现象。通过与传统教学方法的对照与检测，学生掌握的情况是十分令人满意的。需要注意的是：一切实物实验能够演示清楚的就不能用多媒体来模拟。因为实验教学滴水穿石的功能是任何手段替代不了的，学生在实验中所经受的思维、操作分析、观察能力的锻炼，实验中的情绪、意志、毅力等品质的形成只能通过实验来实现。因此，不能因为多媒体模拟实验开展而削弱了科学实验的教学。四、运用信息技术，加强信息反馈，构建交流平台在竞争异常激烈的现代信息化社会中，比竞争更重要的是合作，没有合作，人类的进步和发展将会受到限制。信息化时代呼唤人的相容，呼唤人的合作，合作也是现代社会的需要。在科学教学中，教师不仅应成为科学知识的传授者，而更重要的是要成为学生合作探究的参与者，让学生有更多的机会去倾听别人的体验，去感受别人的成果，以增强整体合作意识，达到事半功倍的效果。 如教学地球的绕日运动中的四季形成这一内容时，教师首先利用多媒体课件展示了大自然一年四季的美景，再动画演示地球自转和公转的景象，提问：地球上的四季是怎样形成的呢？然后学生以小组为单位进行讨论，在小组讨论的过程中又可以进行组际的交流。通过有效的合作探究，得出：由于地球的自转和公转，太阳照射地球角度的变化，使地球各地接受太阳的热量不同，于是产生了四季。此时，学生又提出南北极、赤道附近有没有季节变化，面对有与没有的争论，如果利用图片来讲解，学生是很难理解的。在网络环境下，通过视频展现宇宙天体的运动轨迹后，学生真正理解了：南北极处在地球的两个端点，虽然有时也会有阳光的照射，但对于这两个地方来说，太阳高度角很小，阳光带去的热量也非常少，因而南北极始终是寒冷的，所以没有四季变化。由此，学生通过交流合作、分析现象推想，地球在公转过程中，由于太阳光的直射点一直在赤道附近移动，所以，赤道附近也没有四季。这样，借助形象生动的多媒体演示，通过师生合作、生生合作交流，注重引发探究者的认知冲突和自我反思，深化了各自的认识，发扬了团队精神，同时也使学生对科学探究产生了强大的内部动力，体验到了探究成功之后的喜悦。 现代信息技术的发展，改变了传统教学的“一张嘴、一本书、一支粉笔、一块黑板”的单调，教师借助信息技术将文字、图形、动画、声音、色彩等巧妙结合起来，制作精彩的多媒体课件，把抽象的讲解、说教变成动态的图像，成功地应用于教学，不仅丰富了课堂教学内容，更让学生爱学、乐学，实现了课程标准提出的“把现代信息技术作为学生学习和解决问题的强有力工具，使学生乐意并有更多精力投入到学习活动中去”的新课程理念。课堂教学千变万化，我们将更好地把信息技术运用到初中科学的课堂教学中去，把握“适时、适度、适当”的原则，根据教学目标、教学内容及学生实际的需要，准确把握教学媒体最佳作用点及最佳展示时机，发挥它的优势，使学生在轻松的氛围中学科学，用科学，拓展学生的能力，提高学生的素质，优化科学课堂教学，提高教学效益。只有把握住教育的时代脉搏，有机结合学科特点和学生特征，适宜的运用信息技术，初中科学教学才能在课改中达到最大效度。