信息论指导下的化学实验教学途径的研究

刘海燕

美国数学家申农提出的信息论是关于信息的本质和传输规律的科学的理论,是研究信息的计量、发送、传递、交换、接收和储存的一门新兴学科。按照信息论的观点,教学过程可看成是一种信息传递的过程。而信息的传递往往要通过“信源→编码→信道→译码→信宿”几个环节才能完成。这个传递过程表明,在课堂教学系统中,知识是以信息的形式加以存储并转化为传递状态有效由教师通过课前、课堂、课下等多条途径多种方式将多方搜集并加以存储的信息有效产传递给学生,学生把输入的信息在大脑中重新加工,与自己已有知识进行同化、顺应过程后,又一次加以储存。再通过课堂提问、课后练习、测验等多条途径以另一种形式输出,通过另一条信道反馈给教师。当然,要使学生获得足够的信息量,同时又能使教师对学生对信息掌握情况有充分的了解,很重要的一点是要保证信息通道的畅通无阻。

在新课程理论指导下,化学实验教学是对学生实施素质教育的重要组成部分。在化学实验中所呈现出的丰富生动的直观形象是在其它学科学习过程中很少有的。从信息论的观点看,教学过程是教师与学生间的信息流通过程,是以实现教学目标为目的的教学信息控制过程。课堂教学信息系统是由语言信息、行为信息和情感信息三个要素构成的。在课堂教学中,不但要充分发挥语言信息和行为信息的要素功能,而且要发挥情感信息的要素功能,使三者呈立体交叉排列、优化组合、协同作用,以师生紧密合作、共同活动来实现教学信息系统的整体优化。那么,如何利用信息论的观点指导实验教学呢?

一、培养学生养成广泛阅读、勤于思考的习惯,有效增加信息通道的宽度

在教学过程中有意识地培养学生广泛阅读课外书籍,深入阅读课本,利用一切可利用的信息资源,充分利用课前时间,搞好课前预习。因为学生的课前预习行为是一种超前的学习活动,能使学生对所学内容有一定的心理准备。同时,在实践过程中要注意所搜集信息的广泛性、针对性和正确性以保证信息传递的真实性和准确性,这样才能加强理论知识的理解和记忆。这就要求我们养成及时归纳整理所搜集信息的习惯,去伪存真,使其成为我们课堂学习的有力指导。

在抓好课前预习的同时,课后复习则对巩固知识更为重要,复习中要重视知识的内在联系,把握主干,形成网络。

同时,在实验教学中,我们要特别注重实验与生活的紧密联系。例如:当我们介绍次氯酸的漂白性时,可以用非典时期用到的84消毒剂来做这个漂白实验,这样不仅验证了次氯酸的漂白性,还可以把我们所学的化学物质和生活紧密相连,如此可以增强化学和生活的联系,提高学生理论联系实际、勤于动手、应用化学知识解决实际问题的能力,同时也可以让学生充分认识到学习化学的重要意义,增强学习兴趣。

二、给学生提供更多实践机会,充分利用高效信息通道

这里所讲的更多实践机会是指多一些创新性的趣味化学实验的安排和指导。作为化学教师,要善于利用实验的优势,多增设趣味实验,让同学们在乐中学,并不断培养自己的学习兴趣。例如:在介绍乙醇的性质时,我便通过一个趣味实验——“烧不坏的手帕”,非常巧妙地引入了新课。具体做法是:拿一块既新又漂亮的花手绢,在一个盛有乙醇的玻璃杯中浸泡一下,取出之后挤了挤水,然后用坩埚钳夹住手帕一角,放到酒精灯上点燃。让学生猜想会发生什么现象。学生都会按惯常的思路认为手绢会被烧掉。但实际上手绢会完整无损。这是什么原因呢?之后可以为学生揭开谜底,告知这种未知液体是一种叫乙醇的物质。由此可激起学生对乙醇这种物质的性质作进一步了解的求知欲望。还可以适时地讲解为什么会出现手帕烧不坏的现象这样,从实验中得出的结论可以在学生的脑海里留下深刻印象,教学效果不言而喻。

三、给学生创造机会多加练习巩固,强化信息的储存

在实验的复习中,实验仪器的使用注意事项和基本操作部分一直都是学生的软肋,同时也是最容易被忽视的部分。对于这部分知识的处理,教师多采用课堂串讲或资料呈现的方式,学生接受起来会感到索然无味,这样很难实现知识信息的有效传递。这时,我们不妨可以采用实战演练的形式,给学生提供基本操作涉及到的所有仪器,并将学生进行分组,每个小组分别就过滤、蒸发、萃取、蒸馏、溶液配制等实验基本操作内容给定题目,让其选出所需仪器组装成成套实验装置,并安排小组之间对实验结果做出评价,以此培养学生的自主性并发挥小组合作学习的优势。学生在参与实验的过程中由课前枯燥的文字记忆不断提升为课上有趣的形象记忆,并由此加深了对于实验基本原理的理解和对仪器装置的正确选择的印象。这种基于问题解决的实验基本操作的练习很好地保证了知识的顺利同化和迁移,强化了知识信息的传递和储存。

四、在教学过程中“勤总结”、“多反馈”,保证信息输送通道的畅通

教学过程中要不断引导学生进行及时的归纳总结。而对比分析是一种好的方法。这种方法可以使学习者全面了解各种事物之间的区别与联系,可以避免认知中的泛化,形成准确的概念,有利于储存更多的信息并将信息不断形成认知结构最终顺利的升华为能力。对于实验教学中的分离提纯问题,一直都是学生学习的重、难点。主要利用的方法包括过滤、蒸发、蒸馏、升华、萃取、结晶等等,而在遇到具体问题时到底采取什么样的操作能够实现分离呢?我们应该根据其反应原理进行归纳总结,求同存异。

实践证明,“课堂及时反馈”是提高课堂教学效益的非常有效的方法。教学过程是教师和学生的双边活动,在教学过程中,教师起主导作用,但是学生是学习的主体,教师应随时掌握教与学的情况。达到这一目的的主要方法就是通过信息反馈。及时掌握反馈信息,根据学生的反馈信息,及时发现教学过程中所存在的问题。对学生来说,也会从反馈信息中了解自己学习的情况,并做出相应调整,提高学习效率。所以,保证反馈这条信道的畅通以利于我们及时进行教学反思、及时作出教学调整是至关重要的。

综上所述,用信息论来分析教学过程中的信息传递,最重要的是发挥教师和学生的两个作用,充分发挥学生的主观能动性,创设多种信息通道,拓宽信息频道,保证信道畅通,增大信息量,建立良好的课堂听课习惯,促进教学质量的提高。