基于IITCI框架的化学信息化教学体系设计的探索*

黄新辉

(河南科技大学，河南　洛阳　471023)



基于IITCI框架的化学信息化教学体系设计的探索*

黄新辉

(河南科技大学，河南洛阳471023)

化学信息化教学设计是在教育教学理论背景下，信息技术与化学教学设计相互融合的产物。本文对于现有的信息化教学体系进行了探讨，并在IITCI (Integration of Information Technology into Chemistry Instruction)框架下，对化学教学设计和信息技术在化学教学各个环节的整合为研究对象，采用建构主义学习理论和现代化信息技术相结合，设计化学信息化教学模式，并对其特点进行了分析和归纳。

化学；信息化；IITCI；教学设计

1　信息技术与化学教学整合的化学学科背景

21世纪是知识和信息相互交融的时代，信息素养是个人在未来社会生存的一种基本素质，教育领域信息技术与教学的有机整合则是信息素养培养的主要途径。我国的化学课程标准指出要“大力推进信息技术在教学过程中的应用，促进信息技术与学科课程的整合，发挥现代信息技术优点，提供良好的教育环境和有力的学习工具。”[1]联系现阶段信息化教学的特点，信息素养教育包含六个方面能力：

(1)运用信息工具的能力。能够使用网络，多媒体软件等各类现代化的信息工具。(2)收集信息的能力，根据学习目标，获取教学学习所需的信息，运用搜索、检索等多种方式获取信。(3)处理信息的能力。对获得的信息进行归纳、分类、存储、鉴别、分析，进行有效处理的能力。(4)整合信息的能力。对收集的信息进行加工，利用信息解决学习中遇到的问题，使信息发挥其应有的作用，从而达到收集信息的目的。(5)信息协作能力。信息资源之间，以及信息资源和信息工具之间建立多方协作的关系。(6)信息免疫能力。能够摒除无效信息和负面信息的干扰。[2]

2　化学信息化教学设计的特征

2.1教学目标、教学内容的信息化

教学目标信息化是将受教育者的信息素养的培养目标，融合到每一步的教学中去，是信息技术与课程的整合。教学内容信息化是指教学内容和表现形式不局限于传统的课本，练习册等，而是更多的引入多媒化、网络化的教学信息和内容。

2.2教学过程信息化

教学过程信息化是在教学过程中运用现代化的信息工具、信息技术为教学活动提供支持，主要表现为教学策略信息化和教学方法信息化。如对于物质的组成、结构、性质、以及变化规律的描述，利用化学软件CAI对原子、分子以及电子的变化进行模拟，使受教育者比较直观地感知化学变化过程中这些微观粒子的运动，从而有助于学生直观，深刻的认识化学变化的实质。指导受教育者学习并利用化学实验室虚拟软件，设计化学实验模型等。

2.3学习过程信息化

学习过程信息化是利用已有的信息技术进行学习。在以学生为主体的教学背景下，运用各类信息技术，实现学生学习过程的信息化，是信息技术与教学结合的重点。学生利用excle,origin等数据处理软件，对实验数据进行有效的分析和处理，进而发现化学变化的规律性。

2.4评价过程信息化

教学评价是对教学效果进行的考核和评估，教学评价的结果直接影响教学活动的各个方面，是教学的主要组成，教学评价模式和手段的信息化对提高化学教学质量，促进教学改革均具有重要的作用。

2.5设计过程信息化

设计过程信息化是在教学设计的过程中，教师利用多样信息技术，提高设计的效率，采用一致信息化标准，使教学设计规范化，通用化。

3　信息技术与化学教学整合的教育理论

信息技术和化学教学相互融合是一种新的教学理念，其实施过程需要教育理论的指导，而教育理论涉及学习理论、教学理论、教育技术、教育评价、教育测量等许多方面。在以学生为主体的教学背景下，学习理论的选择尤为关键。学习理论是教育心理学理论领域的核心所在，要解决的基本问题就是什么是学习的实质。学习理论可分为行为主义学习理论、认知主义学习理论、人本主义学习理论和建构主义学习理论。[3]

3.1行为主义学习理论

20世纪初，美国著名心理学家Broadus Watson创立了行为主义学习理论，Skinner Burrhus更是将行为主义学习理论推向高峰，行为主义学习理论在美国占据主导地位长达半个世纪。Skinner Burrhus认为教学就是安排可能发生的事件，以促进学习；同时，给学生创设对学习的刺激作出反应的机会，进而教学应当有随之而来的反馈, 形成“刺激-反应”的这样的联结。

3.2认知主义学习理论

认为认知主义学习理论认为：学习的过程是学习者内部心理结构变化和形成的过程，不是行为主义学习理论所说的刺激与反应联结的形成，行为习惯的加强。认知主义学习理论着重强调学生认知结构的形成和重新组织，通过对学习者认知结构形成，来解释和说明学习过程，把学习者的学习过程划分为：动机、了解、获得、保持、回忆、概括、操作、反馈8个阶段。认知心理学学习理论强调学习内容的逻辑观点与学习者的认知结构之间的关联。

认知心理学学习理论要求在现代信息技术设计中需要考虑：①设计适宜学生独立探究的情景，使学生主动探究知识；②在探究过程中，要避免知识灌输的现象，避免过多、过早的指导；③让学生根据自己的已有的经验探索，做出感悟性的直观判断；④还需要设计即时反馈功能，让学生及早知道学习的结果，促进强化其内部学习动机。

3.3人本主义学习理论

人本主义学习理论认为：教师的任务不是把知识教给学生，因为能够教给别人的知识，相对来说都是无用的；能够影响个体行为的知识，只能靠学习者自己发现并同化。人本主义学习理论重视学生的内心世界，把学生的思想、情感、体验作为主体，为学生提供学习的指导，建议学习的内容，保证促进学习的气氛，进而使学生自己产生学习的行为。

3.4建构主义学习理论

建构主义学习理论的奠基人日内瓦学派的Vogotsgy认为：学习不是教师把知识简单直接地传输给受教者，是学生发挥其主观能动性的一个过程，是学生建构自己知识体系的一个过程。学生不能简单被动地接收知识信息，应当主动地建构知识，而且建构过程外人无法替代。建构主义学习是根据已有的知识经验，主动对外部信息进行选择、加工、处理，对新信息重新编码，建构出自己的理解。建构主义学习理论认为：学生原有的知识经验在吸纳新知识经验以后，随之发生了变化和调整。学习的过程不是简单的信息输入、知识存储和提取，而是新旧知识经验之间的双向互动过程，属于学习环境和学习者之间双向互动过程。[4]

4　IITCI框架下化学信息化教学设计模式

4.1教学设计模式特点

教学设计模式特点在于：可操作性，系统化，程序化。具体内容包括：受教者特点的分析、教学目标的设定，教学内容的选取、教学策略的应用、教学方法的选择，同时还有教学媒体的选择，以及教学评价的设计。现阶段存在不同的设计模式，每种模式有各自特定的适用范围。采用建构主义设计理论对化学领域的知识学习、问题解决更为有效，因为建构主义模式采用中央处理的的教学构架和分布式处理的学习构架，对于概念、事实、规则领域的知识教学效率更高。

4.2IITCI框架中的化学教学模式

如图1所示，在IITCI框架中，学习理论的选择、教学过程和教学信息技术设计分别处于三个方面，其表明在对信息技术与化学教学进行整合时，需要综合考虑这三个大的方面。另外，需要根据不同的学科类别，教学内容特点，以及由前者所决定的教学目标，选择合适的学习理论为理论指导，教学信息技术为技术支持来设计。

图1　IITCI框架下的信息化教学体系示意图

4.3基于IITCI框架开展化学信息化教学设计

现阶段以技术为中心的教学设计经常过分依赖信息技术的交流、发布功能，忽略了学生内心学习的各种需要，忽略了任务驱动、问题解决这一学习活动主线；而以教学知识理论为中心的教学设计则多数淡化信息化教学的目标，缺少社会化隐性知识的传递和交流，无法培养学生的信息素养。在学习理论和化学教学实践相结合的IITCI框架中，教学信息技术如果是原材料、 教育信息化和化学新课程与教学改革的理念和目标的实现则是最终产品。这个转变不能自发地实现，必须依靠化学信息化教学设计。

(1)对化学教学内容和目标等约束条件进行分析分析，以建构主义学习理论学习理论为指导，以此来确定教学过程、教学策略、教学方法；同时将自主学习、合作式情境学习与基于问题解决的研究性学习相互结合，培养学习者创新意识、创新思维与创新能力。

(2)根据教学内容，实施信息化教学，实现信息技术与化学教学技术层面的整合。教学信息技术的应用是这个过程中最突出的亮点，使化学教学设计过程具备了“Information Technology”的特征。教学内容和信息技术的结合是化学信息化教学设计的关键步骤，化学信息化教学设计的核心就是如何在化学教学设计过程中体现信息化的特征。

4.4IITCI模式下化学教学设计的主要特点

(1)运用学习理论，学习理论在化学信息化教学设计过程中得到充分体现。化学信息化教学设计强调学习理论的选择和使用，将其运用到整个教学设计全过程，使得整个设计过程更加科学，更加适合知识传授者与求学者。

(2) 设计和应用信息技术，全面信息化。在化学信息化教学设计中，将信息技术的设计和应用贯穿于教学内容组织，教学策略设计、教学方法选择等领域，充分利用信息技术，高度共享信息资源，使学生学习潜力充分发挥，突出信息技术与化学教学全面整合的信息化特征[5]。

(3)教与学的双向互动，使教学更好地促进学生发展。整个教育过程是学生改造主观世界，形成自我的知识体系，学习认识的活动过程。教与学的关系是互相作用、互相联系、互相依存的的整体。因此，在IITCI框架下化学信息化教学设计过程中，将学习过程和教学过程有机融合，置于整个系统的核心位置，全面体现了教与学的统一关系。

5　结　论

中国的教育信息化实践正进入全面整体推进的阶段，在IITCI框架下设计化学信息化教学过程，是一种通过信息技术与化学教学整合实现信息化教学设计的教学实践，整个化学教学模式的设计充分体现了信息化教学设计的基本特点,在建构主义学习模式中，在信息化学习环境中，能够激发学生的学习动力，提高学生的学习效率，进而实现教学过程和学习效果的优化组合。

[1]葛岩.现代信息技术在化学教学中的应用研究[D].苏州:苏州大学,2010:10-15.

[2]张勇.信息技术与化学教学整合的信息化教学设计研究[D].成都:四川师范大学,2005:30.

[3]黄洪杰.任务驱动教学模式在通用技术课程中的应用研究[D].济南:山东师范大学,2009:12-14.

[4]宛蓉.建构主义学习理论对现代教学的启示[J].贵州师范大学学报2004:53-55.

[5]李冰,谢百治.多媒体教学应用与教学改革创新[J].电化教育研究,2000(07):37-41.

The Exploration of the Teaching System Design of Chemical Information Based on IITCI Framework*

HUANGXin-hui

(Henan University of Science and Technology, Henan Luoyang 471003，China)

The teaching design of chemical information is the product of the mutual integration and penetration between the teaching technology and the teaching design under the background of the development of the information technology and educational theory. Based on the IITCI (Information Technology into Chemistry Instruction Integration) framework, the chemical instructional design was integrated with the information technology and chemistry teaching as the research object. With the theory of constructivism and modern information technology, the designed characteristics of the teaching mode of chemical information were analyzed and summarized.

chemistry; information; IITCI; instructional design

2013河南科技大学重点教改项目。

黄新辉(1979-)，男，讲师，主要从事有机化学教学及研究。

G423

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1001-9677(2016)02-0171-03