中外化学实验网络资源的现状分析与优化策略，本文主要内容关键词为：网络资源论文,中外论文,化学实验论文,现状分析论文,策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
随着信息技术的飞速发展，在教学中应用现代信息技术，鼓励创新与合作学习的新型学习方式，为化学实验的教学改革注入了新的活力，促进了实验教学手段多元化。本文通过对中外化学实验教学网站的考察，结合我国化学实验教学的现状，为实验的网络教学作一些探索和思考。
一、中外实验网络资源设计的现状分析
1.网络资源的呈现方式
纵观中外化学实验网络资源，主要有以下几种呈现方式：(1)文本描述型；(2)动画模拟型；(3)视频演播型；(4)软件交互型；(5)手持技术型。现逐一进行分析。
(1)文本描述型
“文本描述型”一般直接利用文字和化学用语叙述实验的原理、仪器、药品、操作步骤、现象及其解释，并附以实验操作的相关图片。如中国化学课程网中化学实验室（网址一附后）一栏中，多数实验文本由教师撰写，提供自己做某实验的过程和经验供学生参考学习。国外的资源有美国化学社会研究所开发General Chemistry Demos（网址二附后），其中较为全面的提供了各类化学反应的实验文本资源，有些还附有图片。
(2)动画模拟型
利用动画模拟辅助实验教学是现今多数教师普遍采用的教学方式，网上此类资源相对丰富。动画模拟型一般采用Java语言或Shockwave动画。如中国化学资料网（网址三附后），它将中学新课程教材中所包含的实验按章节归类制作成动画；国外的有由美国国家基金会和加州州立大学创办的科学虚拟课件网（网址四附后）。
(3)视频演播型
实验视频多是以教师或学生在真实场景中实验所拍摄的录像作为素材，后期制作中加入音频进行讲解。在国内，视频的制作有相当部分是一线教师利用摄像机在实验教学的同时进行拍摄的，多采用MPG或AVI格式，如中国实验吧（网址五附后）。国外的有美国化学学会化学教育研究机构的工作者制作的CD:Chemistry Comes Alive。其中大量视频都有极高的利用价值，如美国西北地区教育工作组制作的视频（网址六附后），其中介绍了很多常见化学物质的反应。国外的视频文件多采用MOV格式，需要下载Quick Time播放器来播放。
(4)软件交互型
随着信息技术与化学教学的不断渗透与整合，大量的化学实验教学软件开始应运而生。这类软件的设计，在融合了文本、视频和动画的基础之上，还为学习者提供了很好的交互界面。例如，由Mc-Master大学利用计算机模拟设计的软件ChemLab（网址七附后），除了模拟实验之外，每个用户可以建立自己的文件夹，将自己模拟做过的实验进行整理并保存，自带的实验向导工具可为初级用户创设简单的实验情境进行模拟。国内的教育软件研发企业——广东迈达威科技有限公司开发的《中学化学仿真实验系统》，其中包括新课标初中化学教材中大部分学生实验内容。每个实验都设有实验目的、实验器材药品、实验步骤、实验模拟、注意事项、同步练习、实验测试等栏目。
(5)手持技术型
手持技术主要由数据采集器和传感器组成。它构建了一个先进的便携式数据采集系统，将科学数据的世界放在了我们的手掌。手持技术和计算机技术的整合产生了信息时代新的实验产物——掌上实验室。我国北京、上海和广东等地区的少数中学已不断完善数字化化学探究实验室的建设，并有意识在课堂教学与研究性学习中培养学生的探究能力，取得了一定的成效。但手持技术在我国化学实验教学中应用还刚刚起步。
2.网络资源的数量
在国内和国外的实验网站资源中，文本描述型最多，动画模拟型居其次。这主要是由于文本与动画制作起来较为简单，许多一线教师在教学的同时，就能自主开发与课程相对应的文本与实验模拟动画。视频演播与软件交互型的数量均偏少。视频的制作难度较大和对设备要求较高，造成视频演播型的网络资源缺乏。目前，国内外的视频资源多是由具有雄厚实力的研究机构提供。软件的信息容量较大，其开发既需要科学理论的支持，又需要技术层面的精通，所以软件的开发有一个较长的周期。国外的实验教学软件研发起步较早，在理论和技术上较为成熟，而国内由于信息技术普及较晚，实验教学软件的研发还在努力完善之中。
3.网络资源的编排方式
国外与国内在实验网络资源的编排方式上存在很大不同。国外网站中化学实验资源多按照物质的字母顺序或反应类型编排，并设有搜索功能，既有利于全面的提供实验资源，也方便教师和学生查询；而国内的多数中学实验资源网站则是按照教科书的章节顺序来安排对应的实验，便于教师的同步教学。
4.网络资源的语言风格
国外许多教学实验网络资源的界面设计轻松活泼，语言亲切且具有启发性，拉近了网络教学中师生的距离，有利于营造良好的学习氛围，吸引学生主动参与到实验的自主学习中；而国内的资源则更注重语言的规范性，一些交互命令的语言使用比较生硬，不利于激发学生的学习兴趣。尤其是文本描述型资源，国内的多是照搬纸质教材中对实验的叙述，使学生按部就班地进行学习，缺少必要的情境设计和问题提示。
二、化学实验网络资源应用的策略
1.实验的网络教学资源呈现方式的选择
不同的实验内容有不同的呈现方式，如何选择最合适的呈现方式，既便于教师的教学又有利于学生的学习，这就涉及实验呈现方式的选择与优化问题。
文本描述型用语规范，有利于学生学习科学的实验语言表达，同时也是教师备课和教学的优质辅导素材。然而其描述过于平实，表现力不够，不足以激发学生的学习兴趣。在这种方式下学生处于被动的地位中，按部就班的操作，容易使学生产生厌烦感，磨灭其创造力，也与实验教学改革所倡导的探究化、人性化的新理念背道而驰。
动画模拟型实验资源可对传统实验教学进行有效补充。传统的实验只能给学生提供外在的、宏观的变化，而动画模拟实验还可向学生展示微观的变化过程，如在讲解酯化反应时，利用静态图像，连续动画，片段动画等手段，可形象的模拟反应机理，使学生深刻领悟到“酸去羟基醇去氢”的实质。
实验视频可以给学生强烈的真实感，大大增强学习的效果。首先，视频适宜呈现一些对学生来讲感觉比较陌生的信息，具有很强的感染力和表现力，尤其在表现事物细节的能力方面，视频所能传输的信息量是很大的。其次，视频有具象性强的优势。具象性是心理感知规律、记忆规律以及注意规律的重要基础，鲜明、生动的形象不仅能提高学生对讲解重点的选择性和理解性，同时还能够使学生的注意力稳定和持久，并增强记忆的牢固性。
实验教学软件不仅可以使学习者查看有关实验的文本信息，观看实验动画或视频，还可进行实验模拟。学生轻点鼠标就可以完成整个实验过程，从实验方案的设计、药品的选取、仪器的组装、实验操作，到过程中条件的控制、结果的处理等。同时，学习者可自由选定学习时间，根据自身学习情况安排学习进度，体现了“以学生发展为中心”的教学原则；但其也存在一定不足，如软件更新较慢，操作程序化而不利于个性化教学。
手持技术是一种应用先进的实用技术和教育理念，集数据采集与分析于一体的实验系统。它对学生解决化学问题能力的培养有着传统实验技术不可比拟的优越性：它可将文字、图形、图像集成，有利于学生建构问题解决活动的原型，帮助学生形成良好的问题表征；数据采集的自动化使实验操作变得简单，可使学生集中注意力于实验设计等高级思维活动，充分关注问题解决策略的运用；大容量的信息储存有利于培养学生信息采集、整理和分析的能力。在教学中运用手持技术可使实验教学与国际接轨，赋予了现代化的内涵。
2.开发和完善实验网络教学的资源
现有的实验网络教学资源中模拟的实验项目还很有限，与实际实验教学还有一定差距。因此应组织实验教学经验丰富的教师与技术人员共同协作，根据实验内容的特点精心设计，尽快研制出内容丰富、技术水平较高的网络资源。在制作中应融入先进的教学思想和教学方法，画面设计既要给人以美感，又要避免过多的修饰而分散学生注意力；同时还应合理设计框架，给学生留下思考和观察的空间。在内容上不要局限于辅助教师的实验教学，还可用于学生的自主学习，如在实验教学软件的开发上增加实验报告的设计，实验数据处理，实验思考题等栏目，使学生更好的巩固从实验获得的知识，并可以通过实验思考题及时进行自我评价，反馈学习情况。
对同一主题的实验，为避免重复建设而造成资源浪费，应努力实现资源共享。每个人在获取教学资源运用后要及时进行总结反思，对教学资源进行再筛选，将效果好的资源以建立电子档案、上传网站、制作光盘等形式与人分享。
3.实验网络教学对教师和学生的高要求
在网络教学中，教师的角色是多重的，不仅是教学信息资源的设计者，也是学生学习的促进者和指导者。新一轮基础教育课程改革中要求实现信息技术与课程的整合，而实现这一整合的关键是教师，教师的信息素养，教师对现代信息技术的应用能力决定了整合的程度与效果。故教师不仅要有丰富的专业知识，还要掌握计算机网络技术，具有制作课件、开发软件及应用手持技术的能力，从而能对教学信息资源进行精心设计，这对教师也是巨大的挑战。因此，教师必须要有开放的教育观念，强化教学资源意识，树立新的课程资源观，善于因地制宜地开发和利用实验教学资源，确保实验教学目标乃至整个课程目标的顺利达成。
以学生为中心的网络实验教学模式强调了学生创新能力和实践能力的培养，充分体现了学生在课堂教学中的主体性。但由于网络环境下的教学呈现出开放性、学习过程的交互性、学习内容选择的自主性和个性化、内容形式的多样化等特点，使课堂教学带有松散性、不确定性和难控制性，导致学生在网络中进行自主学习的自觉性较差，分辨有效资源的能力较弱。在大量信息面前，学生容易出现不求甚解，产生求新，求快，求刺激的倾向，或者盲目浏览大量网络资源，达不到预期学习效果。所以，在学习中教师应起到引导和督促的作用。
4.网络实验教学不能取代传统的实验教学
网络环境下的实验教学大大优化了实验教学效果。然而，实验教学目的不只是单纯验证知识、获得结论，学生必须在亲身观察和自主实践的过程中，才能全面认识科学，形成理性思维，提高其科学素养。传统的实验能使学生亲身参与实验过程，亲自动手操作，这对学生的实验技能训练、科学态度的树立及思维分析能力的培养是十分重要的。如一些感觉（如触觉、嗅觉）学生无法凭空体验，一些实验基本操作，也只有亲手训练才能逐步熟练掌握。传统实验中通过对数据的测定，反应条件的控制及对现象的观察，可以培养耐心细致的科学精神，实验失败的经历也能培养学生承受挫折的能力。此外，实验的网络教学中教师与学生间的交流是通过电脑系统的讨论平台来实现的，缺乏声音、肢体语言上的交流，客观上减少了师生与生生之间的情感交流。
因此，在实验教学中，网络实验教学只能是“协同”地位，不可越俎代庖，两者应有机融合。教师在使用网络资源辅助实验教学的过程中，应根据教学需要精选内容，合理安排课时和时间，注意网络资源与传统实验教学的优化组合，才能相得益彰，使教学在时空上得到突破和延伸，从而达到优化化学实验教学效果的目的。以学生为中心的化学网络课堂教学模式，顺应了现代教育改革发展的方向，使学生真正获得了智慧，而不仅仅是知识。虽然，它也有其不足之处，但在今后的网络课堂教学改革中，随着教师本身素质的不断提高将会得到长足的发展。
附：文中提及的网址
网址一 http://chem.cersp.com/HXJS/
http://genchem.chem.wisc.edu/demonstrations/
网址二 Default.btm
网址三 http://www.e-huaxue.com/fileg/index319.htm
网址四 http://www.sciencecourseware.org/
网址五 http://www.lab8.cn/Index.html
网址六 http://dvaction.northwestern.edu/index.html
网址七 http://www.modelscience.com/