信息論指導下的化學實驗教學途徑的研究

劉海燕

美國數學家申農提出的信息論是關于信息的本質和傳輸規律的科學的理論,是研究信息的計量、發送、傳遞、交換、接收和儲存的一門新興學科。按照信息論的觀點,教學過程可看成是一種信息傳遞的過程。而信息的傳遞往往要通過“信源→編碼→信道→譯碼→信宿”幾個環節才能完成。這個傳遞過程表明,在課堂教學系統中,知識是以信息的形式加以存儲并轉化為傳遞狀態有效由教師通過課前、課堂、課下等多條途徑多種方式將多方搜集并加以存儲的信息有效產傳遞給學生,學生把輸入的信息在大腦中重新加工,與自己已有知識進行同化、順應過程后,又一次加以儲存。再通過課堂提問、課后練習、測驗等多條途徑以另一種形式輸出,通過另一條信道反饋給教師。當然,要使學生獲得足夠的信息量,同時又能使教師對學生對信息掌握情況有充分的了解,很重要的一點是要保證信息通道的暢通無阻。

在新課程理論指導下,化學實驗教學是對學生實施素質教育的重要組成部分。在化學實驗中所呈現出的豐富生動的直觀形象是在其它學科學習過程中很少有的。從信息論的觀點看,教學過程是教師與學生間的信息流通過程,是以實現教學目標為目的的教學信息控制過程。課堂教學信息系統是由語言信息、行為信息和情感信息三個要素構成的。在課堂教學中,不但要充分發揮語言信息和行為信息的要素功能,而且要發揮情感信息的要素功能,使三者呈立體交叉排列、優化組合、協同作用,以師生緊密合作、共同活動來實現教學信息系統的整體優化。那么,如何利用信息論的觀點指導實驗教學呢?

一、培養學生養成廣泛閱讀、勤于思考的習慣,有效增加信息通道的寬度

在教學過程中有意識地培養學生廣泛閱讀課外書籍,深入閱讀課本,利用一切可利用的信息資源,充分利用課前時間,搞好課前預習。因為學生的課前預習行為是一種超前的學習活動,能使學生對所學內容有一定的心理準備。同時,在實踐過程中要注意所搜集信息的廣泛性、針對性和正確性以保證信息傳遞的真實性和準確性,這樣才能加強理論知識的理解和記憶。這就要求我們養成及時歸納整理所搜集信息的習慣,去偽存真,使其成為我們課堂學習的有力指導。

在抓好課前預習的同時,課后復習則對鞏固知識更為重要,復習中要重視知識的內在聯系,把握主干,形成網絡。

同時,在實驗教學中,我們要特別注重實驗與生活的緊密聯系。例如:當我們介紹次氯酸的漂白性時,可以用非典時期用到的84消毒劑來做這個漂白實驗,這樣不僅驗證了次氯酸的漂白性,還可以把我們所學的化學物質和生活緊密相連,如此可以增強化學和生活的聯系,提高學生理論聯系實際、勤于動手、應用化學知識解決實際問題的能力,同時也可以讓學生充分認識到學習化學的重要意義,增強學習興趣。

二、給學生提供更多實踐機會,充分利用高效信息通道

這里所講的更多實踐機會是指多一些創新性的趣味化學實驗的安排和指導。作為化學教師,要善于利用實驗的優勢,多增設趣味實驗,讓同學們在樂中學,并不斷培養自己的學習興趣。例如:在介紹乙醇的性質時,我便通過一個趣味實驗——“燒不壞的手帕”,非常巧妙地引入了新課。具體做法是:拿一塊既新又漂亮的花手絹,在一個盛有乙醇的玻璃杯中浸泡一下,取出之后擠了擠水,然后用坩堝鉗夾住手帕一角,放到酒精燈上點燃。讓學生猜想會發生什么現象。學生都會按慣常的思路認為手絹會被燒掉。但實際上手絹會完整無損。這是什么原因呢?之后可以為學生揭開謎底,告知這種未知液體是一種叫乙醇的物質。由此可激起學生對乙醇這種物質的性質作進一步了解的求知欲望。還可以適時地講解為什么會出現手帕燒不壞的現象這樣,從實驗中得出的結論可以在學生的腦海里留下深刻印象,教學效果不言而喻。

三、給學生創造機會多加練習鞏固,強化信息的儲存

在實驗的復習中,實驗儀器的使用注意事項和基本操作部分一直都是學生的軟肋,同時也是最容易被忽視的部分。對于這部分知識的處理,教師多采用課堂串講或資料呈現的方式,學生接受起來會感到索然無味,這樣很難實現知識信息的有效傳遞。這時,我們不妨可以采用實戰演練的形式,給學生提供基本操作涉及到的所有儀器,并將學生進行分組,每個小組分別就過濾、蒸發、萃取、蒸餾、溶液配制等實驗基本操作內容給定題目,讓其選出所需儀器組裝成成套實驗裝置,并安排小組之間對實驗結果做出評價,以此培養學生的自主性并發揮小組合作學習的優勢。學生在參與實驗的過程中由課前枯燥的文字記憶不斷提升為課上有趣的形象記憶,并由此加深了對于實驗基本原理的理解和對儀器裝置的正確選擇的印象。這種基于問題解決的實驗基本操作的練習很好地保證了知識的順利同化和遷移,強化了知識信息的傳遞和儲存。

四、在教學過程中“勤總結”、“多反饋”,保證信息輸送通道的暢通

教學過程中要不斷引導學生進行及時的歸納總結。而對比分析是一種好的方法。這種方法可以使學習者全面了解各種事物之間的區別與聯系,可以避免認知中的泛化,形成準確的概念,有利于儲存更多的信息并將信息不斷形成認知結構最終順利的升華為能力。對于實驗教學中的分離提純問題,一直都是學生學習的重、難點。主要利用的方法包括過濾、蒸發、蒸餾、升華、萃取、結晶等等,而在遇到具體問題時到底采取什么樣的操作能夠實現分離呢?我們應該根據其反應原理進行歸納總結,求同存異。

實踐證明,“課堂及時反饋”是提高課堂教學效益的非常有效的方法。教學過程是教師和學生的雙邊活動,在教學過程中,教師起主導作用,但是學生是學習的主體,教師應隨時掌握教與學的情況。達到這一目的的主要方法就是通過信息反饋。及時掌握反饋信息,根據學生的反饋信息,及時發現教學過程中所存在的問題。對學生來說,也會從反饋信息中了解自己學習的情況,并做出相應調整,提高學習效率。所以,保證反饋這條信道的暢通以利于我們及時進行教學反思、及時作出教學調整是至關重要的。

綜上所述,用信息論來分析教學過程中的信息傳遞,最重要的是發揮教師和學生的兩個作用,充分發揮學生的主觀能動性,創設多種信息通道,拓寬信息頻道,保證信道暢通,增大信息量,建立良好的課堂聽課習慣,促進教學質量的提高。