化學課程中數(shù)字化教學設(shè)計的探索

吳秀玲，杜召民

（1.東營職業(yè)學院，山東東營 257091；2.東營區(qū)教育局，山東東營 257000）

化學課程中數(shù)字化教學設(shè)計的探索

吳秀玲1，杜召民2

（1.東營職業(yè)學院，山東東營 257091；2.東營區(qū)教育局，山東東營 257000）

數(shù)字化教學是現(xiàn)代信息技術(shù)支撐下的一種新型教學方式，它要求教師不斷完善自身知識結(jié)構(gòu)、掌握現(xiàn)代教育技術(shù)和先進教育理念，才能應對數(shù)字化教學的變革。通過探討化學課程中如何應用數(shù)字化教學手段、采取不同的教學設(shè)計，來改革現(xiàn)行的教學內(nèi)容和教學方式，以培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、合作能力和解決實際問題的能力。

化學課程；數(shù)字化教學；教學設(shè)計

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的信息資源已實現(xiàn)數(shù)字化，數(shù)字化教學也隨著信息化時代的到來而成為一種新型教學方式。它與傳統(tǒng)教育模式有著不同的教育功能，對教師的教和學生的學都提出了新的要求，在化學課程教學中如何有效地利用數(shù)字化教學手段，是化學教學改革的一項重要內(nèi)容。

1 數(shù)字化教學的涵義

信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應用和發(fā)展，不僅豐富了教學資源，改善了教學手段和教學環(huán)境，也促進了教學理念和教學模式的革新。數(shù)字化教學是指在現(xiàn)代信息技術(shù)支撐的信息化教學環(huán)境下，遵循先進的教學理論和規(guī)律，實現(xiàn)信息技術(shù)與課程教學的高度融合，將信息化技術(shù)作為認知工具，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教學活動［1］。它以培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)、合作能力和實際問題解決能力為教育教學目標。

數(shù)字化教學包含三個基本要素：數(shù)字化教學環(huán)境、數(shù)字化教學資源和數(shù)字化教學模式。其中，數(shù)字化教學環(huán)境是指教師通過可以支持交互學習、資源共享的數(shù)字化多媒體或網(wǎng)絡(luò)平臺向?qū)W生呈現(xiàn)學習內(nèi)容，師生之間、生生之間可以利用數(shù)字化平臺進行相互交流與協(xié)作。數(shù)字化教學資源是指教學資源以數(shù)字化的形式在多媒體計算機或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行，如精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程、電子課件、動畫、仿真、視頻等。數(shù)字化教學模式是指在數(shù)字化教學環(huán)境下，教師與學生利用數(shù)字化教學資源展開教與學的一種較為穩(wěn)定的教學活動結(jié)構(gòu)框架和活動程序［2］。

2 數(shù)字化教學對教師的要求

數(shù)字化教學強調(diào)學生信息素養(yǎng)、合作能力和實際問題解決能力的培養(yǎng)，它改變了傳統(tǒng)教育模式的培養(yǎng)目標，改變了傳統(tǒng)教學中教師和學生的地位及作用。在數(shù)字化教學過程中，教師是教學資源的提供者，問題情境的設(shè)計者，信息知識的導航者，學生學習過程的幫助者；學生是教學資源的使用者，學習問題的解決者，信息知識的搜尋者，學習知識的建構(gòu)者［3］。可見，教師不再是知識的灌輸者，而是學生學習的引導者；學生不是知識的單純接受者，而是知識學習的主動建構(gòu)者。數(shù)字化教學對教師的要求主要體現(xiàn)在：

2.1 教師知識的有序化

教師是教學資源的提供者和管理者，這就要求教師通過對知識的獲取、積累、內(nèi)化、整理分類和創(chuàng)新應用等，使知識有序化，具備新型教學過程和教學資源設(shè)計、開發(fā)、利用和管理的理論及實踐知識，以提供給學生循序漸進、分門別類、豐富多彩、不斷創(chuàng)新的教學資源。這是數(shù)字化教學的基礎(chǔ)。

2.2 教師現(xiàn)代教育技術(shù)的多樣化

數(shù)字化教學需要為學生提供多種認知工具，如動畫、視頻、圖片、繪畫圖例、仿真模擬、交互學習平臺等，這就需要教師具備多種現(xiàn)代教育技術(shù)能力，能夠為學生創(chuàng)設(shè)先進的、豐富的、互動的數(shù)字化教學情境，從而適應數(shù)字化教學環(huán)境的變革。這是數(shù)字化教學的條件。

2.3 教師教育理念的先進性

數(shù)字化教學需要遵循先進的教育理念和規(guī)律，實現(xiàn)信息技術(shù)和課程教學的高度融合。為此，教師要以營造一個數(shù)字化互動式的知識共享的彈性學習環(huán)境為理念，努力學習先進的學習理論和教學系統(tǒng)設(shè)計理論，為學生創(chuàng)造更多的學習機會和空間，培養(yǎng)學生信息資源的獲取和運用能力。建立一個師生共同學習、共同成長的教學相長平臺［4］，形成一種穩(wěn)定、有序的數(shù)字化教學模式。這是數(shù)字化教學的保障。

3 化學課程中數(shù)字化教學設(shè)計的應用

化學課程具有理論抽象、現(xiàn)象繁雜、應用廣泛的學科特點，應用數(shù)字化教學手段，為化學教學構(gòu)建一個先進的、有特色的數(shù)字化教學平臺，改革當前的化學教學模式，提高學生的化學學習興趣，培養(yǎng)學生的化學信息素養(yǎng)、合作能力和解決實際問題的能力，是化學課程數(shù)字化教學改革的目標。以下是我們在化學課程中應用數(shù)字化教學的幾種模式。

3.1 化學實驗現(xiàn)象的演示與剖析

化學實驗現(xiàn)象真實，印象深刻，在學校條件允許的情況下，要讓學生盡可能多地做實驗。但對于毒性、氣味很大或條件不允許的實驗，我們就將實驗過程錄制或模擬制作出來，讓學生觀看視頻。在播放視頻的同時，對原理進行動畫演示，以解析現(xiàn)象，展示微觀原理。例如：關(guān)于緩沖溶液緩沖原理的教學，傳統(tǒng)的教學方式是做演示實驗看現(xiàn)象，再從反應原理上進行解釋，學生對實驗現(xiàn)象的認識是直觀的，但對原理的理解不夠直接和深刻。我們利用Flash軟件將實驗原理制作成動畫，模擬出緩沖微?？顾?、抗堿的過程原理，不僅可以將微觀問題宏觀化，實際問題數(shù)字化，而且由于動畫可重復播放，能夠使學生深刻理解其中的化學規(guī)律。借助于數(shù)字化技術(shù)，不僅可以加深講授的化學基礎(chǔ)知識，而且可以讓學生學習如何把抽象的化學問題簡明化、數(shù)學化，培養(yǎng)他們化學建模的思維方法，從而使化學課程教學成為一種培養(yǎng)和訓練學生動手動腦能力的探究性學習模式。

3.2 化學物質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與組合

在有機化學教學中，預先設(shè)計出一些有機化學分子模型和官能團單元組件。教學時，引領(lǐng)學生通過拖放分子模型和單元組件，在頁面上按有機反應規(guī)律進行自由替換和組裝，構(gòu)建出新的化學分子模型，完成復雜的有機合成路線，使微妙的有機反應及有機合成變得直觀而有趣。這種學習模式不僅訓練學生具備綜合的有機化學基礎(chǔ)知識，還可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維，使他們養(yǎng)成自主探究、挖掘規(guī)律和自覺應用化學規(guī)律的學習習慣，不斷提升他們的學習能力和創(chuàng)新能力。

3.3 化學函數(shù)圖象的構(gòu)建與交互

許多化學實驗在進行實驗數(shù)據(jù)處理時，需要繪出自變量與因變量之間的變化曲線，例如：影響溶解度因素的實驗、影響化學反應速率因素的實驗、影響反應產(chǎn)率因素的實驗等。利用化學數(shù)字教學平臺，引導學生輸入相應的實驗數(shù)據(jù)，按程序點擊鼠標，完成圖像的構(gòu)建，得出相應的函數(shù)關(guān)系式，推知可能的化學規(guī)律，還可以根據(jù)化學反應規(guī)律，推知最佳反應條件。通過改變影響反應的因素，取得最佳反應效益。在這一模式中，利用互聯(lián)網(wǎng)建立的互動平臺，教師實時引導學生交互討論，歸納不同學生的實驗數(shù)據(jù)，使實驗結(jié)果更具有代表性，更接近真實化學反應結(jié)論。這種合作學習模式可以幫助學生有效地交流和協(xié)作，相互啟發(fā)，共同進步，實現(xiàn)互助式學習和合作學習效果，培養(yǎng)學生的合作能力。

3.4 化工生產(chǎn)的仿真與模擬

真實的化工生產(chǎn)設(shè)備龐大，工藝條件復雜，生產(chǎn)流程長，不易用于課堂教學。例如：接觸法制硫酸、氨的工業(yè)合成、硝酸的工業(yè)制取等。通過開發(fā)制作或購買化工生產(chǎn)軟件，將抽象問題可視化，復雜條件可操作可控制化，實現(xiàn)人機互動，完成生產(chǎn)過程的模擬。讓學生在化工生產(chǎn)仿真實訓室利用多媒體互聯(lián)網(wǎng)，在計算機上模擬化工生產(chǎn)過程，鞏固所學知識，通過調(diào)節(jié)參數(shù)實時觀察化學反應結(jié)果，選擇最佳工藝條件，取得最佳反應產(chǎn)率，實現(xiàn)綠色化學生產(chǎn)工藝。這種模擬真實生產(chǎn)的學習模式，可以幫助學生深刻理解和詮釋化學理論教學內(nèi)容，不斷提高化學知識的應用水平，培養(yǎng)他們的實際問題解決能力。

化學課程中數(shù)字化教學的模式多種多樣，但都離不開信息技術(shù)的支持。以網(wǎng)絡(luò)、多媒體、計算機為代表的現(xiàn)代教育技術(shù)不但為數(shù)字化教學環(huán)境的創(chuàng)設(shè)、數(shù)字化教學資源的開發(fā)提供了機遇，而且依靠先進的教育理念，借助于適當?shù)恼J知和學習工具，與傳統(tǒng)的優(yōu)秀教學模式相結(jié)合，可以從根本上改善人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)有意義的探究式、交互式、合作式等學習模式，促進數(shù)字化教學持續(xù)有效地發(fā)展，最大限度地發(fā)揮數(shù)字化教學在化學課程教學中的積極作用。

［1］李陽.職業(yè)學校藝術(shù)設(shè)計專業(yè)數(shù)字化設(shè)計教學研究［D］.湖南師范大學，2008.

［2］李正.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高校數(shù)字化教學改革探析［J］.中國大學教學，2010（11）：17－19.

［3］江河.基于SCORM的數(shù)字學習方法［J］.電腦知識與技術(shù)，2010，6（1）：152－153.

Exploration on Digital Teaching in Chemistry Course

Wu Xiuzhen1，Du Zhaomin2
（1.Dongying Vocational College，Dongying，257091；2.Dongying District Education Bueau，Dongying，257000）

Digital teaching is one new style of teaching.This article describes the using of digital teaching method in chemistry course.

chemistry course；digital teaching；teaching design

TQ113.29

B

1003-6490（2015）02-0054-03

2015－03－15

吳秀玲（1968－），女，山東泰安人，碩士，教授，東營職業(yè)學院石油與化學工程學院教師，研究方向是化學化工教育教學。