大數(shù)據(jù)視閾下的化學(xué)有效性課堂教學(xué)模式新探①

武五愛，李建娟，高寶平

[摘 要] 大數(shù)據(jù)極大程度地改變了傳統(tǒng)教育方式，在很多方面推動了教育事業(yè)的向前發(fā)展，為課堂教學(xué)開拓了全新的教學(xué)模式。簡要分析了有效課堂教學(xué)的影響因素、大數(shù)據(jù)代課堂有效性教學(xué)的基本特征，通過對大數(shù)據(jù)時代下的化學(xué)課堂有效性教學(xué)模式進(jìn)行研究分析，從不同側(cè)面對大數(shù)據(jù)視閾下的教學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行研究，最終提出了大數(shù)據(jù)視閾下的化學(xué)課堂教學(xué)的策略。希望能夠為廣大教學(xué)工作者提供一定的理論借鑒，以此提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān) 鍵 詞] 大數(shù)據(jù)；化學(xué)課堂；有效教學(xué)

[中圖分類號] G652 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）05-0019-03

在大數(shù)據(jù)的大環(huán)境下，學(xué)校普遍開展了以空間教學(xué)、微課、MOOC等為代表的教育教學(xué)方式的改革，建設(shè)了大量的數(shù)字化教學(xué)資源，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也發(fā)生了根本的變化，由傳統(tǒng)的以教師講授為主轉(zhuǎn)變成以學(xué)生自學(xué)為主。但由于學(xué)生、教師、社會等方面的影響，學(xué)生難以適應(yīng)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，造成課堂教學(xué)低效和無效狀況的發(fā)生。因此，研究大數(shù)據(jù)環(huán)境下的課堂有效教學(xué)，對優(yōu)化傳統(tǒng)的課堂教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量帶來了新的改革思路。

一、有效課堂內(nèi)涵解析

所謂有效課堂就是指效率高，有效益，學(xué)生能夠在課堂中形成學(xué)習(xí)體驗的課堂。效率高是在單位時間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)盡可能多的學(xué)習(xí)并取得大量的知識；有效益指的是學(xué)生在課堂中不僅可以增多知識，還能掌握學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)能力；學(xué)習(xí)體驗即是指學(xué)生可以參與到課堂探究中，親歷學(xué)習(xí)過程，在情感、能力上獲得學(xué)習(xí)體驗，得到學(xué)習(xí)體悟。[1]教育部課程改革專家組成員余文森專家認(rèn)為：從專業(yè)角度講，課堂教學(xué)的有效性是指通過課堂教學(xué)使學(xué)生獲得發(fā)展。發(fā)展就其內(nèi)涵來說，就是指知識、技能、過程、方法與情感、態(tài)度、價值觀三者（三維目標(biāo)）的協(xié)調(diào)發(fā)展。[2]

課堂上學(xué)生如能夠積極參與到課堂探索中，思維就會變得活躍，在親歷學(xué)習(xí)過程中體會到學(xué)習(xí)的樂趣，從而發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，實現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)的有效性，展現(xiàn)高效課堂。課堂上教師以學(xué)生為主體會幫助其形成自己的學(xué)習(xí)方法和思維模式，促使學(xué)生自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高課堂效率。

二、影響有效課堂的因素分析

（一）傳統(tǒng)課堂教學(xué)思想的影響

教育的發(fā)展進(jìn)程就是新舊教育理念在秉承與碰撞中持續(xù)斷更新的過程，但在這個過程中，傳統(tǒng)意識的影響是不可低估的。我國傳統(tǒng)教學(xué)中其實也不乏民主色彩，然而，由于傳統(tǒng)教學(xué)是以授受式為主，從而造成了只以教師為中心、不重視學(xué)生個性體驗等一些顯著的弊病。在教學(xué)活動中，教師占用了大部分的課堂時間，教替代了學(xué)，教師怎樣教學(xué)生就怎么學(xué)，學(xué)生的任務(wù)就是被動接受、存儲知識；以書本內(nèi)容為中心，漠視與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，教學(xué)就等同于背書，學(xué)習(xí)就等同于讀書，老師惟教材、惟教案至上，學(xué)生對書本知識盲目遵從，[3]這些影響依舊普遍存于課程改革的今天。

（二）操作層面對有效教學(xué)內(nèi)涵理解上的偏差

近些年來，教師在有效教學(xué)的研究方面取得了一定的進(jìn)步，形成了一些共識，但是在實際操作中，對有效教學(xué)的內(nèi)涵理解上依然存在一些偏差。

這種偏差最主要表現(xiàn)的就是以經(jīng)濟(jì)學(xué)中“投入產(chǎn)出”的觀點簡略地類比教學(xué)活動。教學(xué)活動與經(jīng)濟(jì)活動盡管都是人類的社會活動，但屬于不同領(lǐng)域的活動，相互之間存在著較大的差異。經(jīng)濟(jì)活動說到底所體現(xiàn)的是人與自然、人與物間的關(guān)系，所遵從的規(guī)律是經(jīng)濟(jì)活動規(guī)律，最終是以物化的結(jié)果體現(xiàn)，而且這種結(jié)果都是在短時間內(nèi)所能見到的。而教學(xué)活動則不一樣，它的對象是學(xué)生，它的成果往往是抽象的、難以量化的，且具有滯后性、隱性、生成性的特點，如果只是看即時性的、顯性的、預(yù)設(shè)性的成果，就只能去看哪些形式化的、量化的東西。

（三）教師個人因素的影響

教師個人因素是影響課堂教學(xué)有效性的根本因素。教師由于專業(yè)知識和理論學(xué)習(xí)的缺乏和自身修養(yǎng)等的不足，尤其是教師專業(yè)能力的不足必然會導(dǎo)致教學(xué)的低效。比如教師的教育智慧，教師的職業(yè)倦怠等問題。教育智慧是教師素質(zhì)的核心組成，影響著教師教學(xué)的狀態(tài)、效果，從而決定了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。缺乏智慧的教師，不可能會有高效的教學(xué)。在市場經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)的今天，來自社會上的各種引誘也在影響著課堂教學(xué)，有些教師的職業(yè)懈怠感就來自內(nèi)心的失衡，導(dǎo)致對教學(xué)工作膩煩，在這種心理下的教學(xué)就不可避免的出現(xiàn)低效。

（四）學(xué)校管理文化因素的影響

學(xué)校文化的管理對教師的成長起著重要的作用，好的制度建設(shè)以及文化氛圍為教師的成長提供了寬廣的平臺，否則就會制約教師的成長。具體包括學(xué)校的評價制度、校本培訓(xùn)、教師聘用、教師選拔、教師上崗、工作安排、職稱評定制度等諸多方面，有的學(xué)?，F(xiàn)有的評價大多數(shù)只注重量性評價，而忽視了質(zhì)性評價。

（五）社會因素的影響

社會因素對課堂教學(xué)的影響是不容忽視的。其中最明顯的是家長對升學(xué)率的極度期望，這致使教師在教學(xué)中只關(guān)注結(jié)果，而忽視有效性教學(xué)過程。另外，社會上各種“教育理念”的層出不窮，讓許多教師和學(xué)校感到無所適從，在操作上不是“隨風(fēng)走”，就是無動于衷，從而在課堂教學(xué)中就呈現(xiàn)出只重視形式的無效教學(xué)行為。[4]

三、大數(shù)據(jù)時代課堂有效性教學(xué)的基本特征

大數(shù)據(jù)背景下，由于在線教育、網(wǎng)絡(luò)視頻和課程的推廣和應(yīng)用，教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境、師生角色的轉(zhuǎn)換、學(xué)習(xí)資料料的豐富以及教育評價機(jī)制等因素的影響。教師不再只是知識的傳授者，而是變成了課堂的組織和策劃者。作為化學(xué)教師，只有認(rèn)識到大數(shù)據(jù)時代化學(xué)教學(xué)的時代特征，才能順應(yīng)時代的發(fā)展和要求。

（一）教材的多媒體化

大數(shù)據(jù)時代，教學(xué)資源由“數(shù)字化”向“數(shù)據(jù)化”轉(zhuǎn)變，并以視頻公開課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂以及數(shù)字化專業(yè)素材庫的形式向?qū)W生展現(xiàn)，學(xué)生可通過多媒體的渠道在網(wǎng)上討論學(xué)習(xí)，瀏覽課堂教學(xué)資源，將線上學(xué)習(xí)和線下討論相互連通，擴(kuò)展了教材內(nèi)容，提高了教學(xué)效果?，F(xiàn)在的學(xué)生越來越傾向于利用網(wǎng)絡(luò)來搜索和瀏覽各種信息資源，很多學(xué)校為此開發(fā)了基于教材的網(wǎng)絡(luò)客戶端，為教學(xué)搭建了良好的交流與互動數(shù)據(jù)平臺。

（二）教學(xué)資源的全球化

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011～2020 年）》（教技[2012]5號）中指出：“充分整合現(xiàn)有資源，采用云計算技術(shù)，形成資源配置與服務(wù)的集約化發(fā)展途徑，構(gòu)建穩(wěn)定可靠、低成本的國家教育云服務(wù)模式。面向全國各級各類學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)，提供公共存儲、計算、共享帶寬、安全認(rèn)證及各種支撐工具等通用基礎(chǔ)服務(wù)，支撐優(yōu)質(zhì)資源全國共享和教育管理信息化?！痹萍夹g(shù)等教學(xué)資源庫的建設(shè)促進(jìn)了教學(xué)資源的高效傳遞和利用，形成教學(xué)資源的全球化，使用戶實現(xiàn)了教學(xué)資源的無障礙傳輸和獲取，為廣大學(xué)習(xí)者提供了一個開放、平等的超大規(guī)模教學(xué)資源共享平臺，使各個學(xué)校相對獨立的教學(xué)資源從封閉走向開放，實現(xiàn)教育公平。[5]

（三）學(xué)習(xí)環(huán)境的虛擬化

移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境逐漸虛擬化。學(xué)習(xí)突破教學(xué)樓、圖書館，校園圍墻的限制，學(xué)生隨時隨地地利用手機(jī)等移動終端就能開展各種模式的學(xué)習(xí)。大數(shù)據(jù)為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了一個看不見、摸不著、沒有邊界限制，可以自由探索、想象、參與、交互的虛擬世界，從而使學(xué)習(xí)活動具有交互性和自主性，學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和外延都發(fā)生了很大的變化，學(xué)習(xí)環(huán)境逐漸具有人性化、智能化和沉浸化的特點。

（四）學(xué)習(xí)時間的碎片化

互聯(lián)網(wǎng)等級技術(shù)使學(xué)生能夠在各種情景中學(xué)習(xí)，能將線上與線下深度交融。教師在教室講授，學(xué)生聽課學(xué)習(xí)的模式在被逐步瓦解。在個性化突出的時代，學(xué)生可以根據(jù)個人喜好、學(xué)習(xí)習(xí)慣等自由安排學(xué)習(xí)時間，不再必須在固定的地點和時間按部就班的學(xué)習(xí)。碎片化學(xué)習(xí)，更有利于提升學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

（五）學(xué)生學(xué)習(xí)的自主化

大數(shù)據(jù)時代學(xué)生可選擇自己想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主化具有自主性、創(chuàng)新性和堅持性和終身性的特性，學(xué)生在自住化學(xué)習(xí)中可以充分展現(xiàn)學(xué)習(xí)主體的作用，發(fā)揮主觀能動性，調(diào)動學(xué)習(xí)的潛能，并進(jìn)行個性化研究性和探索性學(xué)習(xí)，圍繞教學(xué)目標(biāo)完成自主實踐活動。自主化學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)習(xí)的堅持性，讓學(xué)生感受、體驗、內(nèi)化所學(xué)知識，進(jìn)而形成終生學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。

四、如何利用大數(shù)據(jù)構(gòu)建有效的化學(xué)課堂

（一）任務(wù)教學(xué)，鼓勵學(xué)生主動探究

在開展化學(xué)教學(xué)活動時，教師要積極利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)，對傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，不斷拓展在線教育的課程時間。為此教師可以通過給學(xué)生設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)的方式鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主探究。學(xué)生有了明確的學(xué)習(xí)任務(wù)就會借助媒體和資源的幫助，獲得大量的化學(xué)信息和數(shù)據(jù)，進(jìn)而為自己的學(xué)習(xí)積累素材。

例如，我們在學(xué)習(xí)《走進(jìn)化學(xué)實驗室》時，其教學(xué)目標(biāo)為初步掌握使用量筒、膠頭滴管等常見儀器的基本操作。我們先不講如何讀取量筒中液體、膠頭滴管的使用，而是事先布置設(shè)計好的任務(wù)：請學(xué)生量取10 ml水，在“任務(wù)”的驅(qū)動下，學(xué)生主動去操作、去發(fā)現(xiàn)，在操作過程中學(xué)生自然會遇到“水無法恰好是10 ml”的問題，于是學(xué)生出現(xiàn)疑問，這時要求學(xué)生自學(xué)或教師輕輕點撥，便會將隱含在“任務(wù)”中的“膠頭滴管的使用”教學(xué)目標(biāo)完成，在操作中學(xué)生還會發(fā)現(xiàn)液面是凹型的，在“任務(wù)”的驅(qū)動下又出現(xiàn)“疑問”，不能確定如何讀取問題，同樣可讓學(xué)生自學(xué)或教師點撥從而輕松完成“量筒的使用”教學(xué)目標(biāo)。

（二）小組合作，促進(jìn)學(xué)生參與課堂

大數(shù)據(jù)時代要求在化學(xué)學(xué)習(xí)中有“取之不盡用之不竭”的數(shù)據(jù)創(chuàng)新。創(chuàng)新的實現(xiàn)需要學(xué)生思維的活躍并具有一定化學(xué)知識的儲備。學(xué)生可以通過合作學(xué)習(xí)的方式來獲得化學(xué)知識，盡可能廣泛地開通化學(xué)學(xué)習(xí)渠道，由于大數(shù)據(jù)信息全民化，學(xué)生可輕而易舉獲取化學(xué)學(xué)習(xí)資源，教師獨擁資源的權(quán)威性受到挑戰(zhàn)。為此，教師在教學(xué)中要通過啟發(fā)學(xué)生的興趣來激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)主動性。教師可以組織學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，小組合作學(xué)習(xí)是促進(jìn)學(xué)生主動參與、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的一種有效教學(xué)方法。

例如，在“乙醇的催化氧化實驗”教學(xué)中，教師可要求讓事實說話學(xué)生進(jìn)行小組實驗，組內(nèi)成員自主分工。教師在實驗過程中只做指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生利用合作精神參與實驗。在此實驗中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)課本中存在一些不足：（1）沒有裝置示意圖；（2）實驗現(xiàn)象不明顯；（3）采用聞的方式不可靠……就此些問題，學(xué)生就能夠討論研究，對實驗進(jìn)行改進(jìn)。[6]

合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以根據(jù)自己個性化需求，廣泛地收集各種分散的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)信息，并且按照自己的理解和認(rèn)識來把這些資源和信息加以分析和處理。在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生會相互溝通、相互切磋，表達(dá)自己的思想和觀點，促使學(xué)生開闊視野。小組中學(xué)生可以暢所欲言，參與課堂，使課堂變得靈動起來，學(xué)生可以借助多媒體和網(wǎng)絡(luò)有選擇性地獲得信息，豐富知識。

（三）學(xué)會分類，重視化學(xué)知識積累。

化學(xué)學(xué)科是一門實驗性的學(xué)科，知識點比較多，這就要求學(xué)會分類，對各類化學(xué)知識進(jìn)行分類，這樣有助于加深對化學(xué)知識的理解，也有助于理清知識的脈絡(luò)，促使學(xué)生更好地進(jìn)行后面階段的化學(xué)學(xué)習(xí)。化學(xué)知識具有較強(qiáng)的連貫性、銜接性，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生如果出現(xiàn)知識點斷層問題，很容易對下一階段的化學(xué)知識學(xué)習(xí)造成影響，導(dǎo)致前期知識與后期知識無法較好地銜接，這極大的影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更會影響學(xué)生的整體成績。因而，在教學(xué)中，教師要利用數(shù)據(jù)、圖文、表格等形式幫助學(xué)生做好相關(guān)知識點的復(fù)習(xí)和鞏固，加深學(xué)生對前期所學(xué)知識的印象，為其今后化學(xué)知識的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。[7]

（四）學(xué)科滲透，提升化學(xué)應(yīng)用意識。

在大數(shù)據(jù)時代，需要教師充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)，借鑒其優(yōu)點，為化學(xué)課堂教學(xué)服務(wù)。具體體現(xiàn)在教師可以根據(jù)課堂化學(xué)內(nèi)容，采用多學(xué)科滲透的方式，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提升課堂有效性。例如，在“綠色化學(xué)和環(huán)?；瘜W(xué)”教學(xué)時，如果對教材深入分析，可以發(fā)現(xiàn)此節(jié)中綠色食品和納米材料，可以同生物課程相關(guān)聯(lián)。而風(fēng)力發(fā)電和太陽能電池，又與物理學(xué)科有一定聯(lián)系。因此，化學(xué)教師需要對知識進(jìn)行延伸和擴(kuò)充，以此幫助學(xué)生完善知識體系，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)興趣，并為其學(xué)習(xí)其他學(xué)科知識奠定了良好基礎(chǔ)。[8]教師還可以利用大數(shù)據(jù)提供的數(shù)字化信息進(jìn)行備課以及給學(xué)生布置作業(yè)，分析班內(nèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。使學(xué)生在體會數(shù)字化的便利的同時，還能學(xué)會將所學(xué)的知識融會貫通，學(xué)以致用。

（五）因勢利導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維

大數(shù)據(jù)帶來的便利，使教師可以對學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，實現(xiàn)對學(xué)生的全方位了解，從而針對性地開展化學(xué)教學(xué)。比如，在“氧化和還原時”教學(xué)時，教師除了詳細(xì)講述氧化還原反應(yīng)的基本概念、判斷口訣外，可以講解個別金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)的顏色變化情況。此單元的化學(xué)教學(xué)主要是講述金屬的性質(zhì)和用途，金屬活動順序以及金屬同氧氣的反應(yīng)條件和變化等內(nèi)容，但是在課本中并沒有體現(xiàn)出金屬的相關(guān)機(jī)械性能、材料性能以及經(jīng)濟(jì)價值等信息。如果化學(xué)教師引導(dǎo)讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)手段去了解，不僅能擴(kuò)展其知識面，并且在思考過程中能夠不斷激發(fā)和培養(yǎng)其創(chuàng)新思維。

（六）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，鞏固實驗突破難點

學(xué)習(xí)化學(xué)的一個重要途徑就是進(jìn)行實驗。近年來，多媒體教學(xué)已普遍的應(yīng)用于化學(xué)課程的課堂上。將化學(xué)實驗通過圖片、聲音、動畫等展現(xiàn)出來，不僅可以讓原本枯燥的知識點變得生動鮮活，更具有形象、省時、高效的優(yōu)勢，從而使化學(xué)實驗無死角。特別是遇到課程的重點難點時，大數(shù)據(jù)中材料數(shù)據(jù)庫以及一些先進(jìn)的計算機(jī)軟件技術(shù)，在教學(xué)效果方面會發(fā)揮很大的作用，起到事半功倍的效果。以“晶體學(xué)”教學(xué)為例，在教學(xué)中教師通過引入晶體數(shù)據(jù)庫的搜索功能，讓學(xué)生自己搜索劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（Cambridge Structural Database，簡稱CSD）、無機(jī)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（The Inorganic Crystal Structure Data-base，簡稱ICSD）及一些免費公益性的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。在廣闊的晶體數(shù)據(jù)庫中獲得形象化的微觀結(jié)構(gòu)，使抽象的結(jié)構(gòu)可視化，讓教學(xué)過程變得清晰、簡單。

總之，大數(shù)據(jù)正在變革著我們的生活、工作和思維，對化學(xué)教學(xué)也產(chǎn)生了一定的影響，教師需要引導(dǎo)學(xué)生參與到探究中感受到化學(xué)知識的廣博和豐富多彩，體會到大數(shù)據(jù)時代呈現(xiàn)出的多元化、數(shù)字化、超文本、多媒介的特點，給學(xué)生營造一個現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)環(huán)境，構(gòu)建大數(shù)據(jù)時代多元識讀教學(xué)模式的特點。學(xué)生通過親歷學(xué)習(xí)過程會不斷地提高自己的化學(xué)應(yīng)用能力，實現(xiàn)綜合素養(yǎng)的提高，對提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量有著重要意義。

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