基于SPOC的化學(xué)學(xué)科有效教學(xué)模式的實踐研究

布瑞昌 劉帥 吳惠貞

摘要：本文通過設(shè)計與實施一門電化學(xué)慕課課程，提出基于SPOC的化學(xué)學(xué)科有效教學(xué)模式及相關(guān)的制作策略。文中課程整合了高中化學(xué)教材必修和選修的電化學(xué)內(nèi)容，設(shè)計成一門適合高一培優(yōu)、高二進(jìn)階和高三復(fù)習(xí)的電化學(xué)專題課程，旨在通過對原電池知識的來龍去脈進(jìn)行高度整合，提高學(xué)生電化學(xué)的知識與技能水平，培養(yǎng)學(xué)生對原電池、化學(xué)電源模型的理解和分析能力。課程采用線上與線下學(xué)習(xí)相結(jié)合的模式，體現(xiàn)了信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。

關(guān)鍵詞：電化學(xué);原電池;慕課;SPOC課程

文章編號：1008-0546（2022）02x-0022-03

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.005

一、背景與思路

近年來，全國高考電化學(xué)所考查的幾乎全部都是陌生的電池裝置和新型電池技術(shù)，例如考題中反復(fù)出現(xiàn)質(zhì)子交換膜、陽離子交換膜、高聚物薄膜和電滲析法離子交換膜等高新科技材料。在日常教學(xué)中，相當(dāng)一部分的學(xué)生對電化學(xué)的認(rèn)知只能停留在簡單知識記憶之中，一旦遇到陌生的電化學(xué)問題情境便無所適從。高三的學(xué)生時間緊張，往往也無法專門對電化學(xué)內(nèi)容的難點進(jìn)行更深層的突破。

針對以上的實際問題，課題組教師結(jié)合筆者學(xué)校寒暑假線上選修課項目，利用東莞慕課平臺，設(shè)計并制作出《每天5分鐘，一周征服電化學(xué)》SPOC課程[1]（圖1），以此幫助學(xué)生在寒暑假課余時間，有目的、有準(zhǔn)備、有時間、有方法地突破電化學(xué)的難點（圖2）。

二、教學(xué)模式的提出和具體實施

結(jié)合SPOC課程和化學(xué)學(xué)科的特點，筆者設(shè)計出了基于SPOC的化學(xué)學(xué)科有效教學(xué)模式，并按此模式設(shè)計并制作出本課程（圖3）。

1.充分調(diào)研，以學(xué)生問題決定課程內(nèi)容

在課程設(shè)計前，課程專業(yè)教師充分、廣泛地與學(xué)生溝通，進(jìn)行調(diào)研，整理出學(xué)生在電化學(xué)模塊難以解決的問題;同時，結(jié)合高考考試大綱，擬定本課程的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，做到以學(xué)生問題決定課程內(nèi)容，課程結(jié)構(gòu)如圖4所示。

2.結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點，以課程內(nèi)容設(shè)計有效的教學(xué)策略

課程專業(yè)教師根據(jù)學(xué)科特點和教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用不同的課程設(shè)計策略實施有效教學(xué)。

一是利用組織策略學(xué)習(xí)原電池發(fā)展史。通過逐一分析氧化還原反應(yīng)的電子、離子移動方向，從普通氧化還原反應(yīng)，到經(jīng)典原電池，再到鹽橋原電池，最后到膜化學(xué)電池，全面展現(xiàn)人類發(fā)明及完善原電池的歷史進(jìn)程，讓學(xué)生從第一人稱視野探索電化學(xué)知識的來龍去脈，重構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)，從發(fā)展的眼光深入理解原電池的構(gòu)造和原理。

二是基于精細(xì)加工策略和模式再認(rèn)策略，建立“回路法”模型，幫助學(xué)生分析電化學(xué)裝置?！盎芈贩ā弊鳛楸菊n程突破難點最有效的模型和方法，能幫助學(xué)生全面地認(rèn)識原電池的工作原理，跳出知識點的慣性思維，考察各知識點的本質(zhì)聯(lián)系，從而把原電池工作原理的大概念提取出來，提高學(xué)習(xí)效率。

如圖5所示，該方法借助物理學(xué)電流中帶電粒子移動的基本原理，畫出回路中的電流方向，以具體、科學(xué)的視覺圖像，幫助學(xué)生掌握抽象的電化學(xué)正負(fù)極信息，最終推導(dǎo)出電子、離子的遷移方向，清除解題路上的“攔路虎”。

3.研究重難點，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，制作“能應(yīng)用、有創(chuàng)新”的微課等課程資源[2]

課程資源包括教學(xué)課件、微課視頻、文本材料以及習(xí)題等，是SPOC課程的重要部分，而微課視頻更是教學(xué)資源中的靈魂部分。那么，教師們應(yīng)該如何制作好這個靈魂部分呢？本課題組教師根據(jù)課程內(nèi)容，研究出相應(yīng)章節(jié)的重難點，將每一節(jié)課分成不同的課堂類型。針對不同的課堂內(nèi)容，本課程以知識課、技能課與應(yīng)用課三種課堂類型組成。不同的課堂類型，教學(xué)設(shè)計的方向不相同，制作微課的策略亦各不相同。正因有所差異，課題組教師以合適的策略制作“能應(yīng)用、有創(chuàng)新”的微課，更便于實施有效教學(xué)。

比如，本課程的第三課“常見化學(xué)電源方程式書寫”屬于技能型微課，筆者采用如圖6所示的“順、演、提、練”資源制作策略制作本節(jié)微課，制定結(jié)構(gòu)化解題步驟，嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致地按照一定的書寫邏輯，帶領(lǐng)學(xué)生按部就班地關(guān)注電化學(xué)方程式中的細(xì)節(jié)，解決了同學(xué)們在書寫電化學(xué)方程式時因考慮欠妥而犯錯的問題。

4.緊貼資源內(nèi)容，設(shè)計學(xué)科考試與教學(xué)評價

課程結(jié)束后，利用東莞慕課平臺的數(shù)據(jù)處理，教師根據(jù)學(xué)生的視頻觀看情況、登錄情況、作業(yè)和測試成績和參與討論情況給予學(xué)生最終的成績[3]。

5.學(xué)生反饋與教師反思

課程終了后，教師再次對選課學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行反思，對課程進(jìn)行深度的修改與迭代。課程在迭代開發(fā)超過50%以上時，將結(jié)合新一屆的學(xué)生情況進(jìn)行重新發(fā)布。

三、成效與展望

1.實施效果

課程整體情況：自開課以來截止至2019年10月27日，共672人選修本課程，登錄參與學(xué)習(xí)的活躍用戶人數(shù)369人。

測驗和作業(yè)：學(xué)生參加測驗平均總次數(shù)為3.1次，測驗完成率達(dá)78%。

互動交流情況：討論區(qū)共有8個主題貼，回復(fù)評論數(shù)共368條，參與討論人數(shù)136人，隨堂討論參與次數(shù)累計達(dá)349次。從學(xué)生的討論區(qū)留言看，本課程確實讓他們的學(xué)習(xí)漸入佳境。

課程效果：完成慕課課程并最終拿到合格證書的學(xué)生有234人，課程合格率達(dá)63%，其中76人獲優(yōu)秀證書，優(yōu)秀率達(dá)21%，取得了較好的成果。

2.應(yīng)用前景

在高中化學(xué)的日常教學(xué)中，由于學(xué)習(xí)內(nèi)容較多、難度較大，學(xué)生往往會難以理解某些知識點;在假期中，學(xué)生又沒有足夠的資源和條件去學(xué)習(xí)專題。這時，學(xué)科教師按照圖3所示的教學(xué)模式，將散亂的知識點整理成專題，并利用SPOC課程發(fā)布專題內(nèi)容，在網(wǎng)絡(luò)平臺上指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。這樣，學(xué)生就能在寒暑假等課余時間反復(fù)地進(jìn)行專題化學(xué)習(xí)，從而解決問題。

因此，本課程的實施效果證明了基于SPOC的化學(xué)學(xué)科有效教學(xué)模式是可行的。在信息化教學(xué)2.0的背景下，以SPOC為載體，通過網(wǎng)絡(luò)平臺的合理利用，在線教育與學(xué)科教學(xué)能實現(xiàn)深度融合創(chuàng)新。

未來，我們將在校內(nèi)推廣本教學(xué)模式，著重幫助高二、高三的學(xué)生突破學(xué)科專業(yè)課上的教學(xué)難點。

參考文獻(xiàn)

[1]吳晨，張小蘭，劉曉玲，盛壽日.基于SPOC混合式教學(xué)模式的中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計研究[J].化學(xué)教與學(xué)，2019（5）：9-11，14.

[2]胡小勇.設(shè)計好微課[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

[3]劉梅，朱鵬飛，張世紅.基于SPOC的“大學(xué)化學(xué)實驗”混合式教學(xué)模式研究[J].化學(xué)教育（中英文），2017，38（12）：27-29.

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