化学课程中数字化教学设计的探索

吴秀玲，杜召民

（1.东营职业学院，山东东营 257091；2.东营区教育局，山东东营 257000）

化学课程中数字化教学设计的探索

吴秀玲1，杜召民2

（1.东营职业学院，山东东营 257091；2.东营区教育局，山东东营 257000）

数字化教学是现代信息技术支撑下的一种新型教学方式，它要求教师不断完善自身知识结构、掌握现代教育技术和先进教育理念，才能应对数字化教学的变革。通过探讨化学课程中如何应用数字化教学手段、采取不同的教学设计，来改革现行的教学内容和教学方式，以培养学生的信息素养、合作能力和解决实际问题的能力。

化学课程；数字化教学；教学设计

随着现代信息技术的快速发展，越来越多的信息资源已实现数字化，数字化教学也随着信息化时代的到来而成为一种新型教学方式。它与传统教育模式有着不同的教育功能，对教师的教和学生的学都提出了新的要求，在化学课程教学中如何有效地利用数字化教学手段，是化学教学改革的一项重要内容。

1 数字化教学的涵义

信息技术在教育领域中的应用和发展，不仅丰富了教学资源，改善了教学手段和教学环境，也促进了教学理念和教学模式的革新。数字化教学是指在现代信息技术支撑的信息化教学环境下，遵循先进的教学理论和规律，实现信息技术与课程教学的高度融合，将信息化技术作为认知工具，培养创新人才的教学活动［1］。它以培养学生的信息素养、合作能力和实际问题解决能力为教育教学目标。

数字化教学包含三个基本要素：数字化教学环境、数字化教学资源和数字化教学模式。其中，数字化教学环境是指教师通过可以支持交互学习、资源共享的数字化多媒体或网络平台向学生呈现学习内容，师生之间、生生之间可以利用数字化平台进行相互交流与协作。数字化教学资源是指教学资源以数字化的形式在多媒体计算机或网络环境下运行，如精品课程、网络课程、电子课件、动画、仿真、视频等。数字化教学模式是指在数字化教学环境下，教师与学生利用数字化教学资源展开教与学的一种较为稳定的教学活动结构框架和活动程序［2］。

2 数字化教学对教师的要求

数字化教学强调学生信息素养、合作能力和实际问题解决能力的培养，它改变了传统教育模式的培养目标，改变了传统教学中教师和学生的地位及作用。在数字化教学过程中，教师是教学资源的提供者，问题情境的设计者，信息知识的导航者，学生学习过程的帮助者；学生是教学资源的使用者，学习问题的解决者，信息知识的搜寻者，学习知识的建构者［3］。可见，教师不再是知识的灌输者，而是学生学习的引导者；学生不是知识的单纯接受者，而是知识学习的主动建构者。数字化教学对教师的要求主要体现在：

2.1 教师知识的有序化

教师是教学资源的提供者和管理者，这就要求教师通过对知识的获取、积累、内化、整理分类和创新应用等，使知识有序化，具备新型教学过程和教学资源设计、开发、利用和管理的理论及实践知识，以提供给学生循序渐进、分门别类、丰富多彩、不断创新的教学资源。这是数字化教学的基础。

2.2 教师现代教育技术的多样化

数字化教学需要为学生提供多种认知工具，如动画、视频、图片、绘画图例、仿真模拟、交互学习平台等，这就需要教师具备多种现代教育技术能力，能够为学生创设先进的、丰富的、互动的数字化教学情境，从而适应数字化教学环境的变革。这是数字化教学的条件。

2.3 教师教育理念的先进性

数字化教学需要遵循先进的教育理念和规律，实现信息技术和课程教学的高度融合。为此，教师要以营造一个数字化互动式的知识共享的弹性学习环境为理念，努力学习先进的学习理论和教学系统设计理论，为学生创造更多的学习机会和空间，培养学生信息资源的获取和运用能力。建立一个师生共同学习、共同成长的教学相长平台［4］，形成一种稳定、有序的数字化教学模式。这是数字化教学的保障。

3 化学课程中数字化教学设计的应用

化学课程具有理论抽象、现象繁杂、应用广泛的学科特点，应用数字化教学手段，为化学教学构建一个先进的、有特色的数字化教学平台，改革当前的化学教学模式，提高学生的化学学习兴趣，培养学生的化学信息素养、合作能力和解决实际问题的能力，是化学课程数字化教学改革的目标。以下是我们在化学课程中应用数字化教学的几种模式。

3.1 化学实验现象的演示与剖析

化学实验现象真实，印象深刻，在学校条件允许的情况下，要让学生尽可能多地做实验。但对于毒性、气味很大或条件不允许的实验，我们就将实验过程录制或模拟制作出来，让学生观看视频。在播放视频的同时，对原理进行动画演示，以解析现象，展示微观原理。例如：关于缓冲溶液缓冲原理的教学，传统的教学方式是做演示实验看现象，再从反应原理上进行解释，学生对实验现象的认识是直观的，但对原理的理解不够直接和深刻。我们利用Flash软件将实验原理制作成动画，模拟出缓冲微粒抗酸、抗碱的过程原理，不仅可以将微观问题宏观化，实际问题数字化，而且由于动画可重复播放，能够使学生深刻理解其中的化学规律。借助于数字化技术，不仅可以加深讲授的化学基础知识，而且可以让学生学习如何把抽象的化学问题简明化、数学化，培养他们化学建模的思维方法，从而使化学课程教学成为一种培养和训练学生动手动脑能力的探究性学习模式。

3.2 化学物质结构的设计与组合

在有机化学教学中，预先设计出一些有机化学分子模型和官能团单元组件。教学时，引领学生通过拖放分子模型和单元组件，在页面上按有机反应规律进行自由替换和组装，构建出新的化学分子模型，完成复杂的有机合成路线，使微妙的有机反应及有机合成变得直观而有趣。这种学习模式不仅训练学生具备综合的有机化学基础知识，还可以培养他们的创造性思维，使他们养成自主探究、挖掘规律和自觉应用化学规律的学习习惯，不断提升他们的学习能力和创新能力。

3.3 化学函数图象的构建与交互

许多化学实验在进行实验数据处理时，需要绘出自变量与因变量之间的变化曲线，例如：影响溶解度因素的实验、影响化学反应速率因素的实验、影响反应产率因素的实验等。利用化学数字教学平台，引导学生输入相应的实验数据，按程序点击鼠标，完成图像的构建，得出相应的函数关系式，推知可能的化学规律，还可以根据化学反应规律，推知最佳反应条件。通过改变影响反应的因素，取得最佳反应效益。在这一模式中，利用互联网建立的互动平台，教师实时引导学生交互讨论，归纳不同学生的实验数据，使实验结果更具有代表性，更接近真实化学反应结论。这种合作学习模式可以帮助学生有效地交流和协作，相互启发，共同进步，实现互助式学习和合作学习效果，培养学生的合作能力。

3.4 化工生产的仿真与模拟

真实的化工生产设备庞大，工艺条件复杂，生产流程长，不易用于课堂教学。例如：接触法制硫酸、氨的工业合成、硝酸的工业制取等。通过开发制作或购买化工生产软件，将抽象问题可视化，复杂条件可操作可控制化，实现人机互动，完成生产过程的模拟。让学生在化工生产仿真实训室利用多媒体互联网，在计算机上模拟化工生产过程，巩固所学知识，通过调节参数实时观察化学反应结果，选择最佳工艺条件，取得最佳反应产率，实现绿色化学生产工艺。这种模拟真实生产的学习模式，可以帮助学生深刻理解和诠释化学理论教学内容，不断提高化学知识的应用水平，培养他们的实际问题解决能力。

化学课程中数字化教学的模式多种多样，但都离不开信息技术的支持。以网络、多媒体、计算机为代表的现代教育技术不但为数字化教学环境的创设、数字化教学资源的开发提供了机遇，而且依靠先进的教育理念，借助于适当的认知和学习工具，与传统的优秀教学模式相结合，可以从根本上改善人才培养模式，实现有意义的探究式、交互式、合作式等学习模式，促进数字化教学持续有效地发展，最大限度地发挥数字化教学在化学课程教学中的积极作用。

［1］李阳.职业学校艺术设计专业数字化设计教学研究［D］.湖南师范大学，2008.

［2］李正.基于创新人才培养的高校数字化教学改革探析［J］.中国大学教学，2010（11）：17－19.

［3］江河.基于SCORM的数字学习方法［J］.电脑知识与技术，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

吴秀玲（1968－），女，山东泰安人，硕士，教授，东营职业学院石油与化学工程学院教师，研究方向是化学化工教育教学。