基于SPOC的化学学科有效教学模式的实践研究

布瑞昌 刘帅 吴惠贞

摘要：本文通过设计与实施一门电化学慕课课程，提出基于SPOC的化学学科有效教学模式及相关的制作策略。文中课程整合了高中化学教材必修和选修的电化学内容，设计成一门适合高一培优、高二进阶和高三复习的电化学专题课程，旨在通过对原电池知识的来龙去脉进行高度整合，提高学生电化学的知识与技能水平，培养学生对原电池、化学电源模型的理解和分析能力。课程采用线上与线下学习相结合的模式，体现了信息技术与教育教学的深度融合。

关键词：电化学;原电池;慕课;SPOC课程

文章编号：1008-0546（2022）02x-0022-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

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

一、背景与思路

近年来，全国高考电化学所考查的几乎全部都是陌生的电池装置和新型电池技术，例如考题中反复出现质子交换膜、阳离子交换膜、高聚物薄膜和电渗析法离子交换膜等高新科技材料。在日常教学中，相当一部分的学生对电化学的认知只能停留在简单知识记忆之中，一旦遇到陌生的电化学问题情境便无所适从。高三的学生时间紧张，往往也无法专门对电化学内容的难点进行更深层的突破。

针对以上的实际问题，课题组教师结合笔者学校寒暑假线上选修课项目，利用东莞慕课平台，设计并制作出《每天5分钟，一周征服电化学》SPOC课程[1]（图1），以此帮助学生在寒暑假课余时间，有目的、有准备、有时间、有方法地突破电化学的难点（图2）。

二、教学模式的提出和具体实施

结合SPOC课程和化学学科的特点，笔者设计出了基于SPOC的化学学科有效教学模式，并按此模式设计并制作出本课程（图3）。

1.充分调研，以学生问题决定课程内容

在课程设计前，课程专业教师充分、广泛地与学生沟通，进行调研，整理出学生在电化学模块难以解决的问题;同时，结合高考考试大纲，拟定本课程的教学目标和教学内容，做到以学生问题决定课程内容，课程结构如图4所示。

2.结合化学学科特点，以课程内容设计有效的教学策略

课程专业教师根据学科特点和教学内容，运用不同的课程设计策略实施有效教学。

一是利用组织策略学习原电池发展史。通过逐一分析氧化还原反应的电子、离子移动方向，从普通氧化还原反应，到经典原电池，再到盐桥原电池，最后到膜化学电池，全面展现人类发明及完善原电池的历史进程，让学生从第一人称视野探索电化学知识的来龙去脉，重构知识网络，从发展的眼光深入理解原电池的构造和原理。

二是基于精细加工策略和模式再认策略，建立“回路法”模型，帮助学生分析电化学装置。“回路法”作为本课程突破难点最有效的模型和方法，能帮助学生全面地认识原电池的工作原理，跳出知识点的惯性思维，考察各知识点的本质联系，从而把原电池工作原理的大概念提取出来，提高学习效率。

如图5所示，该方法借助物理学电流中带电粒子移动的基本原理，画出回路中的电流方向，以具体、科学的视觉图像，帮助学生掌握抽象的电化学正负极信息，最终推导出电子、离子的迁移方向，清除解题路上的“拦路虎”。

3.研究重难点，优化教学设计，制作“能应用、有创新”的微课等课程资源[2]

课程资源包括教学课件、微课视频、文本材料以及习题等，是SPOC课程的重要部分，而微课视频更是教学资源中的灵魂部分。那么，教师们应该如何制作好这个灵魂部分呢？本课题组教师根据课程内容，研究出相应章节的重难点，将每一节课分成不同的课堂类型。针对不同的课堂内容，本课程以知识课、技能课与应用课三种课堂类型组成。不同的课堂类型，教学设计的方向不相同，制作微课的策略亦各不相同。正因有所差异，课题组教师以合适的策略制作“能应用、有创新”的微课，更便于实施有效教学。

比如，本课程的第三课“常见化学电源方程式书写”属于技能型微课，笔者采用如图6所示的“顺、演、提、练”资源制作策略制作本节微课，制定结构化解题步骤，严谨、细致地按照一定的书写逻辑，带领学生按部就班地关注电化学方程式中的细节，解决了同学们在书写电化学方程式时因考虑欠妥而犯错的问题。

4.紧贴资源内容，设计学科考试与教学评价

课程结束后，利用东莞慕课平台的数据处理，教师根据学生的视频观看情况、登录情况、作业和测试成绩和参与讨论情况给予学生最终的成绩[3]。

5.学生反馈与教师反思

课程终了后，教师再次对选课学生进行问卷调查，并根据学生的学习成果进行反思，对课程进行深度的修改与迭代。课程在迭代开发超过50%以上时，将结合新一届的学生情况进行重新发布。

三、成效与展望

1.实施效果

课程整体情况：自开课以来截止至2019年10月27日，共672人选修本课程，登录参与学习的活跃用户人数369人。

测验和作业：学生参加测验平均总次数为3.1次，测验完成率达78%。

互动交流情况：讨论区共有8个主题贴，回复评论数共368条，参与讨论人数136人，随堂讨论参与次数累计达349次。从学生的讨论区留言看，本课程确实让他们的学习渐入佳境。

课程效果：完成慕课课程并最终拿到合格证书的学生有234人，课程合格率达63%，其中76人获优秀证书，优秀率达21%，取得了较好的成果。

2.应用前景

在高中化学的日常教学中，由于学习内容较多、难度较大，學生往往会难以理解某些知识点;在假期中，学生又没有足够的资源和条件去学习专题。这时，学科教师按照图3所示的教学模式，将散乱的知识点整理成专题，并利用SPOC课程发布专题内容，在网络平台上指导学生学习。这样，学生就能在寒暑假等课余时间反复地进行专题化学习，从而解决问题。

因此，本课程的实施效果证明了基于SPOC的化学学科有效教学模式是可行的。在信息化教学2.0的背景下，以SPOC为载体，通过网络平台的合理利用，在线教育与学科教学能实现深度融合创新。

未来，我们将在校内推广本教学模式，着重帮助高二、高三的学生突破学科专业课上的教学难点。

参考文献

[1]吴晨，张小兰，刘晓玲，盛寿日.基于SPOC混合式教学模式的中学化学教学设计研究[J].化学教与学，2019（5）：9-11，14.

[2]胡小勇.设计好微课[M].北京：机械工业出版社，2017.

[3]刘梅，朱鹏飞，张世红.基于SPOC的“大学化学实验”混合式教学模式研究[J].化学教育（中英文），2017，38（12）：27-29.

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