线上线下混合式教学在化学学科中的探索与运用

福建省福州杨桥中学 黄 漩

互联网覆盖之下，包括教育在内的各行各业渗透进大数据、云计算和人工智能等新技术，其中教育行业在传统“线下教育”的基础上，也引入了“线上教育”理念，两类教育的结合施教，被称为“混合式教学”。在化学科学中采用线上线下混合式教学，教师可灵活采用多种教学辅助手段，同步丰富了教学内容和教学方式，学生个性化和多元化的学习需求也可以得到满足。据教学实践总结，无论是线上教育还是线下教育，均存在各自的优缺点，两者的混合式运用，正好弥补各自所缺，可取得较佳的教学效果。研究表明，以化学教学大纲、化学课程标准、化学考试大纲作为依据，进行线上与线下混合式教学的具体实施方案，线上为学生搭建智慧平台，引导学生自主预习、复习等，线下则以分组讨论发言方式，教师现场因材施教和科学启发引导，可以最大限度优化教学效果和提高课堂效率。

一、化学学科运用线上线下混合式教学的可行性

线上和线下教学目标一致，教学方法各有千秋，将这两种教学方法混合运用于化学学科，在实际教学当中已证明具有一定的可行性。综合相关教学成果，将其可行性总结为以下几点。

（一）互联网推动下教育事业的必然产物

互联网发展至今，推动了各行各业的革命性发展，教育事业在网络信息技术的帮助下，也取得了很好的成绩，其中线上线下混合式的教学方式就是最好的例证。这种教学方式，除了包括线下教学之外，在互联网的推动下，线上也建立了“云班课”“慕课”“雨课堂”“学习通”等教学平台，尤其是在新冠肺炎疫情暴发后，线上教育更加得到教育界的重视和认可。线上教学借助教学平台，不仅丰富了教学资源，表现出强大的数据优势，而且在操作方面也非常便捷，正好弥补了线下教学在功能性、资源性、数据性方面的空缺。根据化学学科的知识结构特点，基于互联网的线上教学与线下教学混合运用，必将推动传统化学学科教学的突破性改革和发展。

（二）学科教学对信息技术的客观需求

自《教育信息化2.0 行动计划》发布后，我国教育部门再三强调信息技术与学科教学相结合的重要性：是深化教育改革的一种重要方式。化学作为中学的一门知识量庞大、操作技术要求高的学科，信息技术与该门学科的融合运用，无疑是为该门学科的传统教学方式锦上添花，与线上线下混合式教学模式的教学宗旨不谋而合。无论是教学目标还是教学方法，在调整后，对化学人才培养都提出了更高的要求。混合式教学采用稳步推进的教学方式，既继承了传统教学的可取优点，同时也为线上平台教学指明了方向。很多线上平台拥有极其丰富的学习资源，从化学学科的课前预习，到课中的深入教学，再到课后的引导式复习，几乎都进行了无死角覆盖。很多教学工作者在应用线上平台后，通过线上平台创建班级并邀请本班学生参与课堂学习，期间再与线下的课堂学习互相补充，对于学生自主学习能力的培养，以及教学效率的大幅度提升，均有明显的促进作用。

（三）有利于培养学生的化学学科核心素养

化学学科课程标准要求，将培养学生的学科核心素养放在课堂教育的第一位。在信息时代背景下，线下课堂开始调整培养学生的目标与方向，新的教学观念逐渐被教育工作者所接受，使得化学学科不再停留于空洞的理论学习，而是愈发强调实践的重要性。实践方面的培养，除了常规的化学实验，还必须借助线上教学平台的资源优势，将化学学科与实际生活相结合，同步并高效培养学生的化学基础知识、化学实验能力、科学思维和树立科学的态度，才能够切实培养学生的化学学科核心素养。化学实验是理论知识与实际生活相结合的重要方式，线下的传统教学没有办法在短短一堂课中，就将所有化学实验展示在学生面前。书本繁多的化学理论和公式，容易让学生感到抽象和晦涩，只有在线下传统教学的基础上，混合借助线上平台，在不受空间和时间限制的前提下，让学生通过平台了解到更多化学实验知识，才能满足学生化学学科核心素养培养的需求。

二、线上线下混合式教学在化学学科中的应用方法

化学学科探索与运用线上线下混合式教学方法，要根据化学学科的教学内容，确定好教学的目标，然后根据目标明确学习的重点和难点。其中教学内容要与学生的实际学习需求一致，以学生作为中心，设计具体的教学流程，全方位培养学生的化学观念、思维、探究等能力，以及培养学生科学的学习态度。

（一）线上学习资源的建设

线上学习资源的建设，要求教师合理发掘课程资源，确保学生能够在学习的过程中获得更加全面和具体的储备知识，从而进一步开阔和延伸学生的视野。关于线上资源的建设，具体的方法是根据教学大纲的要求，在授课之前通过各方面搜集教学资源，在归纳总结之后，作为核心的学习点，完成线上资源的建设。比如关于“水的组成”的课程，教师通过图书馆资料、网络平台等，搜集尽可能多的相关化学知识的研究发展内容，在经过筛选和整理之后，形成有效的资源，融入课程当中。

（二）课前预习——线上教学

课前预习，是学科的辅助学习，是教学流程的首站，主要借助线上教学平台提前完成知识的预习。线上课前预习分为教师活动和学习活动两个步骤，前者负责发布教学任务和提出思考问题，后者通过自主学习解答问题。以科粤版初中化学第四章第2 节“水的组成”的教学为例。

1.教师活动

教师活动，即在指定的线上平台上发布教学任务。主要包括以下步骤：（1）发布微课。视频内容为水在自然界中的作用、水电解的实验过程，引导学生了解水的物理性质以及研究水组成的方法。（2）提出思考问题。通过水密度变化的特点，解释冰为什么会浮在水面上。通过电解水实验来研究水的组成利用了什么微观原因。（3）发布Flash 动画的分子、原子课件。回顾前面所学分子、原子两种微观粒子的性质及区别，为本节课的学习建立良好的微粒观。（4）发布本节课有关学习内容的重点与难点。

2.学生活动

学生活动，即在线上平台自主学习，并完成以下任务：（1）在平台上观看微课，思考教师提出的有关“水的组成”的问题。（2）带着问题主动查阅资料，并通过PPT课件的复习内容，提前做好回答问题的笔记。（3）完成课前作业后，根据答案将不懂之处归纳出来，准备于课堂之上进行讨论。

以上线上教学强调的是学生课前自主预习，教师要围绕某个知识点引导式地引发学生思考，载体是线上平台的微课和PPT 课件，学生也可以利用线下的资料辅助预习。从整体来看，这样有利于学生学习兴趣的激发，既使学生对之前所学知识有巩固性理解，又能对新的知识点进行主动掌握。

（三）线下学习资源的准备

线下学习资源的准备，是指教师在线上学习资源反馈归纳总结的基础上，针对学生线上学习出现的问题，将化学习题进行分类和扩展，结合线下的教学资源，针对相关的化学问题进行解题思路与规律的总结，这也是线下拓展训练的重要方法。

（四）课堂教学——线下教学

在课前线上平台预习的基础上，线下教学以课堂教学为主。教师在线下教学时，首先利用智慧教室Hi Teacher 教学系统中的IRS 实时反馈系统收集相关数据，了解学生的预习情况；其次将班级学生分成若干个小组，让学生根据课前所提出的问题展开小组讨论，在讨论过程中，教师在检查的同时协助学生攻克难点问题；最后再由学生进行发言总结，时间控制在5—10 分钟。讲授新课时，教师重提“电解水实验来研究水的组成利用什么微观原因”的问题，帮助学习解决课前预习的问题，然后引出关于水的化学式中氢氧原子个数比为什么为2 ∶1 的新的课题。课题展开以实验方式进行，实验目的主要是使学生在实验过程中，利用所掌握的微观知识，结合实验现象进行解释。实验之前准备好低压直流电源、电解水器、酒精灯、小木条等用品。实验开始后，第一步介绍电解水器的构造以及使用低压直流电源的原因；第二步将电解水器装满水并联接好低压电源；第三步对比观察通电后两极玻璃管中液面变化；第四步用木条检验两极产生的气体。通过实验，分析得出“水分子中氢氧原子个数比为2 ∶1”的结论。在实验过程中，教师利用多媒体辅助展示水电解的微观过程，鼓励学生提出问题。学生在教师的指导下，利用分子球状模型，亲自验证水分子通过分解成原子再组合成新分子的过程，加深了对化学反应微观过程的认识。在实验总结的基础上，教师针对预习、书本内容和实验内容，向学生提出问题，由学生解答，遇到难点时教师和学生共同解决，最后总结所学的新知识。

新课程的讲解中，教师引导学生探究教学内容，线下教学是主要方式，在必要时，也可以结合线上平台，或者利用多媒体等完成辅助教学。在完成本节课学习后，教师布置若干道课堂练习题。学生在完成后，将答案与预习时线上平台的内容进行比对，小组内交流学习心得，这是巩固化学知识点并解决化学学科学习时难点问题的重要举措。教师方面，以询问的方式了解学生对知识的掌握程度，以及还存在什么待解决的问题，如果发现学生某些知识点不扎实时，现场提出相关问题进一步加强，尽可能将学生存在的问题与重点知识、难点知识结合在一起完成讲解，以提高课堂教学的效率。

通过以上的课堂教学，预期可达到以下几个方面的效果：（1）检测学生课前预习情况，作为判断学生学习积极性和主动性的依据，也是混合式教学活动开展时教学方向调整的依据；（2）课前线上预习和课中线下学习，要求学生以小组协作的方式进行，除了需要要求学生自主思考外，还要借助多媒体辅助呈现化学实验，以达到加深学生学习效果的目的；（3）遵循学生的认知规律，将知识点联系于学生的生活实际，有利于突破教学的难点，同时还可以提高学生的学习兴趣。

（五）课后拓展——线上与线下相结合

课后的学习，重心目标是对所学知识的拓展，需要适时采用线上与线下相结合的混合式教学方式。线上教学是在班级群中，发布本节课所整理的重点问题和难点问题，学生同样于线上平台参与问题的在线讨论。在讨论问题的同时，教师可将知识点相关的框架图公开发布，这样学生的复习过程将会更加顺畅，对建构知识体系也会更有帮助。至于线下的教学，是对笔记的补充完善。作为复习不可或缺的一个环节，学生将知识难点与重点，在笔记中全面体现出来，这样才能够彻底解决问题。课后的拓展，教师在完成本节课教材内容要求后，转入线上指导，于线上平台发布几道关键性问题，学生在现场讨论问题和提出新的问题。在彻底解决相关问题后，教师上传问题答案，学生对照答案梳理知识框架。最后完成线上与线下相结合的复习工作。

对于化学学科线上线下混合式教学，书本上的文字和图片一目了然，学生一般在线下就可以完成学习任务。但对于复杂的实验和化学公式，必须结合线上平台，以微视频、动画等结合学习，帮助学生建立起清晰的知识结构。另外考虑到课堂时间有限，课前和课后必须在不脱离线下教育的情况下，通过线上平台完成预习和复习任务，以此巩固和深化课堂知识。

三、线上线下混合式教学的促进作用

（一）对课堂教学效率的促进作用

在进行混合式教学过程中，转变了传统以教师为中心的教学观念，注重对学生学习内容和学习方式的设计，通过每堂课的讨论、检测等环节，让学生通过混合式的教学方式合理利用学习时间，提高学生的自主学习能力和创新能力。比如视频里的一些重要概念和理论知识，往往不能在短时间内充分地展现，这就要求学生在线上先进行预习，然后在课堂上进行学习。而音频、视频则是要把一些理论知识要点通过形象直观的实例对其进行深入的解释，使其能被学生更好地掌握。同时，在学习过程中，学生可以将所学的内容融入其中，如果有问题，可以在学习群里交流，并通过在线上学习群进行沟通交流，就问题进行探讨与解答。通过这种方式，学生能够在最短的时间内打破教室的时空局限，获得理想的学习成果。同时，线上线下的教学内容不能出现过多的重叠和脱离，这就要求教师要把线上线下相关的知识点有机、巧妙地融合到化学课程中。

加强线上线下内容的衔接是确保课堂教学高效的一种关键措施。衔接性的基本条件是明确教学内容，然后决定采用何种教学载体，并运用相应的教学方法。为了确保教学内容合理地进行，课堂教学必须对“混合”的教学对象进行细致定位，设置恰当的教学目标，确定了教学的目标后，把与教学有关的片段进行综合，并从中提取出关键与难点，成为上课的备课材料。同时，要对教材进行准确认识，对知识要点的本质和难度进行分类，使其能够更好地进行教学。这样就可以很好地防止重复的内容，降低教学中的无谓重叠，并防止线上线下教学脱节。教师要通过以上教学方式，充分发挥线上和线下结合的优点，使课堂的教学效率得到显著提高。

（二）对教学质量评价的促进作用

在进行混合式教学过程中，对课程学习的评价采用线上进阶式考核与线下考核相结合的方式进行。线上考核包括学生所有线上学习的整个过程，线下考核包括小组讨论及期中、期末测试等。这种评价方式使教学行为更加完整，更有利于培养学生的创新精神。传统方法主要是从学习效果评价学生是否有所进步或提高，而混合教学效果评价采用定量评价与定性评价相结合的方式，更加注重对学习过程的监控与评价，强调互动过程在课程学习中的重要性，且能有效结合传统的卷面成绩，从而形成最终的评价结果。在混合式教学模式中，评价结果是对课程教学的反馈，通过对评价结果的分析，从而总结经验、学会反思、认识自我，并在实践过程中及时调整方向，为取得更好的教学效果奠定坚实的基础。打破传统的单一考核方式，混合式教学评价体系更有利于全面评价学生学习化学的综合素养。

（三）对教师信息素养提升的促进作用

在进行混合式教学过程中，教师将信息技术深度融入线上课程设计与开发、课堂教学设计、教学方法运用、教学媒体选择、教学实施、数据分析和评价等教学全过程中，不仅能有效推进教育教学质量提升，同时也能提升教师的信息素养。教师信息素养包括使用信息技术的能力、信息批判意识、信息安全防范等，通过了解相关的网络安全法律、法规，做到文明、安全、健康上网，并为学生营造良好的线上学习氛围。信息素养的提升有助于提高教师的专业技能，加快教师专业发展的步伐，为其成长为专家型教师大大缩减时长。

（四）对学生核心素养培养的促进作用

中学生化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，是学生综合素质的具体体现，反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求，全面展现了化学课程学习对学生未来发展的重要价值，其包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、科学探究与信息意识、乐学善学与终身学习四个内涵。在线上线下混合式学习中，学生充分利用网络环境提供的学习支持服务系统主动和探索性学习，把化学与社会发展、生产生活联系起来，把化学从一个空虚的概念中解放出来，通过线上的微课、视频、图片以及线下的动手实验加深对化学学科的认识，培养化学探究能力，树立正确的科学素养、正确的科学态度和科学职责，从而更有效地促进自身化学学科核心素养的培养。

综上所述，将线上线下混合式教学运用于化学学科中，是互联网与教育事业共同发展的必然产物，也是化学学科对信息技术的客观需求，有利于培养学生化学学科方面的核心素养。通过研究，基本明确了线上线下混合式教学在化学学科的运用方法，这些方法是基于化学学科课堂实践的教学总结，对于其他学科的教学也可以引以参考借鉴。