數(shù)字化教學平臺助力高中化學教學轉型實踐研究

摘要：在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下涌現(xiàn)了大量的先進手段和技術，包括數(shù)字化教學平臺。目前，數(shù)字化教學平臺在現(xiàn)代化教學體系中應用，已經(jīng)成為現(xiàn)代教學的研究重點。因此，學校要重視數(shù)字化平臺的應用，提高教學效果和學生的學習效果，從而培養(yǎng)學生的綜合素質。本文以MOOC平臺為例，研究了數(shù)字化實驗教學平臺在高中化學教學中的應用，以期為高中化學教學的優(yōu)化轉型提供參考資料。

關鍵詞：數(shù)字化；數(shù)學平臺；高中化學；教學轉型

化學屬于高中階段主要學科，教師的教學重點是提高實驗教學有效性，并激發(fā)學生的學習興趣。在高中化學教學過程中，學生需要動手動腦，學會結合實踐操作和理論知識，而多媒體技術的應用和發(fā)展為高中化學教學提供了全新的途徑?；诖?，本文對高中化學教學過程中的數(shù)字化教學平臺應用進行了深入研究[1]。

一、數(shù)字化教學平臺在高中化學教學中的意義

（一）數(shù)字化教學平臺的意義

數(shù)字化教學平臺指的是通過數(shù)據(jù)采集器、傳感器和軟硬件構成的數(shù)字化信息系統(tǒng)，能夠開展實驗和實驗數(shù)據(jù)分析，輸出實驗過程中的圖表和數(shù)據(jù)。以化學教材量身定做教材專用軟件，包含了高中化學中的實驗和教學內容，滿足課堂需求。

MOOC平臺（P-MOOC）能夠實現(xiàn)在線教學，并且對學生、教師和其他人員能夠對教學中的相關數(shù)據(jù)進行共享，包括評價、管理和互動等數(shù)據(jù)內容。另外，教師通過對教學空間管理，選擇課程后對教學內容選擇，針對不同學生的個性特點監(jiān)督學生的學習和管理。以學生的興趣愛好選擇針對性教學內容，對自己學習空間管理。通過平臺能夠展現(xiàn)學生的學習信息，比如教學成績、課程和評價等，解決薄弱區(qū)域中存在的的問題。另外，此平臺還能夠實現(xiàn)資源共享交流，在平臺中設置討論區(qū)域，能夠使教師和學生相互交流。

P-MOOC平臺中的數(shù)據(jù)被廣泛應用到各個學科教學中，能夠解決傳統(tǒng)教學過程中的問題，增加各學科之間的聯(lián)系，并且擴展學生的綜合知識視野。在教學前，化學教師可以將制作的教學視頻上傳到平臺中使學生提前預習，從而創(chuàng)建基本的學習框架。在實際學習中根據(jù)預習的知識深化理論知識的理解，在教學之后為學生設置作業(yè)，根據(jù)學生作業(yè)情況進行評價和反饋[2]。

（二）高中化學教學突破的教學難點

在高中化學傳統(tǒng)教學過程中，教學知識比較抽象化，雖然能夠提高學生的學習能力，但是教學過程比較枯燥、平淡，導致學生的化學學習效率降低，甚至使學生產生厭學的心理。隨著社會的進步，高中化學教學開始使用數(shù)字化教學技術，并將學生作為課堂教學中的主體。數(shù)字化教學主要特點為虛擬化、交互性，能夠有效解決傳統(tǒng)教學過程中的問題，從而提高高中化學教學效果。

將P-MOOC平臺應用到高中化學實驗教學過程中雖然增加了教學的難度和廣度，但是讓教學更加富有趣味性。在上課過程中，教師需要準備數(shù)字化數(shù)據(jù)向學生講述知識，以此提高學生對化學的興趣，豐富學生的化學知識[3]。

二、P-MOOC平臺在高中化學教學中的應用

（一）P-MOOC平臺

P-MOOC平臺具備常規(guī)教學手段，還具有圖像、畫圖等交互新能力，要求在高中化學教學中應用所實現(xiàn)的功能包括：

1.登錄功能：用戶通過登錄名、密碼打開平臺主頁，有需要的時候檢查登錄用戶的權限；

2.繪圖、輸入功能：能夠使多個操作人員同時操作平臺中的教學資源；

3.編輯功能：使多用戶編輯教學資源，包括文本、圖像和圖形等；

4.修改功能：能夠對教學資源修改；

5.同步：實現(xiàn)多用戶同步操作；

6.傳輸：將音頻、圖像、視頻等文件進行傳輸。

通過P-MOOC平臺能夠設計高中化學的數(shù)字化課程，更加方便教師教學和學生學習的互動。在課堂中，學生能夠修改教學內容，使學習內容更加充實。無論是做對或者做錯，都能夠通過教學平臺進行操作。此課堂能夠被數(shù)字化記錄，為教師在今后教學中積累原始信息和資源。另外，教學平臺的應用能夠增強學生的視覺效果，使學生學習興趣得到提高，并且塑造學生獨自創(chuàng)建知識能力。

（二）P-MOOC平臺的實際應用

1.課前預習環(huán)節(jié)

在教學過程中，課前預習為主要環(huán)節(jié)，因此教師需要明確課程教學的目標，幫助學生掌握教學的重點、基本、難點內容。課前預習環(huán)節(jié)的重點為：

（1）創(chuàng)設教學問題情景。教師需要在P-MOOC平臺中上傳課前設計的教學資源，包括教學目的和實驗過程，并在課前為學生設置問題，鼓勵學生通過教材解決問題，讓學生在課前預習過程中也能夠思考并尋找問題解決的對策。

（2）學生可以通過手機、平板等智能終端登錄平臺，根據(jù)教材的內容自主選擇材料和儀器，連接實驗裝置設計試驗過程，但是教師需要保證實驗過程中的安全問題。

（3）在學習過程中如果遇到難題，學生可以標注；教師針對此問題在課堂中討論和講解[4]。

2.課堂教學環(huán)節(jié)

通過課前預習環(huán)節(jié)，學生能夠掌握課堂教學流程，進而提高教師的教學效率。

其一，在高中化學傳統(tǒng)實驗教學的過程中，只有前排學生才能夠看到實驗操作的過程。在數(shù)字化教學過程中，為了讓所有的學生都能夠觀察試驗過程，全面掌握教學知識點，教師可以在課前錄制教學實驗操作過程，并利用多媒體為學生播放。在學生觀看的過程中，教師可以一邊講解一邊對視頻進行操作，包括回放、暫停、放大界面等。

其二，學生能夠利用肉眼看出實驗的反應過程。例如，教師在講授鹽類水解相關知識的過程中，學生無法在課堂掌握知識點。因此，教師可以在模擬實驗的過程中應用多媒體技術，播放電解質電離過程的動畫，使學生直觀地感受微觀世界變化，實現(xiàn)多感官地參與，進而消化教師所傳遞的知識。

3.課后評價環(huán)節(jié)

此環(huán)節(jié)能夠評價教師教學與學生學習的總過程。在此過程中，教師積累成功的經(jīng)驗，尋找自己在教學過程中的問題和不足，從而優(yōu)化后續(xù)教學。在評價過程中，教師可以通過多媒體展示學生的實驗過程成果；通過視頻、照片等方式，記錄小組實驗操作過程；邀請小組代表講述自己的實驗過程，分析自己在實驗中記錄的數(shù)據(jù)；為學生展示自己收集的資源，以此擴充學生的知識面，放寬學生的眼界[5]。

三、P-MOOC平臺在高中化學教學中的應用案例

（一）P-MOOC平臺在“生活中的有機物-乙醇”教學中的應用

[導入新課]將乙醇在實際生活中應用的場景通過視頻或者圖片等方式展示在平臺中，包括去除雜質、檢測酒駕等；

[提問]使同學們針對生活中乙醇的實際應用案例進行分析，然后利用平臺相互交流；

[講述]有機物學習過程中，使學生觀察分子結構的構成，并且以平臺將乙醇公式展現(xiàn)給學生觀看；

[提問]通過“乙醇”的“乙”字能夠對碳的數(shù)量進行判斷么？

[回答]兩個

[提問]在之前教學中能夠對同分異構體知識有大概的了解，誰能夠回答一下以分子式對乙醇結構式描述的類型有哪幾種？此問題能夠使學生進行思考，并且暢所欲言。

[回答]一共有兩種，然后使學生將答案提交到平臺中，平臺就能夠對學生的學習情況評價

[講述]以實驗內容能夠對乙醇結構進行觀察，并且通過平臺將乙醇同分異構體展現(xiàn)給學生，對學生自己的想法和答案進行驗證

[知識鞏固]平臺中能夠設置知識問答的環(huán)節(jié)，從而觀察學生是否已經(jīng)掌握乙醇分子式、結構式，還要評價學生答題情況

學生在課程結束之后能夠登錄平臺，從而完成課程習題，教師登錄到平臺中對學生習題和作業(yè)進行批改和評價。另外，教師還能夠利用平臺發(fā)放準備的討論題目，學生利用平臺中的討論區(qū)域進相互交流[6]。

（二）電化學腐蝕實驗教學

在金屬電化學腐蝕實驗教學中，金屬電化學腐蝕有兩種方式，包括吸氧腐蝕、氫腐蝕。在實驗過程中，金屬充分接觸電解質溶液，由于金屬的表面微小鐵碳原電池較多，存在電化學腐蝕。金屬電化學腐蝕反應為在電化學教學中的重點，在實際教學過程中，由于多種因素的影響會導致實驗現(xiàn)象不明顯、演示功能降低等，如反應物少、電解質濃度小等。在吸氧腐蝕實驗的過程中，教師既無法展示氧氣是否參與到反應中，也無法展示在溶液反應后是否能夠生成堿，影響了學生的學習效果。

那么，教師可以利用P-MOOC平臺為學生展示腐蝕實驗視頻，改進電化學腐蝕實驗，使學生能夠了解氫腐蝕和吸氧腐蝕的概念。在具體操作過程中，教師先連接數(shù)字化手持設備和裝置，監(jiān)測反應裝置的反應溫度、氧氣含量、溶液pH等數(shù)據(jù)；接著，通過P-MOOC平臺繪制實驗圖像，為學生展示反應過程中的氧氣含量和氧化反應，提高溶液pH值之后，就能夠生成堿。

在開展實驗的過程中，教師需要調整反應條件。在對實驗中壓強、濃度進行測定過程中，由于金屬鐵電化學腐蝕氧化過程比較慢，因此教師可以借助壓強、氧氣傳感器。在不同環(huán)境中，鋼鐵會出現(xiàn)吸氧腐蝕等問題。酸性環(huán)境下會出現(xiàn)氫腐蝕和吸氧腐蝕，而且酸性較強，因此研究過程中的重點為氫腐蝕。在酸性、堿性和中性等不同環(huán)境中，吸氧腐蝕的速度都較快；在中性環(huán)境中是最慢的，亞鐵離子會使吸氧使得腐蝕加快。

（三）基于傳感器的實驗

利用P-MOOC平臺使學生進行數(shù)字化探究實驗，結合自己的課題開展探究。在實驗過程中，教師可以利用P-MOOC平臺的動畫、視頻、圖片等功能進行實驗，促進學生理解。

實驗目的：要求通過氧氣傳感器能夠分析反應體系氧氣濃度的變化，考慮反應濃度、介質、溫度等因素，分析這些因素是否影響過氧化氫的分解速率。

實驗原理：H2O2的性質并不穩(wěn)定，會釋放氧氣，而提高濃度或者溫度都會促進分解的速率；如果是在酸性環(huán)境下，則會導致分解出現(xiàn)困難、

實驗器材：實驗所需器材包括燒杯、大試管、氧氣傳感器、移液器等。

實驗步驟：對圖形數(shù)據(jù)采集器、傳感器、計算機等進行相互連接；設置采樣頻率為2H2；添加濃度－時間圖表；分析不同溶液、介質、溫度的影響，并繪制時間圖。

實驗分析：隨著H2O2的濃度增加，會提高反應溫度，促進了分解速率；H2O2在酸性介質中不會分解，酸性介質能夠促進分解[7]。

（四）P-MOOC平臺在課程結束后的應用

在課程結束之后，學生可以針對課程知識的疑問在討論區(qū)中進行交流。完成作業(yè)之后，系統(tǒng)對學生學習完成時間和成績進行自動展示，使教師和學生查缺補漏更加的方便。通過平臺，教師能夠設計調查問卷，從而監(jiān)測學生學習程度和情況，對于學生存在的問題進行反思，重新設計學生感覺困惑的環(huán)節(jié)，使學生能夠在討論區(qū)交流，及時評價學生的學習情況[8]。

四、結束語

將數(shù)字化實驗教學應用到高中化學教學過程能夠提高學生的求知欲和學習主動性，解決傳統(tǒng)實驗過程中存在的問題，提高高中化學教學效率和學生的學習效率。

作者單位：張敏 莊浪縣紫荊中學

參考文獻

[1]侯之光.數(shù)字化手持技術在高中化學教學中的應用[J].現(xiàn)代鹽化工，2020，47（6）：149-150.

[2]尹一凡，王青霞，陳虎.“核心素養(yǎng)”視域下高中化學教學中滲透綠色化學理念策略研究[J].安徽化工，2022，48（6）：161-163.

[3]韓麗萍.淺談“啟發(fā)一探究”式教學在高中化學實驗教學中的應用[J].學周刊，2023，15（15）：97-99.

[4]尹一凡，王青霞，陳虎.“核心素養(yǎng)”視域下高中化學教學中滲透綠色化學理念策略研究[J].安徽化工，2022，48（6）：161-163.

[5]陳新榮.綠色化學教育理念在高中化學實驗教學中的滲透[J].中外交流，2019，26（27）：312-313.

[6]廖思彬，鄒國華，鄭莊鈺.魯科版高中化學必修“微項目”教學的優(yōu)化策略[J].中小學教學研究，2022，23（3）：15-20.

[7]何進才.綠色化學教育理念在高中化學實驗教學中的滲透分析[J].學周刊，2019，12（12）：86.

[8]齊佳媚.綠色化學教育理念在高中化學實驗教學中的滲透分析[J].中外交流，2019，26（24）：378-379.