基于SPOC的化學學科有效教學模式的實踐研究

布瑞昌 劉帥 吳惠貞

摘要：本文通過設計與實施一門電化學慕課課程，提出基于SPOC的化學學科有效教學模式及相關的制作策略。文中課程整合了高中化學教材必修和選修的電化學內容，設計成一門適合高一培優、高二進階和高三復習的電化學專題課程，旨在通過對原電池知識的來龍去脈進行高度整合，提高學生電化學的知識與技能水平，培養學生對原電池、化學電源模型的理解和分析能力。課程采用線上與線下學習相結合的模式，體現了信息技術與教育教學的深度融合。

關鍵詞：電化學;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

文獻標識碼：B

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

一、背景與思路

近年來，全國高考電化學所考查的幾乎全部都是陌生的電池裝置和新型電池技術，例如考題中反復出現質子交換膜、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。在日常教學中，相當一部分的學生對電化學的認知只能停留在簡單知識記憶之中，一旦遇到陌生的電化學問題情境便無所適從。高三的學生時間緊張，往往也無法專門對電化學內容的難點進行更深層的突破。

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

二、教學模式的提出和具體實施

結合SPOC課程和化學學科的特點，筆者設計出了基于SPOC的化學學科有效教學模式，并按此模式設計并制作出本課程（圖3）。

1.充分調研，以學生問題決定課程內容

在課程設計前，課程專業教師充分、廣泛地與學生溝通，進行調研，整理出學生在電化學模塊難以解決的問題;同時，結合高考考試大綱，擬定本課程的教學目標和教學內容，做到以學生問題決定課程內容，課程結構如圖4所示。

2.結合化學學科特點，以課程內容設計有效的教學策略

課程專業教師根據學科特點和教學內容，運用不同的課程設計策略實施有效教學。

一是利用組織策略學習原電池發展史。通過逐一分析氧化還原反應的電子、離子移動方向，從普通氧化還原反應，到經典原電池，再到鹽橋原電池，最后到膜化學電池，全面展現人類發明及完善原電池的歷史進程，讓學生從第一人稱視野探索電化學知識的來龍去脈，重構知識網絡，從發展的眼光深入理解原電池的構造和原理。

二是基于精細加工策略和模式再認策略，建立“回路法”模型，幫助學生分析電化學裝置。“回路法”作為本課程突破難點最有效的模型和方法，能幫助學生全面地認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聯系，從而把原電池工作原理的大概念提取出來，提高學習效率。

如圖5所示，該方法借助物理學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、科學的視覺圖像，幫助學生掌握抽象的電化學正負極信息，最終推導出電子、離子的遷移方向，清除解題路上的“攔路虎”。

3.研究重難點，優化教學設計，制作“能應用、有創新”的微課等課程資源[2]

課程資源包括教學課件、微課視頻、文本材料以及習題等，是SPOC課程的重要部分，而微課視頻更是教學資源中的靈魂部分。那么，教師們應該如何制作好這個靈魂部分呢？本課題組教師根據課程內容，研究出相應章節的重難點，將每一節課分成不同的課堂類型。針對不同的課堂內容，本課程以知識課、技能課與應用課三種課堂類型組成。不同的課堂類型，教學設計的方向不相同，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“能應用、有創新”的微課，更便于實施有效教學。

比如，本課程的第三課“常見化學電源方程式書寫”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微課，制定結構化解題步驟，嚴謹、細致地按照一定的書寫邏輯，帶領學生按部就班地關注電化學方程式中的細節，解決了同學們在書寫電化學方程式時因考慮欠妥而犯錯的問題。

4.緊貼資源內容，設計學科考試與教學評價

課程結束后，利用東莞慕課平臺的數據處理，教師根據學生的視頻觀看情況、登錄情況、作業和測試成績和參與討論情況給予學生最終的成績[3]。

5.學生反饋與教師反思

課程終了后，教師再次對選課學生進行問卷調查，并根據學生的學習成果進行反思，對課程進行深度的修改與迭代。課程在迭代開發超過50%以上時，將結合新一屆的學生情況進行重新發布。

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，登錄參與學習的活躍用戶人數369人。

測驗和作業：學生參加測驗平均總次數為3.1次，測驗完成率達78%。

互動交流情況：討論區共有8個主題貼，回復評論數共368條，參與討論人數136人，隨堂討論參與次數累計達349次。從學生的討論區留言看，本課程確實讓他們的學習漸入佳境。

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

2.應用前景

在高中化學的日常教學中，由于學習內容較多、難度較大，學生往往會難以理解某些知識點;在假期中，學生又沒有足夠的資源和條件去學習專題。這時，學科教師按照圖3所示的教學模式，將散亂的知識點整理成專題，并利用SPOC課程發布專題內容，在網絡平臺上指導學生學習。這樣，學生就能在寒暑假等課余時間反復地進行專題化學習，從而解決問題。

因此，本課程的實施效果證明了基于SPOC的化學學科有效教學模式是可行的。在信息化教學2.0的背景下，以SPOC為載體，通過網絡平臺的合理利用，在線教育與學科教學能實現深度融合創新。

未來，我們將在校內推廣本教學模式，著重幫助高二、高三的學生突破學科專業課上的教學難點。

參考文獻

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

[2]胡小勇.設計好微課[M].北京：機械工業出版社，2017.

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

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