新媒體技術環境下高校化學教學模式的探索與實踐

吳述平 張 侃 朱脈勇 聶儀晶

(江蘇大學 材料科學與工程學院,江蘇 鎮江 212013)

網絡時代，新媒體逐漸進入人們的視野，在一定程度上滲透到人們學習、工作和生活的方方面面。近年來，新媒體進入學校教學領域，推動著教育模式變革。習近平總書記指出，要運用新媒體新技術使工作活起來，推動思想政治工作傳統優勢同信息技術高度融合，增強時代感和吸引力[1]。化學作為一門重要的基礎科學，在培養學生素質和培養創新性人才方面具有重要的作用。但是，從目前的教學情況來看，化學課程的內容和教學方式還存在一定的滯后性，其傳統的填鴨式課堂教學模式已不能滿足新時代學生的需求[2，3]。因此，化學課程應正視新媒體技術對傳統教學模式的沖擊，改革現行教育模式，貫徹以學生為中心的教學理念，讓學生成為課堂的主體，充分利用新媒體技術的優勢進行教學創新，探索新媒體環境下適合學生發展的創新教學途徑，使化學專業的課程內容更符合當代大學生的學習和內心需求。

1 傳統化學教學面臨的問題

1.1 傳統化學教學以教師為中心，忽視了以學生為中心的教育理念

與其他學科不同，化學具有系統化、復雜化的特點，因此在人才培養過程中難度較大，導致學生對化學學習興趣喪失，不利于化學專業人才的培養。在傳統化學教學中，教師是課堂教學的主體，學生只能被動地接受教師灌輸的知識，忽視了現代以學生為中心的教育理念[4]。由于傳統教學模式難以吸引學生的注意力，不能激發學生的學習興趣，對學生主動思維能力和學習主動性的培養產生非常不利的影響，課堂效率低，傳統的灌輸式教學方式已經不能適應當代學生的學習需求。

1.2 傳統化學教學目標過于固化，教學活動存在強制性和單一性的弊端

傳統化學教學模式以課堂教學為主，以教師為中心，教學活動單一，教學目標強制性和局限性強，使得學習化學知識理論的過程更加枯燥，從而影響學生學習化學的積極性，降低學生課堂參與感。傳統教學模式下，學期伊始，教師就定下了固定的教學目標，教學活動主要體現在以學生為接受知識的對象，被動接受老師的灌輸，按照老師的教學思路去學習；只關注教學結果，不關注教學過程，難以調動和培養學生的學習熱情和自主學習的主動性。

1.3 傳統化學教學形式無法幫助學生辨別觀察與模型之間的關系

化學具有內容抽象、系統嚴謹、邏輯性和實驗性強的特點，其基礎涉及亞微觀水平，包括抽象的粒子理論模型，如電子、原子、離子和分子的特性和相互作用[5]。學習化學的一個核心內容是學習將現象的觀察與物質的亞微觀模型聯系起來，從而能夠解釋觀察到的現象[6]。然而，研究表明，學生很難辨別和理解亞微觀層面及其模型的含義，傳統的課堂教學模式無法幫助學生辨別觀察和模型之間的關系。傳統化學課程教學的一個缺點是不能直接可視化分子的運動或化學系統如何隨時間變化。

1.4 傳統化學教學評價形式單一

受傳統教學模式的影響，應試教育在中國已經存在了幾十年。近幾十年來，一些高等院校一直沒有改變傳統的考核方式，導致一些高等院校在新時代無法及時對考核方式進行改革，因而大大降低了化學課程教學的效率和質量。當前，我國正在大力倡導全面素質發展，旨在培養大學生的道德意識，提高他們的學習能力和實踐能力，從而推動我國全面改革的進程。傳統教育背景下，考核方式相對僵化，只看重學生的最終成績，忽視學生在日常學習和生活中的努力，也因此更容易打擊學生的自信心，從而降低化學教學的效率。隨著高校化學教學改革的深入，考核評價體系要改革，樹立“多元化發展”的教學評價理念[7]。

2 新媒體技術的應用現狀及發展趨勢

2.1 新媒體技術的應用現狀

新媒體以數字技術、網絡技術和移動技術等新技術為基礎，為受眾提供信息服務。與傳統媒體相比，新媒體具有獨特的優勢，如流動性、開放性、及時性和虛擬性；傳播范圍廣，傳播速度更快，傳播技術更先進。微博、微信、QQ、電子郵件、網頁、貼吧、論壇、電子書籍、微視頻、虛擬世界(VR)和增強現實(AR)等新媒體以新形式、新傳播技術顛覆了傳統媒體傳播方式，迅速吸引了受眾的眼球，成為革命性的媒體傳播方式。根據中國互聯網絡信息中心(CNNIC)發布的報告，截至2020年12月，我國網民規模達9.89億，手機網民規模達9.86億，互聯網普及率達70.4%。其中，40歲以下網民超過50%，學生網民最多，占比為21.0%。新媒體技術已經滲透到人們的工作和生活中，并成為人們生產和生活的重要組成部分。習近平總書記指出，讀者在哪里，受眾在哪里，宣傳報道的觸角就要伸向哪里，宣傳思想工作的著力點和落腳點就要放在哪里。大學生是我國知識生產力的代表，他們普遍對新事物有很強的接受度，而且大多具有強烈的求新心理。因此，他們更樂于也更擅長使用新媒體，這無疑為高校利用新媒體技術進行創新教育提供了良好的條件。

2.2 新媒體技術的特點

新媒體技術以互聯網技術為基礎，具有五個鮮明的特征，即數字性、融合性、交互性、超文本性和虛擬性[8]。首先，數字化是新媒體最突出的特征。數字化允許將大量信息存儲在緊湊型硬盤或微型存儲卡中，也可通過電纜和衛星進行近乎瞬時的信息傳輸。二是新媒體融合了信息、媒體、電子通信、電子計算的形式和功能，實現媒體素材、產品和服務的成功對接和組合，從而擴大信息傳播的覆蓋面，促進信息的交流和轉化。三是新媒體的交互功能，即用戶與系統在信息資源使用方面的交互功能。傳統媒體信息傳播形式屬于單向、線性傳播，受眾在信息傳播過程中處于被動接收方，新媒體徹底改變了上述傳播方式，信息接收者不再是簡單的信息接收者，而是可以作為信息生產者和傳播者向其他受眾傳播媒體信息。信息傳播的單向、線性格局被打破，信息傳遞從單向發散轉變為多點多向發散。四是新媒體的超文本性形成了一個全球網絡中心，信息可以在其中自由流動和自發互聯。這種全球網絡現象為人類重建了一種新的生活體驗，并將引領人類社會的經濟活動、文化模式、互動方式等方面的變革[9]。最后，新媒體形成的網絡空間讓人們產生虛擬現實體驗。無形的網絡空間不僅造成了現實與虛擬之間的鴻溝，而且還實現了一個人的性別、個性、外貌和職業的自由交替。跨越人類社會所有界限的虛擬社區的形成，必將挑戰我們對現實的感知方式，也將挑戰我們傳統上定義的身份。

2.3 新媒體技術在現代教學中的發展趨勢

新媒體改變了現代大學生的學習方式和習慣。傳統的學習方式主要依靠課堂教學，遇到問題，學生只能在課后提問或去老師辦公室。新媒體的即時性和豐富性使大學生學習和解決問題的途徑不再局限于課堂教學。通過強大的搜索引擎，可以在幾秒鐘內獲得答案。即使是老師在課堂上講授的章節，學生也可以在網絡上找到相關的教學視頻進行獨立學習和鞏固。面對新媒體技術與教育的深度融合，高校教師努力提升信息素養將成為必然趨勢。在疫情壓力下，高校廣泛存在在線教學時間相對較短、教師在線教學經驗不足的問題。但是通過這段網絡教學，充分體現了網絡教學的實際作用和內在價值。“線上”擁有教師精心準備的課程資源，可實現課堂翻轉預習。“線上”可以突破傳統學習時間和空間的限制,實現學生分散的隨時隨地學習。“線上”可以回顧教學資源，有利于反復學習，加深對重點難點的理解。“線下”有教師重點突破，補漏補缺，改進實踐，從多角度提高對知識的理解和應用。創新的“線上+線下”混合教學模式新生態正在興起,其有效應用更有利于提高學生的學習深度。

高校要采取有針對性、有效的方式提升教師信息化水平，積極改善學校智能化教學和網絡教學軟硬件條件，為教師提供更廣泛的技術服務和在線支持。國家應大力鼓勵高校建設“金課”和“精品”課程，積極推進高校的“金課”和“精品”課程建設,共享優質教育資源，讓大數據、云課堂、物聯網等技術更好地服務于在線教學，構建惠及師生、惠及全民的優質數字資源平臺[10，11]。

3 新媒體技術對化學課程教學的創新途徑

3.1 構建虛實結合的創新教學模式

在學校教育中，課堂教學活動是學生獲取知識的主要渠道，教學內容和模式對學生能否有效掌握知識具有重要影響。因此，教師應認識到教學創新模式的重要性，合理運用多媒體技術拓展教學內容，使教學內容更符合當代大學生的學習需求。化學課程可采用翻轉課堂的教學方式，充分發揮學生自主學習探索的精神，課前學生利用網絡進行自主學習，課堂上師生充分溝通，解決問題，幫助學生更好地內化化學知識。虛實結合教學模式需要利用網絡平臺開發相關的學習軟件和課程，教師整合網絡課程相關圖片、視頻、動畫，制作網絡學習課件發布到網絡平臺，方便學生更直觀地了解課程學習的知識點和難點，滿足學生課后碎片化時間學習需求。

大學化學教學中引入“線上線下混合式”教學模式，給學生帶來了更多創新的教學體驗，線上線下融合為教學理論、教學手段、教學資源和教學環境注入了新的活力，使教師能夠開展更有針對性和個性化的教學。通過線上線下教學相結合，雙方可以取長補短，豐富教學手段，提升教學質量[12，13]。課前設計課程時，教師應充分考慮學生的化學知識基礎，為學生選擇符合自身能力的課程資源，充分體現學生在課程設計中的主體作用，培養學生自主學習能力。教師可以通過互聯網平臺發布預習內容、學習任務、學習計劃、學習目標和學習難點，讓學生及時了解課程內容。學生可以通過自學或同伴討論，了解相關知識，使學生在課堂學習中能夠更全面地理解教學內容。學生通過自主學習鍛煉自己的學習能力，有利于學生綜合能力的培養。

學校應加強信息化教學環境的構建，增設無線網絡、數字技能實訓室、虛擬仿真實訓室等教學實訓平臺，加強教師對信息化教學形式的認知。同時，搭建以教研室為主體的教研活動平臺，鼓勵教師開展不同層次的化學教學公開課，組織開展多種形式的研討活動，全面提升教師信息化能力。

3.2 開設虛擬仿真化學教學

理論教學與實踐教學相結合是高校化學教學的核心問題之一。兩者有機結合，有助于學生加深對物質結構和反應機理的理解。但是，由于時間和空間的限制，化學實驗和化學理論教學往往被分成兩個平行的教學課程。因此，很多學生在學習中出現了“機制-結構-現象”的分離，只能靠死記硬背來學習理論，并不能真正掌握和使用所學的化學知識。隨著信息技術在教學中的深入，虛擬仿真技術在化學教學中越來越受到重視。虛擬仿真技術在教學中的應用是傳統課堂的數字化延伸，它具有可視化、直觀、沉浸感強的獨特優勢，也可以實現一些因時間、空間、成本、安全等因素而無法進行的實驗內容，在化學理論和實驗教學中具有廣闊的應用前景[14，15]。

在高校化學教學中，反應機理往往是教學內容的重點和難點，這部分內容比較抽象，涉及原子軌道雜化、π鍵電子云分布、供電子誘導效應、吸電子誘導效應、共軛效應等，考驗學生對分子微觀結構的想象能力。傳統的依靠教科書和PPT課件進行扁平化教學的模式，往往無法將教師所理解的知識完全傳遞給學生，尤其是對于一些空間思維能力較弱的學生來說，理解這種教學方式存在諸多困難。依托虛擬仿真技術的三維建模，可以將原本抽象的空間微觀結構在宏觀層面呈現出來，讓學生自由旋轉三維模型，進而直觀了解分子結構的空間構型，加深學生對抽象概念的理解，全面立體地理解反應過程的本質。此外，虛擬仿真技術可以解決一些昂貴、耗時、難以進行的化學實驗，可以將實驗過程的關鍵步驟壓縮到十分鐘甚至更少的時間呈現在課堂上，動態展示微觀機理，在加強實驗與理論聯系的同時豐富了課堂教學方法，同時激發學生學習興趣。因此，整合與專業相關的虛擬仿真教學資源，構建虛擬仿真綜合實訓課程，不僅可以強化和拓展專業知識，提高專業思維，還可以增強學生創新思維的能力。

3.3 構建在線學習互動平臺

新媒體技術的發展促進了師生關系的轉變，使師生之間的交流更加平等，逐步從師生之間的單向面對面交流轉變為在線多向交流。新媒體環境下，教師的教學內容和形式更加靈活豐富，化學教師要積極探索新媒體環境下在線互動學習的新模式，讓學生在學習中得到教師的積極引導，更好地完成學習任務和目標[16]。一方面，教師可以在網絡課程上為學生設立討論區，使學生可以暢所欲言，使師生之間、同學之間形成良好的互動關系，通過營造良好的學習環境和學習氛圍，不斷提高教學質量和效率，實現教學任務和目標。另一方面，教師可以利用網絡軟件建立集體討論區，讓所有學生都可以參與到學習和討論活動中，利用不同學生的創新思想來改進自己的學習方法。最后，建立多樣化評價體系。根據在線教學模式，如簽到、課堂互動、屏幕分享、作業、搶答、測驗等多種形式，設置最終評價模塊和比例，應堅持發展為本、注重過程、客觀工作、全面綜合、靈活有效等原則，實現在線學習評價標準多樣化。

4 結語

現代信息技術的發展進步深刻影響人們的生活和學習方式。隨著科技的不斷更新，新媒體的更新換代周期大大縮短。高校化學教育要深刻認識自身肩負的重要責任，抓住新媒體技術環境下的發展機遇，轉變傳統教育觀念，改進教學模式，注重教育渠道多元化，不斷拓寬學生視野，豐富和整合化學教育資源，提高化學課堂教學效率，使化學課程內容更符合新媒體時代的學習需求，實現新時代化學專業的良性發展。