張資序

(延邊大學(xué) 理學(xué)院，吉林 延吉 133002)

隨著科技的進(jìn)步，數(shù)字化教學(xué)資源在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中占據(jù)重要的地位，其優(yōu)點(diǎn)是有助于學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率，有利于學(xué)生將信息反饋給教師，便于教師及時(shí)更改教學(xué)設(shè)計(jì)。所以，數(shù)字化教學(xué)資源為大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供了充實(shí)的保障。

1 數(shù)字化教學(xué)資源在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的開發(fā)

數(shù)字化教學(xué)資源是通過數(shù)字化處理、可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的多媒體教學(xué)材料。數(shù)字化教學(xué)資源包括網(wǎng)絡(luò)課程、聲像資料、電子教案、數(shù)字化素材庫、教學(xué)模式與教學(xué)設(shè)計(jì)、教師認(rèn)知與應(yīng)用教學(xué)資源的能力、教學(xué)信息反饋等。其中較為重要的教學(xué)資源是教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)計(jì)、教師的認(rèn)知與應(yīng)用能力、教學(xué)信息的反饋。大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)更適合采取線上線下混合教學(xué)與情境教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)策略。依據(jù)加涅組織策略和信息加工過程，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)障礙和關(guān)鍵點(diǎn)，分析教學(xué)內(nèi)容采用多元化教學(xué)方法，采取線上線下混合教學(xué)與情境教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)策略，致力于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。

1.1 教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)計(jì)

在教學(xué)模式和設(shè)計(jì)上，傳統(tǒng)理論教學(xué)課程主要以教師講、學(xué)生聽的模式進(jìn)行教學(xué)，而大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程需要學(xué)生動(dòng)手實(shí)際操作，因此更適合于結(jié)合多元教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。如課堂講授、實(shí)驗(yàn)操作、小組討論、案例分析等，以提高教學(xué)效果。另外，針對不同的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際情況，選擇合適的教學(xué)方法，即理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，將課堂理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，以幫助學(xué)生深入理解化學(xué)原理和概念。通過實(shí)際操作，學(xué)生能夠親自觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和驗(yàn)證理論知識(shí)，提高學(xué)生對科學(xué)研究的興趣 。同時(shí)，在教學(xué)過程中，注重啟發(fā)式教學(xué)和探究式學(xué)習(xí)的運(yùn)用，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程，分清重難點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過程中建立起知識(shí)框架。

良好的教學(xué)設(shè)計(jì)不僅提高課堂效率，還能幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)并捋順知識(shí)邏輯。利用大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，我們將教學(xué)設(shè)計(jì)分為課前、課中和課后三部分進(jìn)行改善。具體內(nèi)容如下：課前，利用數(shù)字化智慧樹網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的背景介紹和實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)，了解本節(jié)課的重難點(diǎn)，如利用多媒體技術(shù)展示實(shí)驗(yàn)原理和步驟，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作模擬等，提高聽課效率。課中，利用數(shù)據(jù)庫反饋的信息，幫助學(xué)生解決問題，以此能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，教師可以利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，提高實(shí)驗(yàn)的精度和效率。同時(shí)，教師也可以利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理和監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。課后，利用數(shù)據(jù)庫反饋的信息進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)，并設(shè)置相應(yīng)作業(yè)，督促學(xué)生復(fù)習(xí)課堂所學(xué)的知識(shí)，并且可以利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)，幫助學(xué)生更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法。

1.2 教師的認(rèn)知與應(yīng)用能力

通過深化數(shù)字化教學(xué)資源中的教師的認(rèn)知與應(yīng)用能力可以提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)能力，樹立教師正確地看待數(shù)字化教學(xué)觀念，避免產(chǎn)生“重形式，輕內(nèi)容”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。教師通過數(shù)字化教學(xué)資源的學(xué)習(xí)可以進(jìn)一步提高知識(shí)儲(chǔ)備和教學(xué)能力，更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合，并根據(jù)課程自身的特點(diǎn)以及數(shù)據(jù)庫反饋的信息，來把握授課內(nèi)容中數(shù)字化的程度，注重內(nèi)容與技術(shù)的平衡，通過技術(shù)合理表達(dá)上課內(nèi)容，避免過度數(shù)字化所帶來的抑制教學(xué)效果的反作用。教師借助數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，及時(shí)更新課程的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合數(shù)據(jù)庫反饋的信息和應(yīng)用案例來給學(xué)生進(jìn)行具象化的理論解釋。通過增強(qiáng)教師的數(shù)字化課件制作技能，教師也可以運(yùn)用不同的課件制作軟件，對課程當(dāng)中的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行深度挖掘[1]。此外，提高教師對于當(dāng)下大學(xué)生的心理狀態(tài)和價(jià)值觀的了解。首先教師除了要在數(shù)字化平臺(tái)的應(yīng)用上能夠領(lǐng)先于學(xué)生以外，還要去充分了解學(xué)生群體的心理狀態(tài)，以及他們的價(jià)值觀和興趣愛好，結(jié)合數(shù)據(jù)庫反饋的信息，在授課時(shí)加以引導(dǎo)和指點(diǎn)，就能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正發(fā)揮出“數(shù)字化”教學(xué)模式的優(yōu)勢。

1.3 教學(xué)信息的反饋

通過深化數(shù)字化教學(xué)資源中教學(xué)數(shù)據(jù)的反饋可以更好的了解課前學(xué)生的學(xué)習(xí)次數(shù)以及預(yù)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的問題，建立教學(xué)反饋數(shù)據(jù)庫以期深入了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的掌握情況。數(shù)字化教學(xué)資源的開發(fā)可以更好地獲取學(xué)生課前的視頻觀看次數(shù)、實(shí)驗(yàn)問題回答等信息，教師可根據(jù)數(shù)據(jù)庫的反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃與方案，比如，學(xué)生哪一部分預(yù)習(xí)的情況不好，教師根據(jù)信息反饋的情況在課堂中著重講解。教學(xué)資源的開發(fā)解決了教師掌握學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況好壞的問題，利用反饋的學(xué)生學(xué)習(xí)信息，促使教師幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，這種數(shù)據(jù)庫的建立可以更好地為學(xué)生提供服務(wù)，以便于后續(xù)設(shè)置相應(yīng)的作業(yè)及評價(jià)機(jī)制。

總之，對教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)計(jì)、教師的認(rèn)知與應(yīng)用能力、教學(xué)數(shù)據(jù)的反饋三個(gè)方面進(jìn)行數(shù)字化教學(xué)資源的開發(fā)，具體設(shè)計(jì)流程如圖1所示。加強(qiáng)課程資源建設(shè)，包括教材建設(shè)、課件制作、網(wǎng)絡(luò)資源開發(fā)等。通過建設(shè)豐富的課程資源，為學(xué)生提供更加便捷、高效的學(xué)習(xí)途徑。同時(shí)，要注重課程資源的更新和維護(hù)，確保其時(shí)效性和準(zhǔn)確性。數(shù)字化教學(xué)資源的開發(fā)有效地完善了教學(xué)模式與教學(xué)設(shè)計(jì)，提高了教師對數(shù)字化的應(yīng)用能力，解決了教學(xué)信息反饋的問題，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也從另一個(gè)方面驗(yàn)證了數(shù)字化教學(xué)資源開發(fā)的必要性和正確性。

圖1 數(shù)字化教學(xué)資源開發(fā)流程圖

2 數(shù)字化教學(xué)資源在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

初步形成數(shù)字化大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育資源體系，構(gòu)建共享資源平臺(tái)，完善評價(jià)機(jī)制，并面向校內(nèi)廣大師生開放，為教師備課、教學(xué)水平提高、共享教學(xué)資源、展示個(gè)性教學(xué)風(fēng)采提供了有力的平臺(tái)，也為學(xué)生自主學(xué)習(xí)開辟了高質(zhì)量的第二課堂，受到廣大師生的好評。有效地?cái)U(kuò)大數(shù)字化教學(xué)、學(xué)習(xí)應(yīng)用的覆蓋面，從學(xué)生反饋的信息來看，學(xué)生利用數(shù)字化平臺(tái)課前預(yù)習(xí)課后檢驗(yàn)，都達(dá)到了很好的效果。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)期間，通過大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)置了大學(xué)化學(xué)精品課程“大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”并累計(jì)運(yùn)行了三學(xué)期。該課在2013年被評為某某大學(xué)優(yōu)秀課程，選課人數(shù)500人以上且互動(dòng)次數(shù)300次以上；本學(xué)期合計(jì)609人，并實(shí)現(xiàn)了學(xué)校精品課程的獲獎(jiǎng)。表1顯示的是學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，從表格數(shù)據(jù)中可看出，班級的平均進(jìn)度占百分之比較高，高于計(jì)劃學(xué)習(xí)的同學(xué)人數(shù)較多，沒有學(xué)習(xí)的同學(xué)人數(shù)少，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣得以提高，達(dá)到了數(shù)字化教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的目標(biāo)，充分體現(xiàn)了數(shù)字化大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)精品課程設(shè)置的成功。

表1 XX大學(xué)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)進(jìn)度表

通過結(jié)合線下的實(shí)操教學(xué)，建立課前、課中與課后的在線督學(xué)與答疑的機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂討論、評分，并在課后進(jìn)行考試檢驗(yàn)學(xué)習(xí)情況，達(dá)到多元化的評價(jià)體系，將教學(xué)信息及時(shí)反饋給教師，進(jìn)而促進(jìn)大學(xué)數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。充分利用并整合學(xué)校提供的數(shù)字化資源，配合線下學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，進(jìn)一步研究可適用于某某大學(xué)數(shù)字化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)的方案，促進(jìn)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制的形成。

數(shù)字化教學(xué)的教育形式打破了時(shí)空的限制，尤其是化學(xué)實(shí)驗(yàn)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)課程是一門理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系的課程，其基本特點(diǎn)是利用具體直觀的實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)進(jìn)行形象、簡單的說明，揭示化學(xué)學(xué)科的基本原理和規(guī)律，以及各種化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象前后的原因和關(guān)系。利用化學(xué)語言對現(xiàn)象進(jìn)行描述和分析，是實(shí)驗(yàn)課程的主要作用和特點(diǎn)。一場突如其來的新冠疫情，使得許多演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)都不能正常進(jìn)行，此時(shí)數(shù)字化教學(xué)則發(fā)揮了重要的作用，采用多媒體教學(xué)，學(xué)生可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)過程。教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容開發(fā)優(yōu)質(zhì)課程資源，精選清晰、流暢的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)視頻安插在網(wǎng)上。在直播課中，用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)比較豐富的教學(xué)情境，而且還可以使用多種功能提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能及激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可以有效利用這些功能引導(dǎo)學(xué)生對知識(shí)進(jìn)行鞏固和加強(qiáng)。同時(shí)，教師再鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行思考，開辟新的思路對知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不同，對于知識(shí)點(diǎn)的消化時(shí)間也不相同，針對不同層次學(xué)生，采用數(shù)字化教學(xué)資源可以給學(xué)生更多的學(xué)習(xí)、理解的時(shí)間，讓每個(gè)學(xué)生都能夠?qū)W有所得。在化學(xué)教學(xué)中合理地應(yīng)用各種功能，可以有效提升教學(xué)的質(zhì)量，使課堂教學(xué)更加豐富、多元化，挖掘?qū)W生的潛在能力[2]。此外，一些危險(xiǎn)性較高的實(shí)驗(yàn)也可以進(jìn)行線上模擬，讓學(xué)生們能夠切實(shí)體會(huì)和感受整個(gè)實(shí)驗(yàn)的流程，實(shí)現(xiàn)了線上教學(xué)依舊能夠進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，貫徹了化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)這一核心理念。

數(shù)字化教學(xué)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生有更廣闊的自主學(xué)習(xí)空間。數(shù)字化教學(xué)使學(xué)生有更廣泛的途徑獲取學(xué)習(xí)資料，包括電子書籍、教學(xué)視頻、模擬實(shí)驗(yàn)等從中獲取知識(shí)。數(shù)字化教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和個(gè)性化需求提供特定的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。數(shù)字化教學(xué)也為學(xué)生提供便利的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以通過電子設(shè)備在任何時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不再受到傳統(tǒng)教室限制，同時(shí)也減少了學(xué)習(xí)資源的浪費(fèi)。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在部分高校已經(jīng)建立，但這些平臺(tái)存在一些問題。如平臺(tái)功能不夠完善，用戶體驗(yàn)不佳等。對于一些特殊的實(shí)驗(yàn)需求，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無法提供有效的支持。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)不足。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展很快，但許多教師對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的理論和實(shí)踐了解不足，無法充分發(fā)揮數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢。這限制了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的應(yīng)用。由于數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的不同，教師需要接受相關(guān)培訓(xùn)才能熟練使用。針對上述問題，我們可以進(jìn)行一些改進(jìn)，改進(jìn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在現(xiàn)有平臺(tái)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)功能的開發(fā)和優(yōu)化，提高平臺(tái)的用戶體驗(yàn)。針對特殊實(shí)驗(yàn)需求，可以考慮引入虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，提供更好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和體驗(yàn)。學(xué)?？梢越M織相關(guān)培訓(xùn)課程，加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提高教師的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)踐技能。培訓(xùn)內(nèi)容可以包括數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)等方面。學(xué)校還可以鼓勵(lì)教師參加相關(guān)的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，提高其數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的專業(yè)水平。加強(qiáng)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)資源建設(shè)。學(xué)校應(yīng)該積極推動(dòng)實(shí)驗(yàn)資源的數(shù)字化整理和管理工作，建立起完善的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)資源庫。學(xué)校之間可以通過資源共享的方式，減少資源的浪費(fèi)，提高資源的利用率。

總之，通過開發(fā)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的數(shù)字化教學(xué)資源，改善了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式并完善了教學(xué)設(shè)計(jì)，提高了教師對數(shù)字化資源的認(rèn)知與應(yīng)用能力。此外，通過建立數(shù)據(jù)庫及時(shí)反饋教學(xué)信息，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力，加深了對所學(xué)知識(shí)的理解，為學(xué)生以后從事的化學(xué)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也有望進(jìn)一步推動(dòng)高等教育的高質(zhì)量發(fā)展。隨著科技進(jìn)步以及社會(huì)的不斷發(fā)展，數(shù)字化教學(xué)資源正蓬勃發(fā)展，通過數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)和個(gè)性化學(xué)習(xí)軟件，學(xué)生可以獲得更精準(zhǔn)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)信息，為學(xué)生提供更豐富和真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[3]。 未來大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的數(shù)字化教學(xué)資源的應(yīng)用將越來越多元化，大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂效率也將得到顯著提升。