摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下涌現(xiàn)了大量的先進(jìn)手段和技術(shù)，包括數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)。目前，數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)在現(xiàn)代化教學(xué)體系中應(yīng)用，已經(jīng)成為現(xiàn)代教學(xué)的研究重點(diǎn)。因此，學(xué)校要重視數(shù)字化平臺(tái)的應(yīng)用，提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。本文以MOOC平臺(tái)為例，研究了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，以期為高中化學(xué)教學(xué)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型提供參考資料。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；數(shù)學(xué)平臺(tái)；高中化學(xué)；教學(xué)轉(zhuǎn)型

化學(xué)屬于高中階段主要學(xué)科，教師的教學(xué)重點(diǎn)是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在高中化學(xué)教學(xué)過程中，學(xué)生需要?jiǎng)邮謩?dòng)腦，學(xué)會(huì)結(jié)合實(shí)踐操作和理論知識(shí)，而多媒體技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展為高中化學(xué)教學(xué)提供了全新的途徑?；诖?，本文對高中化學(xué)教學(xué)過程中的數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用進(jìn)行了深入研究[1]。

一、數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)在高中化學(xué)教學(xué)中的意義

（一）數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的意義

數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)指的是通過數(shù)據(jù)采集器、傳感器和軟硬件構(gòu)成的數(shù)字化信息系統(tǒng)，能夠開展實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，輸出實(shí)驗(yàn)過程中的圖表和數(shù)據(jù)。以化學(xué)教材量身定做教材專用軟件，包含了高中化學(xué)中的實(shí)驗(yàn)和教學(xué)內(nèi)容，滿足課堂需求。

MOOC平臺(tái)（P-MOOC）能夠?qū)崿F(xiàn)在線教學(xué)，并且對學(xué)生、教師和其他人員能夠?qū)虒W(xué)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，包括評(píng)價(jià)、管理和互動(dòng)等數(shù)據(jù)內(nèi)容。另外，教師通過對教學(xué)空間管理，選擇課程后對教學(xué)內(nèi)容選擇，針對不同學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)和管理。以學(xué)生的興趣愛好選擇針對性教學(xué)內(nèi)容，對自己學(xué)習(xí)空間管理。通過平臺(tái)能夠展現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，比如教學(xué)成績、課程和評(píng)價(jià)等，解決薄弱區(qū)域中存在的的問題。另外，此平臺(tái)還能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享交流，在平臺(tái)中設(shè)置討論區(qū)域，能夠使教師和學(xué)生相互交流。

P-MOOC平臺(tái)中的數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)學(xué)科教學(xué)中，能夠解決傳統(tǒng)教學(xué)過程中的問題，增加各學(xué)科之間的聯(lián)系，并且擴(kuò)展學(xué)生的綜合知識(shí)視野。在教學(xué)前，化學(xué)教師可以將制作的教學(xué)視頻上傳到平臺(tái)中使學(xué)生提前預(yù)習(xí)，從而創(chuàng)建基本的學(xué)習(xí)框架。在實(shí)際學(xué)習(xí)中根據(jù)預(yù)習(xí)的知識(shí)深化理論知識(shí)的理解，在教學(xué)之后為學(xué)生設(shè)置作業(yè)，根據(jù)學(xué)生作業(yè)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋[2]。

（二）高中化學(xué)教學(xué)突破的教學(xué)難點(diǎn)

在高中化學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教學(xué)知識(shí)比較抽象化，雖然能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，但是教學(xué)過程比較枯燥、平淡，導(dǎo)致學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效率降低，甚至使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的心理。隨著社會(huì)的進(jìn)步，高中化學(xué)教學(xué)開始使用數(shù)字化教學(xué)技術(shù)，并將學(xué)生作為課堂教學(xué)中的主體。數(shù)字化教學(xué)主要特點(diǎn)為虛擬化、交互性，能夠有效解決傳統(tǒng)教學(xué)過程中的問題，從而提高高中化學(xué)教學(xué)效果。

將P-MOOC平臺(tái)應(yīng)用到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中雖然增加了教學(xué)的難度和廣度，但是讓教學(xué)更加富有趣味性。在上課過程中，教師需要準(zhǔn)備數(shù)字化數(shù)據(jù)向?qū)W生講述知識(shí)，以此提高學(xué)生對化學(xué)的興趣，豐富學(xué)生的化學(xué)知識(shí)[3]。

二、P-MOOC平臺(tái)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）P-MOOC平臺(tái)

P-MOOC平臺(tái)具備常規(guī)教學(xué)手段，還具有圖像、畫圖等交互新能力，要求在高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用所實(shí)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(tái)主頁，有需要的時(shí)候檢查登錄用戶的權(quán)限；

2.繪圖、輸入功能：能夠使多個(gè)操作人員同時(shí)操作平臺(tái)中的教學(xué)資源；

3.編輯功能：使多用戶編輯教學(xué)資源，包括文本、圖像和圖形等；

4.修改功能：能夠?qū)虒W(xué)資源修改；

5.同步：實(shí)現(xiàn)多用戶同步操作；

6.傳輸：將音頻、圖像、視頻等文件進(jìn)行傳輸。

通過P-MOOC平臺(tái)能夠設(shè)計(jì)高中化學(xué)的數(shù)字化課程，更加方便教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的互動(dòng)。在課堂中，學(xué)生能夠修改教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)習(xí)內(nèi)容更加充實(shí)。無論是做對或者做錯(cuò)，都能夠通過教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行操作。此課堂能夠被數(shù)字化記錄，為教師在今后教學(xué)中積累原始信息和資源。另外，教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用能夠增強(qiáng)學(xué)生的視覺效果，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到提高，并且塑造學(xué)生獨(dú)自創(chuàng)建知識(shí)能力。

（二）P-MOOC平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用

1.課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

在教學(xué)過程中，課前預(yù)習(xí)為主要環(huán)節(jié)，因此教師需要明確課程教學(xué)的目標(biāo)，幫助學(xué)生掌握教學(xué)的重點(diǎn)、基本、難點(diǎn)內(nèi)容。課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)為：

（1）創(chuàng)設(shè)教學(xué)問題情景。教師需要在P-MOOC平臺(tái)中上傳課前設(shè)計(jì)的教學(xué)資源，包括教學(xué)目的和實(shí)驗(yàn)過程，并在課前為學(xué)生設(shè)置問題，鼓勵(lì)學(xué)生通過教材解決問題，讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)過程中也能夠思考并尋找問題解決的對策。

（2）學(xué)生可以通過手機(jī)、平板等智能終端登錄平臺(tái)，根據(jù)教材的內(nèi)容自主選擇材料和儀器，連接實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)試驗(yàn)過程，但是教師需要保證實(shí)驗(yàn)過程中的安全問題。

（3）在學(xué)習(xí)過程中如果遇到難題，學(xué)生可以標(biāo)注；教師針對此問題在課堂中討論和講解[4]。

2.課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

通過課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠掌握課堂教學(xué)流程，進(jìn)而提高教師的教學(xué)效率。

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

其二，學(xué)生能夠利用肉眼看出實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)過程。例如，教師在講授鹽類水解相關(guān)知識(shí)的過程中，學(xué)生無法在課堂掌握知識(shí)點(diǎn)。因此，教師可以在模擬實(shí)驗(yàn)的過程中應(yīng)用多媒體技術(shù)，播放電解質(zhì)電離過程的動(dòng)畫，使學(xué)生直觀地感受微觀世界變化，實(shí)現(xiàn)多感官地參與，進(jìn)而消化教師所傳遞的知識(shí)。

3.課后評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)

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

三、P-MOOC平臺(tái)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用案例

（一）P-MOOC平臺(tái)在“生活中的有機(jī)物-乙醇”教學(xué)中的應(yīng)用

[導(dǎo)入新課]將乙醇在實(shí)際生活中應(yīng)用的場景通過視頻或者圖片等方式展示在平臺(tái)中，包括去除雜質(zhì)、檢測酒駕等；

[提問]使同學(xué)們針對生活中乙醇的實(shí)際應(yīng)用案例進(jìn)行分析，然后利用平臺(tái)相互交流；

[講述]有機(jī)物學(xué)習(xí)過程中，使學(xué)生觀察分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，并且以平臺(tái)將乙醇公式展現(xiàn)給學(xué)生觀看；

[提問]通過“乙醇”的“乙”字能夠?qū)μ嫉臄?shù)量進(jìn)行判斷么？

[回答]兩個(gè)

[提問]在之前教學(xué)中能夠?qū)ν之悩?gòu)體知識(shí)有大概的了解，誰能夠回答一下以分子式對乙醇結(jié)構(gòu)式描述的類型有哪幾種？此問題能夠使學(xué)生進(jìn)行思考，并且暢所欲言。

[回答]一共有兩種，然后使學(xué)生將答案提交到平臺(tái)中，平臺(tái)就能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)情況評(píng)價(jià)

[講述]以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠?qū)σ掖冀Y(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，并且通過平臺(tái)將乙醇同分異構(gòu)體展現(xiàn)給學(xué)生，對學(xué)生自己的想法和答案進(jìn)行驗(yàn)證

[知識(shí)鞏固]平臺(tái)中能夠設(shè)置知識(shí)問答的環(huán)節(jié)，從而觀察學(xué)生是否已經(jīng)掌握乙醇分子式、結(jié)構(gòu)式，還要評(píng)價(jià)學(xué)生答題情況

學(xué)生在課程結(jié)束之后能夠登錄平臺(tái)，從而完成課程習(xí)題，教師登錄到平臺(tái)中對學(xué)生習(xí)題和作業(yè)進(jìn)行批改和評(píng)價(jià)。另外，教師還能夠利用平臺(tái)發(fā)放準(zhǔn)備的討論題目，學(xué)生利用平臺(tái)中的討論區(qū)域進(jìn)相互交流[6]。

（二）電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在金屬電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，金屬電化學(xué)腐蝕有兩種方式，包括吸氧腐蝕、氫腐蝕。在實(shí)驗(yàn)過程中，金屬充分接觸電解質(zhì)溶液，由于金屬的表面微小鐵碳原電池較多，存在電化學(xué)腐蝕。金屬電化學(xué)腐蝕反應(yīng)為在電化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)，在實(shí)際教學(xué)過程中，由于多種因素的影響會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、演示功能降低等，如反應(yīng)物少、電解質(zhì)濃度小等。在吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)的過程中，教師既無法展示氧氣是否參與到反應(yīng)中，也無法展示在溶液反應(yīng)后是否能夠生成堿，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

那么，教師可以利用P-MOOC平臺(tái)為學(xué)生展示腐蝕實(shí)驗(yàn)視頻，改進(jìn)電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)，使學(xué)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(shè)備和裝置，監(jiān)測反應(yīng)裝置的反應(yīng)溫度、氧氣含量、溶液pH等數(shù)據(jù)；接著，通過P-MOOC平臺(tái)繪制實(shí)驗(yàn)圖像，為學(xué)生展示反應(yīng)過程中的氧氣含量和氧化反應(yīng)，提高溶液pH值之后，就能夠生成堿。

在開展實(shí)驗(yàn)的過程中，教師需要調(diào)整反應(yīng)條件。在對實(shí)驗(yàn)中壓強(qiáng)、濃度進(jìn)行測定過程中，由于金屬鐵電化學(xué)腐蝕氧化過程比較慢，因此教師可以借助壓強(qiáng)、氧氣傳感器。在不同環(huán)境中，鋼鐵會(huì)出現(xiàn)吸氧腐蝕等問題。酸性環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)氫腐蝕和吸氧腐蝕，而且酸性較強(qiáng)，因此研究過程中的重點(diǎn)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(huì)使吸氧使得腐蝕加快。

（三）基于傳感器的實(shí)驗(yàn)

利用P-MOOC平臺(tái)使學(xué)生進(jìn)行數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)合自己的課題開展探究。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以利用P-MOOC平臺(tái)的動(dòng)畫、視頻、圖片等功能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生理解。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂笸ㄟ^氧氣傳感器能夠分析反應(yīng)體系氧氣濃度的變化，考慮反應(yīng)濃度、介質(zhì)、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(shí)驗(yàn)原理：H2O2的性質(zhì)并不穩(wěn)定，會(huì)釋放氧氣，而提高濃度或者溫度都會(huì)促進(jìn)分解的速率；如果是在酸性環(huán)境下，則會(huì)導(dǎo)致分解出現(xiàn)困難、

實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)所需器材包括燒杯、大試管、氧氣傳感器、移液器等。

實(shí)驗(yàn)步驟：對圖形數(shù)據(jù)采集器、傳感器、計(jì)算機(jī)等進(jìn)行相互連接；設(shè)置采樣頻率為2H2；添加濃度－時(shí)間圖表；分析不同溶液、介質(zhì)、溫度的影響，并繪制時(shí)間圖。

實(shí)驗(yàn)分析：隨著H2O2的濃度增加，會(huì)提高反應(yīng)溫度，促進(jìn)了分解速率；H2O2在酸性介質(zhì)中不會(huì)分解，酸性介質(zhì)能夠促進(jìn)分解[7]。

（四）P-MOOC平臺(tái)在課程結(jié)束后的應(yīng)用

在課程結(jié)束之后，學(xué)生可以針對課程知識(shí)的疑問在討論區(qū)中進(jìn)行交流。完成作業(yè)之后，系統(tǒng)對學(xué)生學(xué)習(xí)完成時(shí)間和成績進(jìn)行自動(dòng)展示，使教師和學(xué)生查缺補(bǔ)漏更加的方便。通過平臺(tái)，教師能夠設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，從而監(jiān)測學(xué)生學(xué)習(xí)程度和情況，對于學(xué)生存在的問題進(jìn)行反思，重新設(shè)計(jì)學(xué)生感覺困惑的環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠在討論區(qū)交流，及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況[8]。

四、結(jié)束語

將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用到高中化學(xué)教學(xué)過程能夠提高學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題，提高高中化學(xué)教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

作者單位：張敏 莊浪縣紫荊中學(xué)

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