互聯網+在結構化學教學模式中的應用探析論文

時間：2022-09-28 02:09:36 化學畢業論文我要投稿

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　　摘要： 以培養創新能力強、具有較強實踐能力的人才為目標, 以陜西理工大學“結構化學”課程教學模式探索為例, 針對結構化學教學中存在的問題, 結合時代的發展的需求和素質教育的實際要求, 嘗試引入“互聯網+”時代的多媒體、現代網絡技術等輔助工具, 將以“教”為中心的教學模式轉變為以“學”為中心, 旨在調動學生的學習興趣和積極性, 激發求知欲, 變被動為主動學習, 從而達到提升結構化學課程的教學質量和教學效果。

互聯網+在結構化學教學模式中的應用探析論文

　　關鍵詞： 結構化學; 互聯網+; 教學模式;

　　《結構化學》以量子力學理論為基礎, 通過研究微觀粒子的運動規律, 揭示微觀物質結構與性能關系的一門基礎學科[1]。學好結構化學, 不僅要求學生具備物理、數學、無機化學和有機化學等相關知識, 還要求學生具有一定的邏輯分析能力、空間想象力和綜合運用知識解決問題的能力。因此, 結構化學是化學專業公認的最難學的課程之一。由于結構化學中涉及許多比較抽象的內容, 教師無法通過傳統的課堂教學模式全面清晰的表述相關課堂內容, 從而對學生學習結構化學帶來了較大的阻力。隨著信息時代的深入發展, “互聯網+”模式在深刻的影響著人類社會生活的方方面面, 教育領域也深受裨益[2,3,4,5]。因此, 教師應在充分認識到結構化學課程特點的基礎上, 結合“互聯網+”的時代背景, 積極深入教學研究, 更新教學方法和手段, 探索與教學目標相適應的教學模式。

　　1 結構化學的課程地位及目前存在的問題

　　《結構化學》課程是物理化學學科的重要分支, 是化學類本科專業的一門重要的專業必修課程。通過課程學習使學生了解“結構決定性質, 性質反映結構”這一規律, 從而在更深層次上解釋各類化學現象。該課程的基本任務是使學生掌握微觀物質運動的基本規律, 獲得原子、分子及晶體結構的基本理論、基礎知識, 了解物質結構與性能關系, 加深對無機化學、有機化學等前修課程相關內容的理解, 為后續課程的學習打下必要的理論基礎。通過本課程的學習, 能夠培養學生應用物質結構及其性質關系的基本原理來分析和解決實際問題的能力。

　　以陜西理工大學“結構化學課程”的課堂教學為例, 目前仍采用以“教”為主, 以“學”為輔的課堂教學組織形式, 通過多媒體結合板書的講授方式進行教學活動。這種課堂教學組織模式難以充分調動學生自主學習的積極性。首先, 結構化學屬于理論基礎課, 與高等數學、無機化學、物理化學、有機化學等學科緊密相連, 對于學習者而言大多艱澀難懂[6]。其次, 學生僅靠教師在課堂上單一式灌輸及書本上對原子結構、化學鍵、對稱性及晶體結構等概念的抽象描述, 難以讓學生深刻理解相關內容。教師在教學過程中, 刻意重視教學任務的落實, 導致授課過程死板, 課堂氣氛沉悶。倘若學生基礎差, 學習和理解就較為吃力, 很容易在剛開始學習時就已經失去了學習興趣, 導致學生學習積極性不高, 甚至會使部分學生產生厭學情緒。再者這種傳統教學模式受到時間和空間制約, 不能夠滿足學生對重點難點部分反復學習理解的需求, 導致學生難以深刻理解知識要點, 學習效果不理想, 這是課堂教學急需解決的一大弊端。

　　2 基于互聯網的教學模式的特點

　　在“互聯網+”的新型教學模式中, 教學內容以信息的形式存儲和傳遞, 并通過多種信息渠道實現課程的廣泛傳播。課程內容的獲取與教學互動都以多媒體環境為基礎, 學生通過使用多媒體平臺可以隨時復習課程中的重點和難點內容, 同時通過多媒體互動平臺實現與老師和同學的互動交流。當今是一個信息化的時代, 信息技術影響著我們每一個人, 同時也深刻影響著當代大學生的學習方式, 智能手機和電腦已經基本成為學生的必備品, 加之我國網絡通信基礎設施和網絡覆蓋面的完善, 學生上網獲取信息十分便捷, 他們可以在網絡視頻教學網站上隨時學習授課視頻、獲取相關學習資料等。通過在網絡上主動獲取自己需要的知識, 從而使學生們由在課堂上被動接受式學習轉變為在他們需要或想要學習時在網上主動學習, 達到更好的學習效果。網絡的開放性和便利性、內容的豐富性, 為當代大學生提供了更加廣闊的學習空間。學生獲取知識的多元化和自主化, 能夠促使學生的綜合能力得到大幅提升[7]。因此, 目前在結構化學課程中使用“互聯網+新型教學模式”, 可以有效彌補傳統教學中的不足, 值得逐步探索和推廣。

　　這種新型的教學模式具有教學內容的豐富性和學習方式的靈活性[7]。教學內容的豐富性, 體現在網絡教學過程中, 可以集圖形、視頻、聲音、文字于一體, 不受實地教學環境設施和課堂時間的限制, 根據教學需要, 可以充分利用各種網絡資源和相關教學軟件, 將所要表達的課程內容充分展現出來, 有利于調動學生多感官參與學習并從多角度思考相關教學內容, 從而使學生更加容易理解和接受。而學習方式的靈活性, 體現在學生可以通過網絡獲取教學課件, 探討課后習題以及下載課外資料等。學生可以根據個人的時間安排, 隨時觀看學習相關的課程內容, 可以隨時和其他學習者進行溝通交流, 而且隨著多媒體網絡技術的遠程人機交互功能的發展, 學生可以隨時檢測自己的學習效果, 及時了解自己的進步與不足, 并按相關要求調整學習, 從而極大地提高學習質量與效率。

　　鑒于上述特點, 倘若在教學中使用“互聯網+”這個平臺, 將我校結構化學課程的教學模式進行改革, 可以將抽象的文字描述轉化為形象的圖像、聲音、動畫等, 改變傳統教學模式, 提高教學的可視性和互動性, 優化學生們的學習體驗, 從而調動學生學習的積極性, 激發他們的求知欲, 由傳統的被動式、填鴨式教學轉變為積極的自主式學習, 從而提高教學質量和教學效果。

　　3 基于“互聯網+”模式的課程教學改革

　　3.1《結構化學》翻轉課堂教學組織形式的探索

　　“互聯網+”新型授課模式的特點之一, 就是上課過程中由傳統的以“教”為主轉變為以“學”為主, 由此并產生了“翻轉課堂式”的教學模式[8], 這種模式實現了讓學生通過視頻學習知識, 然后帶著問題在課堂上和老師或者同學們相互交流討論的教學方式。因此, 在課堂教學中, 授課教師要圍繞教學大綱, 根據學生的認知特點, 遵循由簡單到復雜, 由感性到理性的認知規律, 精心設計視頻課程, 通過精心設計的問題逐步激發學生的求知欲望和好奇心, 帶領學生逐步學習和理解相關課程內容, 并把握“以學生為主”這一主線, 在課堂交流時要仔細分析學生對相關知識點的理解和掌握程度, 用啟發式和有針對性的引導式教學方法, 讓學生理解相關的重點和難點內容。授課教師提前將授課內容的視頻、習題等教學資源發送到網絡平臺上, 讓學生自己下載學習。學生也可根據自己對授課內容的理解, 制作多媒體課件, 走上講臺, 成為課堂教學的主體。例如:在進行分子對稱性教學時, 針對學生難以理解的三種鏡面操作問題, 授課教師可以將三種鏡面操作的概念教給學生, 然后列出幾個比較典型的例題讓學生自己分析討論, 調動學生學習的積極性。在討論課上, 學生可將自己的觀點用課件的形式闡述, 實現互動式交流。通過翻轉課堂教學模式的改革, 教師與學生間的關系從過去知識的單向傳授, 轉變為與學生互動、互學的新型教學關系, 可提高師生間互動的頻率和效率, 有效改善學生學習的主動性和積極性。

　　3.2 互聯網+晶體結構模型制作

　　結構化學中有許多抽象的內容, 用傳統的方法講授, 學生不但感覺非常難以理解而且不易在頭腦中建立相應的概念。例如在結構化學教學中, 最為關鍵和最難解決的問題是其中涉及的分子對稱性、晶體的點陣結構、以及等徑圓球密堆積形式等用傳統教學手段進行描述和講解清楚非常困難。如何解決這一問題?為了加強學生對結構化學課程的興趣, 加深對此類課程內容的深入理解, 我們初步嘗試組織學生進行“互聯網+”晶體學模型制作, 要求學生利用Flash、Authorware等輔助軟件制作相關的動畫視頻, 并在做模型的過程中掌握相關知識, 如金屬原子的堆積順序, 配位數, 晶胞類型、結構基元、正四面體空隙及正八面體空隙等, 通過親自制作并講解相關課程內容, 可以通過觸覺, 視覺和聽覺等多層面增強學生對課程中抽象理論的理解, 有效提升教學效果。

　　3.3 利用計算化學的動態模擬進課堂

　　結構化學是一門理論性很強的課程, 涉及許多抽象概念。因此在理論教學的同時應該增設相關實踐教學環節, 以加深學生對專業知識的理解與運用。目前陜西理工大學已開設兩個與結構化學專業相關的實驗項目, 如:絡合物磁化率的測定、分子偶極矩的測定等實驗, 但這些實驗項目仍不能給學生提供足夠多的實踐練習機會, 而利用計算化學程序及互聯網動態模擬軟件便可以解決此問題。例如有機分子的振動模式、有機立體化學瓦爾登翻轉實驗、原子軌道及分子軌道研究等。學生可以通過在線學習模擬結構化學課程章節相關內容。例如:有機立體化學瓦爾登翻轉實驗模擬中, 可通過改變反應物的進攻方向, 觀察瓦爾登翻轉的角度變化。學生通過計算化學的動態模擬學習, 可將典型化學反應動力學的基本原理、反應過程整合在一起, 從而更深層次理解課本知識, 提高學習效果。

　　4 結語

　　在“互聯網+”時代, 通過應用網絡技術、多媒體形式等現代化的教學手段, 課題組將對結構化學課堂教學的組織形式、方法和手段進行改革與探索, 旨在一定程度上將學生的學習由被動變為主動, 由課上變為課下, 提高學生的學習效率, 同時也督促教師不斷學習新的教學理念, 轉變和優化傳統教學方式和手段。

　　參考文獻

　　[1]周公度, 段連運.結構化學基礎.4版[M].北京:北京大學出版社, 2008 (4) :3-6.

　　[2]李愛蓉, 李晶晶, 王宏, 等.“互聯網+”化學反應工程教學探索與實踐[J].廣州化工, 2017, 45 (1) :140-142.

　　[3]唐群, 鄒志明, 劉崢, 等.“互聯網+”模式下理工科院校基礎化學課程[J].梧州學院學報, 2016, 26 (3) :69-73.

　　[4]張銀玲.“互聯網+”背景下的教育新形勢及其發展[J].中國教育信息化, 2016 (7) :15-17.

　　[5]劉云生.論“互聯網+”下的教育大變革[J].教育發展研究, 2015 (20) :10-16.

　　[6]吳世亮.當代大學生特點及教育對策研究[J].科教文匯, 2015 (8) :25-27.

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