大數(shù)據(jù)在化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用

熊國明

【摘 要】大數(shù)據(jù)為教育教學(xué)變革提供了新平臺和途徑，本文以高中化學(xué)教學(xué)為例，闡述大數(shù)據(jù)時代的內(nèi)涵、特點和課堂教學(xué)改革發(fā)展的趨勢，從課堂導(dǎo)入、知識呈現(xiàn)、課堂延伸和教法優(yōu)化，分析大數(shù)據(jù)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，為化學(xué)課堂教學(xué)提供參考。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；化學(xué)課堂；應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展推動大數(shù)據(jù)時代的到來，海量化信息依托于多種新型媒介快速傳播，影響著教育體系內(nèi)課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)和多元化的教學(xué)資源，如何有效地將大數(shù)據(jù)運用到課堂教學(xué)中是教師當(dāng)前面臨的新課題。

一、大數(shù)據(jù)時代的概述

大數(shù)據(jù)是無法在合理時間內(nèi)通過人腦甚至用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的巨量信息資料的數(shù)據(jù)集合，也是巨量、高增長率和多樣化的信息資訊。巨量的信息資訊廣泛傳播影響著人們的工作和生活，對人類的認(rèn)知理念和文化傳播體系產(chǎn)生深刻影響。目前學(xué)術(shù)界對大數(shù)據(jù)的理解有兩種代表性觀點：其一，特定范圍運用現(xiàn)代化處理軟件獲取、存儲和分析等的數(shù)據(jù)集合；其二，具體某領(lǐng)域范圍內(nèi)的行為數(shù)據(jù)?；咎卣鳎簲?shù)據(jù)量大，計量單位至少是P、E或Z；類型繁多，內(nèi)容豐富，包括圖片、視頻、音頻、網(wǎng)絡(luò)日志、地理位置住處等；隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，巨量信息無處不在，處理快速、及時高效。為學(xué)生全面深刻的學(xué)習(xí)化學(xué)知識、理解化學(xué)概念、掌握實驗技能、洞察化學(xué)的發(fā)展變化提供了前所未有的空間。

二、大數(shù)據(jù)背景下課堂教學(xué)改革發(fā)展的趨勢

大數(shù)據(jù)對課堂教學(xué)的影響是多方面的：其一，大數(shù)據(jù)下傳播信息的載體為課堂教學(xué)提供了新型的教學(xué)技術(shù)。目前大多數(shù)中學(xué)教室內(nèi)都安裝多媒體教學(xué)設(shè)備、班班通光纖網(wǎng)絡(luò)，中學(xué)生都有智能手機(jī)或平板電腦、藍(lán)牙技術(shù)等，給大數(shù)據(jù)時代的課堂教學(xué)提供了物理的保障，進(jìn)而要求課堂教學(xué)變革傳統(tǒng)的教學(xué)技術(shù)方法；其二，大量教輔資料和視頻呈現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)，使得局限于教室的教學(xué)形式發(fā)生了變化，如“愛課程網(wǎng)”、“學(xué)堂在線”等，利用新教學(xué)形式能補(bǔ)充課堂教學(xué)的有效性；其三，大數(shù)據(jù)下多元媒體為師生、生生溝通和交流提供了大平臺，要求變革傳統(tǒng)教學(xué)師生互動模式，采用多元互動形式。

三、大數(shù)據(jù)在化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）巧妙導(dǎo)入內(nèi)容 充分激發(fā)學(xué)生興趣

課堂教學(xué)導(dǎo)入的內(nèi)容和形式是影響本節(jié)課教學(xué)的質(zhì)量和效果的關(guān)鍵因素之一。教學(xué)活動開始，學(xué)生的關(guān)注點和注意力分散，巧妙導(dǎo)入能在短時間內(nèi)吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。大數(shù)據(jù)下，海量的教學(xué)資源信息和便捷的技術(shù)手段運用到課堂教學(xué)中，能有效地提高學(xué)生對所學(xué)知識的理解。如《無機(jī)非金屬材料的主角——硅》的教學(xué)，課前讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)了解硅的存在與用途，瀏覽網(wǎng)絡(luò)中學(xué)習(xí)課件，讓學(xué)生廣泛的了解非金屬材料硅，形成知識雛形。課堂導(dǎo)入，教師借助多媒體呈現(xiàn)長石、云母、黏土、橄欖石等自然界中硅酸鹽；水晶、瑪瑙、石英、砂子等硅石主要是氧化物，直觀地展示硅多彩的存在形式和生動的原子結(jié)構(gòu)。以話題式和歷史式講解，硅在瓷器、建筑、玻璃、水泥、工程陶瓷、透明陶瓷、超導(dǎo)陶瓷以及現(xiàn)代醫(yī)療美容等方面的應(yīng)用，歸納出硅在人們生活中的作用。

（二）交互呈現(xiàn)知識點 讓課堂教學(xué)充滿藝術(shù)

教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式也是課堂教學(xué)成敗的關(guān)鍵。巧妙使用教室黑板、投影屏幕、音像設(shè)備等呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，是影響學(xué)生對知識理解、概念的形成以及能力內(nèi)化的催化劑。目前教師雖常采用多媒體授課手段，但板書仍不可缺，大數(shù)據(jù)下交互巧用黑板、屏幕、音像設(shè)備更彰顯教學(xué)的藝術(shù)魅力。一方面巧用黑板，將化學(xué)概念、化學(xué)方程式等呈現(xiàn)黑板左右角上，反復(fù)通過視覺刺激學(xué)生大腦，促進(jìn)學(xué)生理解記憶基礎(chǔ)知識；另一方面，在黑板上構(gòu)建本堂課的知識結(jié)構(gòu)圖，輔之以多媒體投影，用文字、圖片、影像、音頻甚至網(wǎng)絡(luò)搜索等進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的解讀，多角度、全方位調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)知識的感官和思維，充分揭示知識點聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律，為學(xué)生學(xué)習(xí)掌握本堂課化學(xué)知識創(chuàng)造條件。

（三）充分利用大數(shù)據(jù) 讓課堂教學(xué)延伸

大數(shù)據(jù)應(yīng)用于化學(xué)課堂教學(xué)在講解、實驗操作、現(xiàn)象觀察等方面，能持續(xù)有效直觀地呈現(xiàn)教材中不能呈現(xiàn)的知識內(nèi)容，讓學(xué)生理解掌握，尤其是哪些在傳統(tǒng)教學(xué)中不便反復(fù)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察實驗的現(xiàn)象和抽象、微觀的知識。利用大數(shù)據(jù)則可深入淺出地為學(xué)生呈現(xiàn)出來，為老師講解提供幫助，便于學(xué)生理解記憶形成知識體系。

如在《化學(xué)鍵》一節(jié)的離子鍵教學(xué)中，先讓學(xué)生通過手機(jī)、班班通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“鈉與氯氣反應(yīng)”，“鈉與氯氣反應(yīng)視頻”，百度搜索，分別可以找到497萬、108萬個相關(guān)內(nèi)容，師生在網(wǎng)絡(luò)上下載相關(guān)文字、圖片、視頻等資料，直接在教學(xué)課堂上呈現(xiàn)，特別是，鈉與氯氣反應(yīng)的實驗過程和現(xiàn)象學(xué)生可反復(fù)觀看；百度搜索“化學(xué)鍵教學(xué)課件”可找到20.5萬個相關(guān)結(jié)果讓學(xué)生學(xué)習(xí)教師借鑒。同時，將課堂教學(xué)內(nèi)容錄制視頻資料，放在學(xué)校的網(wǎng)上課堂，讓師生再看再聽彌補(bǔ)課堂上的得失，為課堂教學(xué)延伸提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。

（四）優(yōu)化課堂教學(xué)方法 突出知識重點化解難點

如何教會學(xué)生在短時間內(nèi)掌握所學(xué)內(nèi)容是教師教學(xué)的關(guān)鍵。化學(xué)教學(xué)中，特別是抽象的微觀的內(nèi)容，傳統(tǒng)教學(xué)難以讓學(xué)生理解和掌握，大數(shù)據(jù)卻能使這些知識變得形象直觀。如講授原子核外電子的排布時，利用大數(shù)據(jù)形成的三維圖片、三維動畫和模型，將電子、質(zhì)子、中子在原子中位置、電子的運動方式及排布規(guī)律在老師誘導(dǎo)下生動地揭示出來。在講解鈉與氯氣反應(yīng)形成氯化鈉的過程，用動畫演示鈉原子失去電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，變成帶正電荷的鈉離子；氯原子得到電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，變成帶負(fù)電荷的氯離子，帶相反電荷的鈉離子和氯離子，通過靜電作用結(jié)合在一起形成氯化鈉，揭示了離子鍵的本質(zhì)，突破教學(xué)難點。教學(xué)中教師再通過聲、光、影的變化，靈動地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，強(qiáng)化教學(xué)重點。

大數(shù)據(jù)時代，教師靈活運用大數(shù)據(jù)為課堂教學(xué)帶來的便利，充分利用各種資源和技術(shù)手段，為學(xué)生提供多元的化學(xué)知識和吸納知識的渠道，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，以彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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