大數(shù)據(jù)時代下的高中化學(xué)課堂教學(xué)研究

祁德軍

摘 要：隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，人們的生活發(fā)生了根本性的變化，每天花在自媒體上的時間占了相當(dāng)大比例，人們的生活越來越離不開手機(jī)等自媒體工具。針對大數(shù)據(jù)時代下的高中化學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行簡單的探討，希望能在大數(shù)據(jù)的幫助下解決現(xiàn)階段高中化學(xué)中的問題，使學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)視野獲得擴(kuò)寬，化學(xué)學(xué)習(xí)素養(yǎng)獲得提升。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);高中化學(xué);課堂教學(xué);研究

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代開始到來，海量的信息更是依托各種新型媒介快速發(fā)展起來，這不但會對課內(nèi)各項資源產(chǎn)生影響，甚至還會對教學(xué)的各個環(huán)節(jié)以及多元化教學(xué)資源產(chǎn)生影響。如何將大數(shù)據(jù)合理地運(yùn)用到教育教學(xué)中？如何挖掘大數(shù)據(jù)在高中化學(xué)的價值和作用是高中化學(xué)教學(xué)需要深究的問題。

一、大數(shù)據(jù)時代高中化學(xué)面臨的問題

現(xiàn)代社會科技的發(fā)展十分迅速，大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)和應(yīng)用為各個行業(yè)都帶來了極大的變化?；瘜W(xué)學(xué)科在大數(shù)據(jù)的支持下也產(chǎn)生了全面的變革?；ヂ?lián)網(wǎng)每敲一次鍵盤就留下一次痕跡，每天行程的數(shù)據(jù)資料便可以刻滿1.26億張光盤，每天在各種網(wǎng)絡(luò)社區(qū)、平臺當(dāng)中出現(xiàn)的新帖子超過兩百萬個，與時代雜志770年的總發(fā)行量的文字總數(shù)相當(dāng)。另外每天通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出的郵件數(shù)量也十分龐大，一天的數(shù)量便會超過傳統(tǒng)紙質(zhì)郵件兩年的發(fā)送量，智能手機(jī)的銷售量超過新生兒的總和。在這樣的龐大數(shù)據(jù)面前，教師開展教育教學(xué)工作時必須要改變傳統(tǒng)模式，改變自身的思想觀念，緊跟時代發(fā)展，對互聯(lián)網(wǎng)加以有效利用。教師可以從互聯(lián)網(wǎng)中收集到非常多的教學(xué)資源，在利用這些教學(xué)資源對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行豐富的同時，給予學(xué)生更好的教學(xué)指導(dǎo)，使學(xué)生的眼界得以拓展，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)的過程中接觸到更多、更好的教學(xué)資源。同時教師還可以對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生積極地利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)資源收集，展開自主探究性學(xué)習(xí)。例如，學(xué)生在知識點的學(xué)習(xí)中如果遇到了難以理解的地方，便可以通過互聯(lián)網(wǎng)、QQ、微信等工具來查詢，尋找問題的答案。還可以通過訪問專業(yè)論壇進(jìn)行提問的方式尋求幫助。

二、大數(shù)據(jù)時代下教學(xué)方式的變革

（一）教學(xué)形式的改革

當(dāng)前高中化學(xué)課堂教學(xué)活動開設(shè)期間，教師已經(jīng)開始進(jìn)行教學(xué)變革，傳統(tǒng)教學(xué)方式顯然已經(jīng)不是很適用于現(xiàn)階段的教學(xué)。但要注意課堂教學(xué)依舊處于被動態(tài)勢，教學(xué)過程中的單調(diào)和乏味依舊沒有消除。部分知識內(nèi)容教學(xué)中，教師能合理地引入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容，通過情景設(shè)置、動畫引入的方式，讓學(xué)生對知識有新的了解，而且教師可以在教學(xué)中融入大數(shù)據(jù)理念，借助數(shù)據(jù)和學(xué)生的喜愛偏好調(diào)查，了解現(xiàn)階段學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中更喜歡看的內(nèi)容;教師可以從抖音上找答案，通過查找抖音視頻上的一些化學(xué)實驗內(nèi)容，了解現(xiàn)代學(xué)生的想法和喜好，進(jìn)而將部分內(nèi)容引入課堂內(nèi)，以調(diào)節(jié)課堂氛圍，如，洛天依的元素周期表歌曲很受學(xué)生的歡迎。另外，教師在教學(xué)的時候要給學(xué)生留有更多的空間和時間，現(xiàn)階段學(xué)生的思維較為活躍，想法比較新奇，若只是一味地進(jìn)行內(nèi)容講授，難以形成較好教學(xué)步驟，也難以提升學(xué)生的化學(xué)思維。其實教學(xué)中成績提升不是唯一的目標(biāo)，關(guān)鍵是做好自我提升，更好地提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，并能借助數(shù)據(jù)篩查對學(xué)生有更多的了解，以便對后續(xù)教學(xué)步驟進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。

（二）巧用多媒體以及網(wǎng)絡(luò)

隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，社會的生活方式發(fā)生了變化，這能給我們的教學(xué)提供更多便利。例如，教學(xué)中教師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)元素周期表的時候能合理地利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行知識內(nèi)容的拓展，豐富學(xué)生的學(xué)識;教師能合理利用網(wǎng)絡(luò)查閱不同元素發(fā)現(xiàn)時的故事，即發(fā)現(xiàn)的歷程;教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)的時候，可以適度地給學(xué)生融入一些趣味性的化學(xué)故事，調(diào)整課堂氛圍;教師可以讓學(xué)生自主查閱資料，如在氯氣學(xué)習(xí)中，學(xué)生在查閱中發(fā)現(xiàn)第一個發(fā)現(xiàn)氯氣的人是舍勒，此人使用軟錳礦與濃鹽酸進(jìn)行混合后會獲得一種黃綠色的氣體。在很長一段時間后人們才清楚地了解到氯氣的性質(zhì)以及構(gòu)成要素。1825年，丹麥科學(xué)家奧色特先獲取了鋁的化合物。20年后，德國的化學(xué)家韋勒提煉出純凈的金屬鋁，但當(dāng)時提煉出來的金屬鋁只有大頭針頂端的一大粒，由于當(dāng)時這種金屬的稀缺所以人們將其稱之為“銀色的金子”。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能了解不同的化學(xué)故事和化學(xué)常識，進(jìn)而對化學(xué)有新的了解，不再看到化學(xué)符號就感覺“頭疼”。另外，教師能在教學(xué)中使用不同的多媒體、軟件，在圖文結(jié)合、視頻引入的過程中，生動形象地對化學(xué)進(jìn)行講解，能讓原本多元化的教學(xué)變得更加形象化，進(jìn)而讓教學(xué)的有效性獲得提升。

（三）充分結(jié)合化學(xué)實驗

化學(xué)知識內(nèi)容學(xué)習(xí)中實驗的探究是很重要的，實驗作為化學(xué)學(xué)習(xí)的核心與關(guān)鍵，是化學(xué)教學(xué)中教師要演示的重要環(huán)節(jié)，甚至在條件允許范圍內(nèi)，學(xué)生也要盡可能地參與實驗。雖然化學(xué)基本知識偏于枯燥和無聊，但實驗魅力與變化以及奇妙的化學(xué)現(xiàn)象會讓我們對化學(xué)有著更為深刻的認(rèn)知度。大數(shù)據(jù)時代下，合理地利用網(wǎng)絡(luò)觀看一些較難且難以在課堂上完成的化學(xué)實驗，會給學(xué)生留有深刻的印象，使學(xué)生更容易理解書本上枯燥的文字知識。除此之外，網(wǎng)絡(luò)上一些較為新奇、有趣的化學(xué)實驗?zāi)芨玫匚龑W(xué)生的注意力。如，彩色溫度計的制作，教師帶領(lǐng)學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)資源能更好地明晰這項實驗的原理，然后結(jié)合化學(xué)知識嘗試進(jìn)行制作。其實這個溫度計的原理是鈷的水合物在加熱中水分喪失，會出現(xiàn)不同的顏色變化，所以能根據(jù)溫度的變化呈現(xiàn)出不同的顏色。教師通過視頻中對實驗步驟的觀察，親自動手參與實驗，在試管中加入95%的乙醇和少量的氯化鈷晶體，在振蕩中讓晶體溶解，其在常溫的狀態(tài)下呈現(xiàn)的顏色是紫紅色，隨著溫度加劇，顏色開始變?yōu)樗{(lán)紫色，最終變?yōu)榧兯{(lán)色。該實驗與我們?nèi)粘Ｉ钪械膶嶒灎顟B(tài)不同，所以對提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有著極大的幫助。

自主搭建實驗裝備，不但能鍛煉學(xué)生的動手能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。將實驗器材和藥品擺在屏幕上，學(xué)生選擇好研究的主題后，可以自主地進(jìn)行器材和藥品規(guī)格的選取，搭配好后得到預(yù)想中的實驗效果。如果不能達(dá)到預(yù)期效果，可以重新進(jìn)行搭配，既不影響教學(xué)進(jìn)程，又不會浪費(fèi)藥品，更能防止危險品給學(xué)生帶來的意外傷害。在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的情況下，學(xué)生還能改變實驗的既定搭配模式進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣。

三、大數(shù)據(jù)在化學(xué)課堂中的教學(xué)應(yīng)用策略概述

（一）合理使用教學(xué)導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)工作中，教師要重視教學(xué)導(dǎo)入的應(yīng)用，通過高質(zhì)量的教學(xué)導(dǎo)入為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)活動開始之初，學(xué)生的注意力并沒有集中到教師所講解的內(nèi)容上，聽課效率相對較低。這時，為了能夠?qū)W(xué)生的注意力吸引到自己所講的知識點上，開展高效教學(xué)，教師便要通過教學(xué)導(dǎo)入的方式將學(xué)生的注意力吸引過來，使學(xué)生能夠?qū)虒W(xué)內(nèi)容產(chǎn)生興趣。大數(shù)據(jù)背景下的教學(xué)工作中，教師可以將大量的教學(xué)資源通過信息技術(shù)手段搬運(yùn)到課堂當(dāng)中，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠?qū)χR點展開更好的理解。例如，在講解硅元素相關(guān)的知識點時，教師便可以提前進(jìn)行教學(xué)資源的收集和整理，在課堂教學(xué)中利用多媒體設(shè)備為學(xué)生進(jìn)行展示。教師可以為學(xué)生展示一些自然界中非常常見的硅酸鹽，如云母、長石等;還可以為學(xué)生展示一些硅元素的氧化物，如水晶、砂子、瑪瑙等。通過這樣的教學(xué)方式直觀地將硅元素的存在形式以及硅元素的原子結(jié)構(gòu)等呈現(xiàn)到學(xué)生面前。學(xué)生通過這樣直觀的觀察，可以更加了解硅元素，可以對其組成物進(jìn)行更好的區(qū)分。教師還可以為學(xué)生播放視頻，展示硅元素在現(xiàn)代社會中的實際應(yīng)用，例如我們身邊的玻璃等。還可以為學(xué)生介紹人類應(yīng)用硅元素的歷史，從瓷器到玻璃，從水泥到工程陶瓷，再到現(xiàn)代社會中的前沿科技，如超導(dǎo)陶瓷和醫(yī)療用具等等。對硅元素在人類生活當(dāng)中的重要應(yīng)用進(jìn)行列舉。通過這樣的方式對大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，提高教學(xué)效率，為學(xué)生提供高質(zhì)量的教學(xué)。

（二）交互式的知識點呈現(xiàn)

教學(xué)工作中，如何對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效呈現(xiàn)對于教學(xué)質(zhì)量有著直接影響。教師可以利用黑板、音像設(shè)備和投影設(shè)備等進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)，使學(xué)生能夠在多種感官的綜合刺激下更好地對知識點展開理解，更好地掌握化學(xué)概念的形成過程以及應(yīng)用方式。當(dāng)前教師使用最為廣泛的形象呈現(xiàn)方式便是多媒體，使用多媒體配合板書展開教學(xué)，將大數(shù)據(jù)充分結(jié)合到傳統(tǒng)教學(xué)模式當(dāng)中，在黑板、屏幕之間形成有規(guī)律的交互，提高教學(xué)工作魅力。教師可以先將教學(xué)的主要內(nèi)容在黑板上寫出，給予學(xué)生大概的印象，刺激學(xué)生進(jìn)行思考，使學(xué)生形成深刻的記憶，更好地掌握要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識;另一方面，教師還可以將內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖在黑板上進(jìn)行展示，再利用多媒體設(shè)備進(jìn)行投影，使學(xué)生能夠在文字、圖片和影音資料間，從不同的角度和方位進(jìn)行知識點的學(xué)習(xí)。使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)的過程中對知識點形成有效認(rèn)識。在充分揭示化學(xué)知識核心內(nèi)容的同時，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供良好的課堂環(huán)境氛圍。

（三）利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)延伸

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以在內(nèi)容講解、實驗演示和化學(xué)現(xiàn)象觀察等方面為教師提供有效輔助。可以將教材中的知識點以最為直觀的方式呈現(xiàn)到學(xué)生面前，強(qiáng)化學(xué)生的理解。很多傳統(tǒng)教學(xué)中無法展示的知識點內(nèi)容，都可以利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行資料收集，為學(xué)生將抽象和微觀知識點具象化。例如在學(xué)習(xí)化學(xué)鍵相關(guān)的知識點時，教師便可以在網(wǎng)絡(luò)上收集鈉與氧氣進(jìn)行反應(yīng)、鈉與氯氣進(jìn)行反應(yīng)的視頻，從中篩選出高質(zhì)量的視頻資源為學(xué)生進(jìn)行展示。再展示反應(yīng)中的化學(xué)鍵變化的視頻，使學(xué)生通過觀看視頻更好地對知識點展開理解。

（四）優(yōu)化課堂教學(xué)

化學(xué)課程的課堂教學(xué)工作中，教師要在簡短的時間內(nèi)向?qū)W生傳遞大量的知識點內(nèi)容，并使學(xué)生對其進(jìn)行有效了解。對于很多抽象和微觀的知識點，通過傳統(tǒng)教學(xué)的方式很難進(jìn)行有效展示，而通過大數(shù)據(jù)的應(yīng)用便可以有效解決這一問題。例如，在講解原子核外電子排布相關(guān)的知識點時，教師便可以利用大數(shù)據(jù)為學(xué)生構(gòu)建三維模型，為學(xué)生直觀地展示電子、中子和質(zhì)子的位置以及電子運(yùn)動的具體方式和排布。例如在講解鈉與氯氣反應(yīng)形成氯化鈉的過程中，教師便可以利用動畫向?qū)W生展示鈉原子如何失去電子變成帶電離子。通過這樣的展示對課堂教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。

四、大數(shù)據(jù)在課后輔導(dǎo)中的教學(xué)應(yīng)用策略概述

大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，能給我們的生活帶來極大的便利，會讓我們的知識層面更加廣闊，甚至能讓知識更顯靈活。因此，大數(shù)據(jù)時代下，化學(xué)知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能在改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的同時，提升網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的效率，最終讓學(xué)生的綜合素養(yǎng)有所提升。

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