信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合的實(shí)踐 ——江西生物科技職業(yè)學(xué)院動(dòng)科系探索提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

　　江西生物科技職業(yè)學(xué)院是隸屬于江西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門，以培養(yǎng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)和鄉(xiāng)村振興所需人才為特色的一所涉農(nóng)高職院校，學(xué)院動(dòng)科系以深化專業(yè)建設(shè)為抓手，持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)教融合、教育信息化、專業(yè)(群)建設(shè)，辦學(xué)過程中服務(wù)“鄉(xiāng)村振興”和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力不斷增強(qiáng)，教育事業(yè)取得長足發(fā)展與重大突破，收獲了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

　　農(nóng)業(yè)職教化學(xué)教學(xué)是學(xué)校的重點(diǎn)基礎(chǔ)教學(xué)課程。為了緊跟時(shí)代步伐，促進(jìn)專業(yè)建設(shè)，動(dòng)科系針對(duì)化學(xué)教學(xué)存在的問題，創(chuàng)新性地將信息技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)，通過“課程整合”和“深度融合”，取得了良好的教學(xué)效果。

　　信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)

　　深度融合的創(chuàng)新點(diǎn)

　　深度融合是由課程整合逐步發(fā)展的新觀念。深度融合源于課程整合，它是課程整合的進(jìn)一步發(fā)展，是更深層次的整合。課程整合注重學(xué)習(xí)資源的建設(shè)，注重實(shí)現(xiàn)教與學(xué)方式的變革;深度融合注重學(xué)習(xí)資源的開放共享應(yīng)用，注重實(shí)現(xiàn)課程及教學(xué)的結(jié)構(gòu)性變革。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

　　1.提出了“宏觀—模型—微觀”等教學(xué)設(shè)計(jì)理念

　　化學(xué)的“符號(hào)”種類繁多，有表示組成的符號(hào)、表示結(jié)構(gòu)的符號(hào)和表示變化的符號(hào)。表示組成的符號(hào)包括元素符號(hào)和化學(xué)式等，表示結(jié)構(gòu)的符號(hào)包括原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子式和結(jié)構(gòu)式等，表示變化的符號(hào)包括化學(xué)方程式、離子方程式和電極反應(yīng)式等。實(shí)驗(yàn)裝置圖廣義上也算是“符號(hào)”。

　　動(dòng)科系以提升學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”等化學(xué)核心素養(yǎng)為目標(biāo)，創(chuàng)新提出了“宏觀—符號(hào)—微觀”和“宏觀—模型—微觀”深度融合教學(xué)設(shè)計(jì)理念，把“符號(hào)”和“模型”作為建構(gòu)“宏觀”和“微觀”的橋梁，幫助學(xué)生形成一定的學(xué)習(xí)方式和策略，引導(dǎo)學(xué)生在原子水平和分子水平上認(rèn)識(shí)物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律，幫助學(xué)生形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念，提高學(xué)生從“微觀—宏觀”結(jié)合的角度分析問題、解決問題的能力。

　　2.開發(fā)了二維和三維教學(xué)模型

　　化學(xué)是通過宏觀現(xiàn)象研究微觀世界的自然科學(xué)。微觀世界中的原子、分子等微粒看不見、摸不著，目前還沒有儀器能夠拍攝到晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)或化學(xué)鍵的成鍵過程。傳統(tǒng)的教學(xué)手段難以使之具體化、形象化，學(xué)習(xí)有很大困難。

　　動(dòng)科系以符號(hào)和模型為研究的創(chuàng)新點(diǎn)和突破點(diǎn)，開發(fā)了二維和三維教學(xué)模型。二維模型指微觀結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫，主要用于電腦、手機(jī)和投影等多媒體設(shè)備;三維模型指微觀結(jié)構(gòu)模型VR軟件，主要用于手機(jī)和VR眼鏡等設(shè)備。二維模型可用Animate等軟件開發(fā)。二維模型包括氯化鈉等微觀結(jié)構(gòu)一系列的二維動(dòng)畫，文件格式是流媒體，可實(shí)現(xiàn)播放、暫停等簡(jiǎn)單交互。三維模型用3DStudioMax、Unity3D等軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)，在手機(jī)中可隨手指隨意360度旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、移動(dòng)等操作，交互效果好。三維模型包括化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)、雜化軌道理論等一系列的沉浸式VR軟件78個(gè)。動(dòng)科系自主開發(fā)的VR軟件獲幾十項(xiàng)國家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)。

　　3.創(chuàng)新了四段式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

　　傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師講解示范、學(xué)生模仿練習(xí)再到獨(dú)立操作的三段式實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。

　　動(dòng)科系創(chuàng)新設(shè)計(jì)了學(xué)生觀看微課—教師講解示范—學(xué)生模仿練習(xí)—學(xué)生獨(dú)立操作四段式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。這四個(gè)階段不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是千變?nèi)f化的非線性關(guān)系。

　　動(dòng)科系的教學(xué)實(shí)踐證明，在教學(xué)過程中加入觀看微課的環(huán)節(jié)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范效果，明顯地提高了學(xué)生的基本操作技能，取得了較為顯著的成效。

　　四段式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)際上依舊是線上線下相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí)，學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)微課是線上學(xué)習(xí)，而課堂上教師講解示范、學(xué)生模仿練習(xí)再到獨(dú)立操作是線下學(xué)習(xí)。

　　信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)

　　深度融合解決的教學(xué)問題

　　1.解決了信息素養(yǎng)滯后的問題

　　信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合需要以信息技術(shù)為手段，首先要提升師生的信息技術(shù)素養(yǎng)，以解決信息素養(yǎng)滯后的問題。學(xué)校選派教師積極參加各種計(jì)算機(jī)培訓(xùn)、信息技術(shù)教學(xué)研討會(huì)，鼓勵(lì)教師自主學(xué)習(xí)信息技術(shù)，使教師保持終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

　　信息技術(shù)基礎(chǔ)課程是落實(shí)立德樹人、提升學(xué)生信息素養(yǎng)的重要抓手，提升學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)是信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的重要任務(wù)。學(xué)校鼓勵(lì)教師自主開發(fā)了各類信息技術(shù)學(xué)習(xí)資源，按材料有紙質(zhì)、光盤、網(wǎng)絡(luò)等載體，按形式有單機(jī)版、網(wǎng)絡(luò)版、微課版、二維碼移動(dòng)版及VR軟件等資源類型，按軟件有WindowsXP、Windows7、Windows10等多種版本。主編并出版了信息技術(shù)類教材10本、光盤3張，建設(shè)了3門信息技術(shù)類精品課程。近年來師生參加各種評(píng)比獲一等獎(jiǎng)32項(xiàng)、二等獎(jiǎng)41項(xiàng)、三等獎(jiǎng)75項(xiàng)。

　　2.解決了學(xué)習(xí)資源匱乏的問題

　　傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源匱乏。信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合的首要任務(wù)就是自主開發(fā)優(yōu)質(zhì)的化學(xué)學(xué)習(xí)資源。信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合，其主體是化學(xué)課程而非信息技術(shù)，沒有化學(xué)知識(shí)，就沒有深度融合的對(duì)象，就沒有深度融合內(nèi)容。深度融合的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)是化學(xué)課程。

　　學(xué)院動(dòng)科系教師參與中職國家規(guī)劃教材《化學(xué)》網(wǎng)絡(luò)課程的研制，建設(shè)了3門省級(jí)化學(xué)精品課程，編寫了信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合的專著以及教材《現(xiàn)代儀器分析》《無機(jī)與分析化學(xué)》《有機(jī)化學(xué)》，發(fā)表了信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)深度融合的文章29篇。教學(xué)改革成果得到學(xué)生、同行、學(xué)會(huì)和教育部門等多方認(rèn)可，先后獲8項(xiàng)教學(xué)成果獎(jiǎng)。

　　學(xué)院動(dòng)科系著力于運(yùn)用多種軟件開發(fā)優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，以解決學(xué)習(xí)資源匱乏的問題，例如：用ACD/ChemSketch、Chemoffice繪制化學(xué)儀器，用Dreamweaver、PHP、SQLServer等架構(gòu)精品課程網(wǎng)站，應(yīng)用3DStudioMax、Unity3D等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)制作VR軟件。

　　3.解決了教學(xué)模式單一的問題

　　傳統(tǒng)的教學(xué)是以教師為中心單一的教學(xué)模式，難于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

　　動(dòng)科系構(gòu)建了以“學(xué)生為主體、資源為載體、教師為主導(dǎo)”的主導(dǎo)—主體教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了線上線下混合式學(xué)習(xí)，改革傳統(tǒng)的教學(xué)組織形式、課堂信息傳遞方式和教學(xué)評(píng)價(jià)方式，解決了教學(xué)模式單一的問題。主導(dǎo)—主體教學(xué)模式既要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知主體作用。與傳統(tǒng)教學(xué)相比發(fā)生了兩個(gè)轉(zhuǎn)變：“以教師為中心”變?yōu)?ldquo;以學(xué)生為中心”，“知識(shí)灌輸”變?yōu)?ldquo;知識(shí)構(gòu)建”，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探索精神。

　　動(dòng)科系砥礪求索25年，邊實(shí)踐、邊反思、邊完善，化學(xué)教學(xué)實(shí)現(xiàn)了教學(xué)方式情境化、學(xué)習(xí)內(nèi)容可視化、教學(xué)模式創(chuàng)新化、學(xué)習(xí)方式自主化、教學(xué)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化、學(xué)習(xí)過程探究化，明顯提高了學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)和運(yùn)用信息技術(shù)建構(gòu)知識(shí)的能力，還提高了教學(xué)質(zhì)量，切實(shí)培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)甚至終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，切實(shí)提升了化學(xué)公共基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)效。

　　(余德潤 曹亞軒 黃解珠)

　　(正文結(jié)束)