信息技術(shù)與高中化學(xué)深度整合的探索*

◎福建省閩侯縣第三中學(xué) 汪錦龍

信息技術(shù)與高中化學(xué)深度整合的探索*

◎福建省閩侯縣第三中學(xué) 汪錦龍

日益發(fā)展的信息技術(shù)，以其多樣的表現(xiàn)形式、強(qiáng)大的交互功能為課堂教學(xué)提供了新動力、新視角。結(jié)合實(shí)踐案例探索如何實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與高中化學(xué)的深度整合，探討了如何在課堂教學(xué)中適時(shí)恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用動畫技術(shù)、電子終端、教學(xué)微視頻，最大限度地優(yōu)化課堂教學(xué)，營造快樂高效的化學(xué)課堂，發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。

信息技術(shù)；化學(xué)；深度整合

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)廣泛地應(yīng)用在課堂教學(xué)中，信息技術(shù)與化學(xué)教學(xué)的整合日趨成熟，正不斷影響著教師的教與學(xué)，為化學(xué)課堂引入了鮮活的生命力，進(jìn)一步提升了學(xué)生的主體地位，真正落實(shí)了“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)模式，對提升教與學(xué)的效率提供了有利的保障。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐對信息技術(shù)與高中化學(xué)深度整合進(jìn)行了深入探索。

一、利用動畫技術(shù)創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)的氛圍

動畫最大的特點(diǎn)是可以形象、生動地把化學(xué)知識展現(xiàn)給學(xué)生，把動畫技術(shù)與高中化學(xué)進(jìn)行整合可以化靜態(tài)為動態(tài)，變枯燥為趣味，化抽象為形象，活躍了課堂氛圍，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)到化學(xué)知識。如《乙烯》教學(xué)中，筆者在不同探究學(xué)習(xí)階段多次使用動畫，收到了立竿見影的效果。

1.引發(fā)探究階段

學(xué)生在初中對有機(jī)物常識有了初步了解，而對乙烯的認(rèn)識卻是空白的。如何讓學(xué)生認(rèn)識并進(jìn)入乙烯探究學(xué)習(xí)，教學(xué)中以“神奇的物質(zhì)——乙烯”為情景引入新課，展示了水果被催熟的Flash動畫：畫面上展現(xiàn)了一只萌態(tài)十足、直立行走的小狗，將盛在噴水壺中的乙烯利，噴向一堆青澀、未成熟的香蕉，香蕉慢慢變黃。這種趣味的故事動畫，因卡通狗的可愛、香蕉顏色的漸變過程呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生的興趣瞬間迸發(fā)，讓學(xué)生深刻感受到學(xué)習(xí)化學(xué)的輕松感與趣味性，消除了學(xué)生對乙烯的陌生感，播完動畫后，教師追問：“乙烯利是什么，香蕉為什么變黃？”，提煉出動畫的精髓，激發(fā)了學(xué)生探究乙烯的欲望，為主動探究乙烯性質(zhì)打下良好的基礎(chǔ)。

2.深入探究階段

乙烯這節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容是乙烯分子結(jié)構(gòu)和乙烯加成反應(yīng)，由于高一學(xué)生對分子的空間結(jié)構(gòu)理解能力有限，對乙烯分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和乙烯加成反應(yīng)原理的探究存在一定困難，使得這部分內(nèi)容成為本節(jié)探究學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。難點(diǎn)的突破，僅憑語言的講解很難使所有學(xué)生都能很快掌握。為此，筆者制作了把乙烯微觀結(jié)構(gòu)直觀展現(xiàn)出來的動畫，在學(xué)生面前呈現(xiàn)了極具立體感、夢幻般的乙烯分子模型，學(xué)生只要輕輕移動鼠標(biāo)，它就會靈活翻轉(zhuǎn)，可從多角度欣賞乙烯分子，吸引了全部學(xué)生的注意力，在潛移默化中學(xué)生掌握了乙烯分子結(jié)構(gòu)。接下來的加成反應(yīng)探究過程中，為了直觀感受“乙烯碳碳雙鍵中的一個(gè)鍵不牢固，易斷裂?！?，利用Flash動畫展示乙烯和溴動感十足的加成反應(yīng)過程，形象地演示了反應(yīng)中化學(xué)鍵的變化，使學(xué)生輕松領(lǐng)悟加成反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，解決本節(jié)探究學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.升華探究階段

通過實(shí)驗(yàn)、動畫探究，學(xué)生有了加成反應(yīng)的初步認(rèn)識。如何使學(xué)生深入掌握加成反應(yīng)，筆者設(shè)計(jì)了乙烯加成聚合反應(yīng)的動畫：展示一群雙手抱胸、站成一排的卡通娃娃（即乙烯分子），各自的雙臂緩緩張開，牽住相鄰的兩個(gè)娃娃的手，形成長鏈，之后進(jìn)行聚合反應(yīng)的動畫過程的展示。這些通俗易懂的動畫，促進(jìn)了學(xué)生對加成反應(yīng)知識的理解和運(yùn)用，加深并輕而易舉地突破了難點(diǎn)和強(qiáng)化了重點(diǎn)，使學(xué)生對乙烯結(jié)構(gòu)的認(rèn)識達(dá)到一個(gè)更高水平，進(jìn)一步開發(fā)了學(xué)生的空間想象能力，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)有機(jī)知識奠定更為扎實(shí)的基礎(chǔ)。

在探究引發(fā)、深入、升華階段適時(shí)適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)動畫會給教學(xué)帶來意想不到的效果，實(shí)現(xiàn)抽象概念、理論、反應(yīng)機(jī)理等化學(xué)知識的形象化，微觀結(jié)構(gòu)和微觀粒子的運(yùn)動過程的直觀化，契合學(xué)生的思維發(fā)展，改善學(xué)生的探究學(xué)習(xí)氛圍，提高教學(xué)效果。

二、依托電子終端搭建合作學(xué)習(xí)的平臺

步入信息化社會的今天，電子終端（指電子白板、智能手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)教室等）在教學(xué)中的不斷推廣與應(yīng)用，正不斷推進(jìn)教與學(xué)方式變革。通過無線網(wǎng)絡(luò)，智能移動終端（如幾乎人手一部、便于攜帶的智能手機(jī)）與課堂教學(xué)的有機(jī)整合，就可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地隨心上網(wǎng)學(xué)習(xí)及便捷的多向溝通與合作；交互式電子白板整合了傳統(tǒng)黑板的互動性及多媒體教學(xué)的豐富性的優(yōu)勢，具有可以隨意書寫、畫圖、批注、搶答、隨機(jī)提問、多方位展示、隨時(shí)保存等功能，學(xué)生之間通過回答、討論、探究、評價(jià)等多種形式可以實(shí)現(xiàn)多邊交流與高效的合作學(xué)習(xí)，筆者認(rèn)為依托電子終端搭建合作學(xué)習(xí)的平臺的條件逐步走向成熟，并進(jìn)行了嘗試。

在“測定純堿樣品（含少量氯化鈉）中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)中，討論通過測定二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量來計(jì)算出碳酸鈉質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，在白板上展示如圖1所示但未連接的實(shí)驗(yàn)裝置圖，各小組經(jīng)過討論，由一名代表上臺借助白板的拖曳功能在白板上選擇、組裝實(shí)驗(yàn)裝置圖，并在圖上寫出選用的試劑，采用白板回放的功能將各個(gè)小組的討論做一個(gè)展示，師生共同參與評價(jià)、完善實(shí)驗(yàn)方案。這個(gè)過程既減少學(xué)生繪裝置圖的時(shí)間又能直觀、動態(tài)地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置圖的連接過程和人機(jī)互動。在討論“A處通空氣的目的”時(shí)，筆者讓前后座的4名學(xué)生形成一個(gè)討論小組，各小組準(zhǔn)備好手機(jī)，課前要求將手機(jī)切換到飛行模式，進(jìn)入班級QQ群，一會兒五花八門的答案在群聊界面上顯現(xiàn)。

圖1實(shí)驗(yàn)裝置圖

教師通過多媒體設(shè)備，將各組學(xué)生的觀點(diǎn)投影到屏幕上，組內(nèi)、組間交流討論，教師針對學(xué)生難理解、需拓展的答案，多方位引導(dǎo)與分析。如學(xué)生提到要排出裝置中的氣體，教師肯定了這部分學(xué)生的想法，提出：“排何種氣體，排何處氣體，何時(shí)排，為什么要排，怎么排”，又引導(dǎo)：“測定前先把系統(tǒng)中空氣里的二氧化碳排走，但也不能排到裝置B，如何改進(jìn)？”，界面上又出現(xiàn)新的變化，甚至還有直接拍照上傳的改進(jìn)裝置草圖。課后，筆者將討論內(nèi)容及教師評價(jià)內(nèi)容整理后上傳至空間，便于課后反思、部分學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固。

電子終端所創(chuàng)設(shè)的民主、平等和內(nèi)容可見的對話交流平臺，引發(fā)學(xué)生積極主動的交流、溝通和合作。所有解決問題的思路和方法在這里得到展示與啟迪，不同思維方式經(jīng)過交流得到修正與提升，實(shí)現(xiàn)了不同學(xué)生對同一個(gè)問題的知識交融升華，促進(jìn)了學(xué)生對知識的深入理解和交流，實(shí)現(xiàn)師生之間、生生之間互動、共建、共享的合作學(xué)習(xí)，也為教師留下了更多、更新穎、更有價(jià)值的教學(xué)資源。

三、借助教學(xué)微視頻打造自主學(xué)習(xí)的空間

教學(xué)微視頻可以認(rèn)為是聚焦某個(gè)知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)（如學(xué)習(xí)活動、實(shí)驗(yàn)等）而制作的短而精的視頻資源。通過教師指引，結(jié)合自主學(xué)習(xí)任務(wù)單（任務(wù)單可以含學(xué)習(xí)指南、學(xué)習(xí)任務(wù)、困惑與建議等），學(xué)生在課前利用教學(xué)微視頻等資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識，課中師生進(jìn)行互動交流、答疑解惑和歸納拓展，在自主的環(huán)境下高效地完成知識的建構(gòu)。

在高二化學(xué)《金屬的腐蝕與防護(hù)》教學(xué)中，筆者利用鋼鐵的腐蝕家庭小實(shí)驗(yàn)的微視頻進(jìn)行教學(xué)，錄制的微視頻中，首先展示實(shí)驗(yàn)用品：畫面上展示出4支針筒注射器、4根無銹鐵釘、4個(gè)中性筆筆芯橡膠帽（用于封住注射器小口）、3個(gè)一次性紙杯、白醋、食鹽、花生油。其次，演示實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程：在標(biāo)有食鹽水的紙杯中加入少量食鹽，加水溶解配成食鹽水，同樣配制稀醋酸溶液；在標(biāo)有植物油的紙杯中加入花生油。隨后演示操作步驟：將4根無銹鐵釘分別裝入貼有稀醋酸、食鹽、植物油、干燥標(biāo)簽的針筒注射器中，3支注射器分別抽取標(biāo)簽上所注明的溶液，食鹽水、稀醋酸的液面浸到鐵釘?shù)囊话敫叨龋{(diào)整注射器的活塞至其上端位置處于15mL刻度線處，標(biāo)有植物油的注射器先抽取食鹽水至鐵釘高度，再抽取植物油覆蓋在上方，封住注射器口，將4支注射器靜置。然后展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：第1天，浸在醋酸中的鐵釘表面生成少量氣泡，活塞位置由15mL移至15.5mL；第2天，浸在食鹽水中的鐵釘表面出現(xiàn)紅色鐵銹，活塞位置由15mL移至14.9mL；第3天，取出4支針筒內(nèi)鐵釘，清洗后觀察鐵釘?shù)纳P情況（浸在稀醋酸和食鹽水中的鐵釘都生銹，且位置都集中在鐵釘?shù)囊话敫叨龋?。最后，視頻分析了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的概念及原理，并結(jié)合圖片介紹鋼鐵的防銹意義及常見的防護(hù)方法。

課前還設(shè)計(jì)自主學(xué)習(xí)任務(wù)單：結(jié)合微視頻，個(gè)人或小組嘗試鋼鐵的腐蝕家庭小實(shí)驗(yàn)，完成進(jìn)階練習(xí)，知道金屬腐蝕的類型及吸氧腐蝕與析氫腐蝕原理，認(rèn)識防止金屬腐蝕的重要意義及金屬防護(hù)的常用方法。

筆者提前一周將上述微視頻上傳到班級QQ群，將學(xué)習(xí)任務(wù)單、進(jìn)階練習(xí)印發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生利用周末時(shí)間完成家庭小實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)鋼鐵的腐蝕，完成相關(guān)練習(xí)，科代表收集任務(wù)單后交教師匯總統(tǒng)計(jì)。課堂上，學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)成果，共同觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行交流，然后通過組內(nèi)答疑、組間答疑、教師答疑，初步實(shí)現(xiàn)對知識點(diǎn)的掌握。各小組就自己對知識的理解進(jìn)行匯報(bào)，教師結(jié)合從學(xué)生那收集到的一些信息，分析出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況和存在的問題，對只有20%的學(xué)生掌握的難點(diǎn)及重要知識進(jìn)行重點(diǎn)講解和適當(dāng)?shù)难由焱卣共Ρ竟?jié)知識進(jìn)行歸納總結(jié)。

微視頻的使用，課前可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)功能，課中還可解決使用傳統(tǒng)教學(xué)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、無法展示教學(xué)內(nèi)容的問題，課后幫助學(xué)生梳理知識、復(fù)習(xí)鞏固。在學(xué)什么、怎么學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)單指引下，通過微視頻的分析講解、啟發(fā)探究，學(xué)生能做到獨(dú)立自主學(xué)習(xí)，課堂成為學(xué)生展示、活動的陣地，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)了學(xué)生的主體意識，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。

（責(zé)任編輯：張賢金）

*本文系福州市教育科學(xué)研究“十二五”規(guī)劃課題“農(nóng)村中學(xué)信息技術(shù)與學(xué)科整合的深度研究”（課題編號：FZ2014ZX065）成果。