初中化學(xué)引入iPad新技術(shù)的高效課堂案例

方詣

摘要：基于蘋果公司與我校合作的“移動學(xué)習(xí)”教學(xué)開放日的活動機(jī)會，作者開設(shè)了一堂使用iPad：t～；.的初三化學(xué)公開課，本節(jié)課師生共同使用了Atoms In Motion Student Ed.、Molecules bv Theodore Gray、“神奇的化學(xué)元素：抽認(rèn)卡”、Trendy Chem等多

iPad化學(xué)專業(yè)App，更加有效地幫助學(xué)生突破了對微觀世界理解的困難，化抽象為直觀，化枯燥為生動。讓學(xué)生從微觀和宏觀不同的角度審視物質(zhì)的組成、構(gòu)成、狀態(tài)、體積與質(zhì)量，學(xué)會用化學(xué)的視角看世界。

關(guān)鍵詞：移動學(xué)習(xí)；iPad技術(shù)；高效化學(xué)課堂；初中化學(xué)數(shù)字化

[案例背景]

隨著平板電腦、電子書包、移動學(xué)習(xí)等教育新技術(shù)的出現(xiàn)，電子設(shè)備的推陳出新以及網(wǎng)絡(luò)通訊水平的迅猛發(fā)展，使數(shù)字化學(xué)習(xí)引起了人們越來越多的關(guān)注，一輪新的信息技術(shù)又開始勢不可擋地進(jìn)入教學(xué)領(lǐng)域。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的年代，教育信息化成為應(yīng)時代趨勢的一種普遍走向，這些新技術(shù)的發(fā)展，為教學(xué)新模式的誕生帶來了新的思路?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中提到：“要加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加快終端設(shè)施普及”。隨著教育信息化試點的實行，越來越多學(xué)校在實踐中探索iPad在教學(xué)中的應(yīng)用，iPad憑借其便捷性和豐富性在課堂教學(xué)中漸成流行之勢。手持移動設(shè)備尤其是iPad對教育實踐的影響以及怎樣把iPad有效地引入到課堂教學(xué)中，一直是教育研究和教育實踐領(lǐng)域的熱點問題之一。

目前，將iPad具體應(yīng)用到中小學(xué)課程中仍處于初步探索階段，教育專家正在積極探索如何把iPad整合到中小學(xué)中，使它以更合理的方式應(yīng)用到課堂中。但是對比于其他的學(xué)科，數(shù)字化技術(shù)在初中化學(xué)中的運用相對較少，這可能是因為化學(xué)學(xué)科從初三才開始學(xué)，直接面對中考升學(xué)壓力的緣故。在2016年12月，蘋果公司與我校合作組織了一次“基礎(chǔ)教育階段移動學(xué)習(xí)開放日”活動，希望各學(xué)科開一節(jié)iPad數(shù)字化公開課，這對于任教初三化學(xué)的我是一個難得的思考數(shù)字化新技術(shù)在初中化學(xué)中如何利用的寶貴機(jī)會。本文以這次數(shù)字化公開課為契機(jī)，提供了一個在初中課題運用iPad教學(xué)的課堂實際案例。

[案例描述]

本節(jié)課的課題是“用化學(xué)之眼看世界：分子和原子”。教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：

1.知識與技能：掌握物質(zhì)的宏觀組成和微觀構(gòu)成，能從微觀視角分析物質(zhì)的體積和質(zhì)量，了解化學(xué)變化的微觀本質(zhì)。

2.過程與方法：透過iPad軟件模擬讓學(xué)生體驗看不見摸不著但實際存在的微觀世界。

3.情感態(tài)度價值觀：培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)思維。體會從化學(xué)視角看世界。

重點設(shè)定為：微粒的性質(zhì)、化學(xué)變化的本質(zhì)；難點設(shè)定為：微觀視角分析物質(zhì)的體積和質(zhì)量、物質(zhì)三態(tài)變化的微觀實質(zhì)。

本節(jié)課主要分為四個教學(xué)模塊進(jìn)行教學(xué)：物質(zhì)的組成，物質(zhì)的構(gòu)成，物質(zhì)的體積，物質(zhì)的質(zhì)量。

在課前準(zhǔn)備工作中，學(xué)生通過軟件App“神奇的化學(xué)元素：抽認(rèn)卡”熟悉化學(xué)元素的名稱符號和在生活中的用途。而教師需要：1。發(fā)布課前學(xué)習(xí)和課堂練習(xí)需要的App“神奇的化學(xué)元素：抽認(rèn)卡”和“Trendy Chem”。2.通過App軟件“Molecules by Theodore Gray”構(gòu)建教學(xué)需要的分子模型。3.通過App軟件“Atoms In Motion Student Ed.”構(gòu)建物質(zhì)熱脹冷縮的微觀模型。

本節(jié)公開課通過iPad播放法蘭琳卡“我們恨化學(xué)”廣告和北大教授狀告央視“我們恨化學(xué)”廣告“反科學(xué)”的新聞來引入，銜接“這是一瓶不含任何化學(xué)物質(zhì)的純凈蒸餾水嗎”命題，從而通過學(xué)生說出物質(zhì)都是由化學(xué)元素組成的，教師繼而以蒸餾水、鐵釘、食鹽等物質(zhì)的構(gòu)成微粒引導(dǎo)學(xué)生回憶物質(zhì)的構(gòu)成。

在復(fù)習(xí)了微粒的性質(zhì)之后拋出了一個話題：分子和原子之間的關(guān)系？使用App軟件Molecules by Theodore Gray模擬分子結(jié)構(gòu)模型展示給學(xué)生看（筆者在課堂上挑選了甲烷、乙醇等學(xué)生在初中階段的常見物質(zhì)為模型），該App軟件不僅可以3D立體的展示分子是由原子構(gòu)成的，而且可以通過手指在iPad屏幕上的滑動改變模型所在體系的溫度，通過Molecules by Theodore Gray學(xué)生不僅可以即時看到分子運動速率隨著溫度的升高而加快，而且可以看到隨著溫度的升高，分子內(nèi)部的構(gòu)成原子自身的振動頻率也加快，這樣一來，就很好地突破了學(xué)生們?nèi)菀状嬖诘囊粋€誤區(qū)：分子隨溫度變化不斷運動，原子固定在分子內(nèi)部不會運動。

在復(fù)習(xí)了粒子的形成之后，討論了從微觀角度看物質(zhì)的體積受哪些因素影響（粒子數(shù)目、粒子體積、粒子間隔）。隨后拋出了一個話題：熱脹冷縮的本質(zhì)是什么？什么決定了物質(zhì)狀態(tài)？使用App軟件“Atoms In Motion Student Ed.”（該軟件的學(xué)生版是免費的）模擬微觀粒子在不同溫度下運動速率以及間隔的變化，通過該軟件的展示引導(dǎo)學(xué)生得到小結(jié)：粒子間隔決定物質(zhì)的狀態(tài)；熱脹冷縮改變的是粒子間隔。

接下來從宏觀和微觀角度分析物理變化和化學(xué)變化，復(fù)習(xí)了一些重要結(jié)論：分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子；原子是化學(xué)變化中最小的粒子；在化學(xué)變化中，分子可以分為原子，原子又可以組合成新的分子。

最后一個教學(xué)模塊是討論物質(zhì)的質(zhì)量，教師數(shù)形結(jié)合地引導(dǎo)學(xué)生討論了一些質(zhì)量關(guān)系：物質(zhì)的質(zhì)量=構(gòu)成它的所有分子質(zhì)量之和=構(gòu)成這些分子的所有原子質(zhì)量之和；分子的質(zhì)量=構(gòu)成它的所有原子質(zhì)量之和；相對分子質(zhì)量=構(gòu)成該分子的所有原子的相對質(zhì)量之和；相對原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。讓學(xué)生們在自己的iPad用提前下載好的App軟件Trendy Chem自主練習(xí)進(jìn)行質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)、中子數(shù)的計算，從而加深記憶。（該軟件是英文的，計算只是其中的一個功能，如何操作需要教師給學(xué)生講解）

課堂的結(jié)尾，讓學(xué)生在自己的iPad通過用App軟件SimpleMind+就本節(jié)課所復(fù)習(xí)內(nèi)容合作討論制作思維導(dǎo)圖。

[教學(xué)反思]

這是一堂充分體現(xiàn)信息教育技術(shù)與課堂教學(xué)相結(jié)合的課，拿著iPad上課的學(xué)生們興趣也格外高漲，讓原本非常抽象的教學(xué)內(nèi)容變得生動有趣。用iPad軟件動態(tài)模擬的化學(xué)變化的微觀過程“分子分為原子，原子重新組合成新分子。”以及“溫度升高降低只改變微粒的運動速率和間隔，而微粒的本身體積是不變的。”生動直觀地揭示了化學(xué)變化的微觀實質(zhì)是原子的拆分重組以及熱脹冷縮的本質(zhì)原因是間隔的改變而粒子本身的體積不會變化，還幫助學(xué)生克服了“分子中的原子不再運動”的誤區(qū)。通過iPM軟件模擬，可以直觀地看到分子內(nèi)部的原子隨著溫度的變化不斷振動，且溫度越高振動越劇烈。本節(jié)課更加有效地幫助學(xué)生突破了對微觀世界理解的困難，化抽象為直觀，化枯燥為生動。通過Atoms In Motion Student Ed.、Molecules by Theodore Gray、“神奇的化學(xué)元素：抽認(rèn)卡”、Trendy Chem等iPad專業(yè)化學(xué)App軟件幫助學(xué)生從微觀和宏觀不同的角度審視物質(zhì)的組成、構(gòu)成、狀態(tài)、體積與質(zhì)量，學(xué)會用化學(xué)的視角看世界。

不可否認(rèn)，iPad進(jìn)入課堂仍被視為是一把雙刃劍，不能認(rèn)為有了iPad就可以拋棄原有的傳統(tǒng)教學(xué)模式。筆者認(rèn)為，面對任何教育新技術(shù)，應(yīng)以開放的心態(tài)去接納，教育的變革需要技術(shù)的革新，iPad引入教學(xué)的探索意義在于利用一切可以利用的資源，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。筆者會繼續(xù)關(guān)注數(shù)字化技術(shù)在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用情況，并努力將其中的建議在實踐中加以落實并檢驗其可行性，希望能為初中化學(xué)數(shù)字化課程建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量，不斷推進(jìn)初中化學(xué)教育現(xiàn)代化的進(jìn)程。在數(shù)字化教育新技術(shù)全面發(fā)展的今天，利用數(shù)字化技術(shù)提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量已成為現(xiàn)實，相信隨著新課程改革的逐漸深入，化學(xué)教育信息化實踐的不斷開展，數(shù)字化教育新技術(shù)一定會在初中化學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)中得到更廣泛的應(yīng)用，收獲更好的效果。