交互式學(xué)程包與初中化學(xué)課程融合的實踐研究

徐芝蘭

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在教學(xué)中，越來越強調(diào)信息技術(shù)與課程的深度融合和深度應(yīng)用。因此，教師在進行教學(xué)設(shè)計的時候，應(yīng)思考如何從多個層面將教學(xué)環(huán)節(jié)與信息技術(shù)進行融合。交互式初中化學(xué)學(xué)程包是初中化學(xué)交互式學(xué)件的集合，是由學(xué)科教師和工程師合作開發(fā)完成的，它的應(yīng)用主體是學(xué)生，它的優(yōu)點是將“以教為主”轉(zhuǎn)化為“以學(xué)為主”，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，增強體驗、互動、個別化和數(shù)據(jù)反饋，使過程性學(xué)習(xí)和行為的數(shù)據(jù)得以收集，為調(diào)整教與學(xué)提供了實證依據(jù)。在《構(gòu)成物質(zhì)的微?！芬徽n的教學(xué)中，筆者將傳統(tǒng)教學(xué)方法與交互式初中化學(xué)學(xué)程包融合，在互動學(xué)習(xí)中突破了“微觀世界”與“宏觀世界”的“屏障”，這樣更有利于學(xué)生微粒觀的形成。

設(shè)計思路

《構(gòu)成物質(zhì)的微粒（1）》是上教版九年級化學(xué)第二章第二課時的內(nèi)容，第一章從宏觀角度認識物質(zhì)的變化與性質(zhì)，接下來從微觀角度認識化學(xué)變化的本質(zhì)、質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)等，所以本節(jié)課的內(nèi)容有著承上啟下的關(guān)鍵作用。

本節(jié)課從兩條主線進行教學(xué)設(shè)計。在知識上，以分子、原子的概念以及性質(zhì)、區(qū)別為主線，由概念到性質(zhì)，讓學(xué)生由淺入深地形成微粒觀。在內(nèi)容上，用學(xué)生熟悉的王安石的《梅》作為暗線：①引出問題——學(xué)生初步嘗試用已有經(jīng)驗解釋梅花在墻角獨自開放而在遠處卻能聞到香氣的原因，引起認識上的沖突，激發(fā)對本節(jié)課的學(xué)習(xí)興趣。②啟發(fā)思考——梅花香氣為什么看不見摸不著？香氣為什么會自己來？遠遠聞到氣味，怎么就能知道是梅花而不是百合花？通過這些問題讓學(xué)生體會分子的性質(zhì)在宏觀世界中的體現(xiàn)。③學(xué)以致用——梅花香氣是什么微粒？讓學(xué)生學(xué)以致用，聯(lián)系生活中宏觀世界背后對應(yīng)的微觀概念，形成宏觀和微觀、生活經(jīng)驗和理論知識間的辯證關(guān)系。

“微?！币驗槠涑橄笮?，一直以來都是課堂教學(xué)的重點和難點。傳統(tǒng)教學(xué)中一般采用以下兩種方法來突破教學(xué)難點：一是采用PPT動畫演示，該方法能在一定程度上形象地體現(xiàn)微粒動態(tài)的過程，但其演示程序是固定的，結(jié)果是預(yù)設(shè)好的，學(xué)生只能看，不能參與，是被動的學(xué)習(xí)，另外，PPT的演示是面向全體學(xué)生的，無法在有限的課堂時間內(nèi)根據(jù)每個學(xué)生的掌握情況調(diào)整播放進度。二是采用微粒模型教具進行課堂的微粒構(gòu)建，此方法能讓每個學(xué)生在動手過程中體驗微粒的變化，但微粒模型種類、數(shù)量有限，且受課堂空間和時間的限制，學(xué)生無法充分體驗，也無法體會微粒不斷運動、存在間隙等特點。

綜合以上分析，筆者在傳統(tǒng)的PPT動畫演示、微粒模型教具進行微粒構(gòu)建等方法的基礎(chǔ)上，在知識形成的關(guān)鍵點，讓學(xué)生使用平板電腦，融合交互式學(xué)程包來突破教學(xué)難點。本節(jié)課主要使用“物質(zhì)由微粒構(gòu)成”“微粒模型的搭建”和“酒精與水的混合”三個學(xué)程包，增強學(xué)生的體驗、互動，在互動中將生活中的宏觀世界和背后對應(yīng)的微觀概念聯(lián)系起來。

教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

為了更好地闡述學(xué)程包的內(nèi)容及其在化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用，特選用以下幾個環(huán)節(jié)來說明。

1.教學(xué)環(huán)節(jié)一：構(gòu)成物質(zhì)的微?！肿雍驮樱ㄈ绫?）

分析：通過介紹化學(xué)家對原子和分子的認識過程，學(xué)生意識到物質(zhì)是由許多微小的粒子構(gòu)成的，也體會到對知識的認識要經(jīng)歷一個曲折而漫長的過程，這種學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)了學(xué)生探究、創(chuàng)新、勇于質(zhì)疑的核心素養(yǎng)。

“物質(zhì)由微粒構(gòu)成”學(xué)程包中包含了不同狀態(tài)、不同微粒構(gòu)成的物質(zhì)的動態(tài)微粒模型，如圖1、下頁圖2所示。在此環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以通過平板電腦的交互操作，如放大、拖動、翻轉(zhuǎn)等，將不同物質(zhì)的宏觀呈現(xiàn)與其微觀構(gòu)成聯(lián)系起來，同時也可以比較同一物質(zhì)不同狀態(tài)間微觀結(jié)構(gòu)的區(qū)別，也能體會由不同微粒構(gòu)成的物質(zhì)間的區(qū)別。

2.教學(xué)環(huán)節(jié)二：微粒模型的搭建（如下頁表2）

分析：“微粒模型的搭建”學(xué)程包要求學(xué)生填寫物質(zhì)化學(xué)式后，能根據(jù)化學(xué)式自己動手拖動構(gòu)建微粒的3D模型，學(xué)生構(gòu)建3D模型后，還能通過滑動屏幕達到隨意翻轉(zhuǎn)的效果，如下頁圖3所示。借助學(xué)程包，從化學(xué)式構(gòu)建微粒，從微粒結(jié)構(gòu)書寫化學(xué)式，幫助學(xué)生從微觀的角度理解化學(xué)用語、物質(zhì)性質(zhì)及物質(zhì)變化，通過微粒模型的構(gòu)建和實驗探究，促進微粒觀的初步形成，培養(yǎng)學(xué)生模型認知的化學(xué)核心素養(yǎng)。

3.教學(xué)環(huán)節(jié)三：分子的性質(zhì)（如下頁表3）

分析：實驗探究是化學(xué)教學(xué)中不可替代的一部分，通過課堂實驗、生活例子可以更形象、更生動地幫助學(xué)生理解一些基本概念與基礎(chǔ)知識。本環(huán)節(jié)通過對宏觀實驗現(xiàn)象的觀察（總體積減小），激發(fā)學(xué)生對微觀粒子的思考。

學(xué)生在已有的知識水平上，很難得出微觀粒子的性質(zhì)（粒子間有間隙），而借助現(xiàn)代信息技術(shù)設(shè)備，學(xué)生能同時觀察宏觀的實驗過程和該過程中所對應(yīng)的微觀變化（如下頁圖4）。通過宏觀和微觀的同時變化，能夠更好地從微觀層面上理解宏觀的現(xiàn)象。

圖4的左邊界面是宏觀過程中酒精與水的混合;右邊界面顯示兩種微粒相互進入對方間隙的動態(tài)過程，宏觀和微觀過程同步進行。

4.教學(xué)環(huán)節(jié)四：隨堂小練習(xí)

知識的學(xué)習(xí)是一個能動的反映過程，所以課堂上的講練結(jié)合是非常重要的。在適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)，典型的、有針對性的練習(xí)，可以檢測學(xué)生對重難點的掌握程度，也能培養(yǎng)學(xué)生運用知識去解決問題的良好習(xí)慣。

本節(jié)課中，教師使用平板電腦發(fā)布隨堂小練習(xí)，通過它的實時批改、反饋的功能，全面采集學(xué)習(xí)行為和結(jié)果數(shù)據(jù)。基于數(shù)據(jù)，教師可以了解學(xué)生的答題進度、正誤情況等，有針對性地對薄弱環(huán)節(jié)進行加強，方便之后的教學(xué)策略調(diào)整。學(xué)生可以查看每道題的解析，課后也能從自己的錯題庫中再次查看、復(fù)習(xí)，達到自主學(xué)習(xí)的效果。

教學(xué)反思

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生認識了物質(zhì)的微粒性，能用微粒的觀點解釋生活中常見的現(xiàn)象，初步形成微粒觀。通過“物質(zhì)由微粒構(gòu)成”學(xué)程包，學(xué)生建立了分子和原子的概念，體驗了微觀世界與宏觀世界的普遍聯(lián)系;通過在“微粒模型的搭建”學(xué)程包中，構(gòu)建幾種常見分子的球棍模型，得出分子、原子之間的關(guān)系，也將抽象、生澀的微粒微觀結(jié)構(gòu)與宏觀化學(xué)用語聯(lián)系起來。教師將初中化學(xué)學(xué)程包融合到傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，帶領(lǐng)學(xué)生突破了由宏觀世界走向微觀世界的“屏障”，為之后定量認識化學(xué)變化、質(zhì)量守恒定律的實質(zhì)提供了直觀的理論依據(jù)。本節(jié)課通過平板布置練習(xí)，及時收集學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的大數(shù)據(jù)，有利于教師后期教學(xué)策略的調(diào)整。比較遺憾的是，實際教學(xué)場景復(fù)雜，學(xué)程包這個新技術(shù)與傳統(tǒng)課堂的融合目前依然處于嘗試狀態(tài)，其與PPT等其他教學(xué)資源的銜接還有進步的空間。

展望

學(xué)程包是學(xué)生與書本知識之間生動有趣的對話包，目前它除了具有本節(jié)課使用的幾種功能外，還有題庫、化學(xué)實驗?zāi)M等功能，可以自動推送、收集反饋、批改評價，做到了基于數(shù)據(jù)的個性化的教與學(xué)。在學(xué)生思維的“岔路口”，思想借助于技術(shù)的力量，可以發(fā)揮無比強大的功能，這就是學(xué)程包的魅力所在。