iPad讓化學課堂更精彩

程亞敏 王濤 楊松林 陳剛

關鍵詞：iPad;iTunes U;iBooks Author;實驗可視化;混合式學習;交互式電子書

自2015年以來，在校長蔡建東教授、梁林梅教授及其博士、碩士團隊的引領下，河南大學附屬中學開展了信息化教學改革，其中筆者嘗試了基于iPad的高中化學信息技術創(chuàng)新教學，至今已2年有余。

一、教學環(huán)境設施建設

為了開展相關教學改革，學校網絡資源與信息中心先后新建、改建了校園網絡，建立起依托于河南大學網絡中心的硬件及軟件資源，每問教室均開通有線、無線網絡，多媒體投影儀，均能無縫訪問校園網、河南大學圖書館、中國知網等相關資源網站。

其中，筆者授課的2個班級實現(xiàn)了每生一臺iPad，安裝了能夠支持60臺iPad設備同時連接的無線路由器，以及能夠實現(xiàn)無線同屏傳送的Apple TV和80英寸希沃液晶白板（見圖1）。

二、課程建設

筆者以實驗可視化為切入點，開展了三個方面的教學研究與設計：第一，基于iPad的實驗可視化設計;第二，基于免費平臺iTunes u的混合式學習課程資源建設;第三，利用iBooks Author制作交互式電子教材開展初高中銜接教學。

1.基于iPad的實驗可視化設計

2012年以來，筆者開展了一系列高中化學隨堂分組實驗的省級課題研究。隨著幾屆學生的使用，筆者發(fā)現(xiàn)了不少問題，見表1。

筆者在實驗教學過程中，指導學生利用iPad平板記錄實驗過程與細節(jié)，實現(xiàn)了實驗過程影像化（見圖2），解決實驗過程中觀察不到位、遺漏重點現(xiàn)象、忽略對實驗過程的探索的有關問題。

同時，利用iPad自帶的AirDrop功能，可以與投影儀、電腦間“無線同屏傳送”，實現(xiàn)課堂上各個小組間的資源互動分享，解決交流時的言不達意。

目前，已有的20個隨堂分組實驗方案均可以引入實驗可視化角度的創(chuàng)新設計。

2.基于免費平臺iTunes U的混合式學習課程資源建設

隨著學生對iPad中教學App的逐步熟悉，筆者在教學中嘗試引入了融合了翻轉課堂、在線學習的混合式教學模式，以免費課程平臺iTunes U為載體，為學生分類提供在線、或可下載至iPad的課程資源，提供在線討論交流平臺，提供在線習題反饋，提供線下交流、實驗的環(huán)境與場地，以一周、二周或數(shù)周為學習周期，突破教室空間、地點和時間的限制。

目前，筆者已完成10個知識板塊的課程資源設計，累計授課學時達20周，覆蓋2個教學班、120名學生（見圖3）。

（1）梳理知識邏輯脈絡，分類提供在線或可下載的課程資源

無論對教師、學生來說，這種學習方式都是全新的，尤其是學生很不適應教師突然不再說那么多話，幾乎需要自己去探索所有內容的學習方式，如何才能將教師的設計顯像化，對學生起到引導作用？

筆者利用iTunes U的“大綱”條目，細化知識內容模塊，提供思維導圖，呈現(xiàn)知識脈絡，增強指導效果;提供可下載的多角度的課程資源，微課、課件、閱讀資料，豐富學生獲取知識的廣度（見圖4）。

（2）設置在線討論與交流，增加師生、生生互動

筆者利用iTunes U平臺上的“討論”條目，提出疑點和難點問題，豐富學生獲取知識的深度;學生也可以登錄在線平臺提出問題，教師和學生均可予以解答，見圖5。通過實時在線反饋，增加了師生、生生交流的頻率和深度，突破教室空間、地點和時間的限制。

（3）以“周”為學習周期，知識模塊化、單元化

設計成以“周”為學習周期的原因有2點，第一，新的學習方式對學生和教師而言，都是一個需要慢慢適應的過程，一課時一課時會顯得過于急促，不利于學生去體會過程。

第二，是否可以在設計中提升學生學習的自主性和主動性，嘗試從自己擅長的一面切入，比如更擅長閱讀，從多種教學案人手;更擅長實驗，嘗試從分組活動人手去建立直觀認知;不拘泥于按照教師給出的知識順序，但最終要引導學生整理出本模塊的知識脈絡，去印證知識大綱呈現(xiàn)的框架結構。

以上考慮，都需要有時間的保證，因此筆者將模塊的學習時長進行了合并，嘗試整合知識模塊，希望更好地融合課前預習、在線答疑、課堂交流、隨堂實驗、作業(yè)整理等教學內容和環(huán)節(jié)，打破課時局限，以“一周”、“二周”甚至“多周”為學習時長，知識模塊化、單元化，引導學生通過在線預習，交流討論，嘗試完成有關作業(yè)，發(fā)現(xiàn)問題，再去交流討論，尋找解決辦法，最終掌握相關知識。

3.利用iBooks Author制作交互式電子教材，探索校本化的教學設計

2018年4月，筆者利用蘋果電腦中的免費電子書軟件iBooks Author制作了可以在iPad上使用的初高中化學銜接教材《水的探索之旅》（見圖5）。主要涉及2個方面的設計，嘗試多元化的知識呈現(xiàn)方式，引入了微課程視頻、動態(tài)圖片、交互圖片、多幅圖片的畫廊、拓展知識鏈接等多種方式（見圖6）;提供豐富多樣的學習和實踐活動，增加分組活動、實踐活動的頻次（見圖7、圖8）。

三、結語

本成果從高中化學的實驗教學切入，利用iPad等移動終端，結合學生更感興趣的小視頻制作，提升學生和教師參與的熱情，著重培養(yǎng)學生科學創(chuàng)新意識與探究能力。

同時，注重實際效果和應用，以點帶面，在學生逐漸熟悉基于平板的實驗可視化的操作后，開展基于iTunes U的半開放性混合式學習，逐步融合自主預習、線上交流討論、線下課堂深化理解重點內容等方式，并提供更多線上閱讀資源，豐富學生知識的廣度和深度。