基于融合信息技術(shù)有效落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

邱靜

摘 要：學(xué)科核心素養(yǎng)引領(lǐng)下信息技術(shù)與化學(xué)課堂的有效融合已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，要求化學(xué)教師有效利用多媒體技術(shù)，發(fā)揮信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提高教學(xué)效率。本文結(jié)合教學(xué)案例，針對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)引領(lǐng)下信息技術(shù)與化學(xué)課堂教學(xué)融合的相關(guān)問(wèn)題提出了相應(yīng)的分析，以期為有關(guān)教研人員帶來(lái)借鑒與參考，提高化學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：融合信息技術(shù);學(xué)科核心素養(yǎng);化學(xué)教學(xué)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）提出：化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)，是學(xué)生終生學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。在教學(xué)中培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)不僅是良好課堂教學(xué)效果的需要，對(duì)學(xué)生的方法論、價(jià)值觀等形成也有重要意義。信息技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了課堂教學(xué)手段多元化，在教學(xué)中恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用信息技術(shù)[，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)指向?qū)W科核心素養(yǎng)養(yǎng)成，讓課堂更加開(kāi)放，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更主動(dòng)[1]，從“老師教什么”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙鉀Q什么問(wèn)題”、“如何解決”，同時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式多元化，最終在學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中，提煉出以任務(wù)驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題探究、項(xiàng)目合作為基本模塊的結(jié)構(gòu)流程及其變式。

本文以必修二《苯的結(jié)構(gòu)》（蘇教版）教學(xué)為例，初探信息技術(shù)的融合，對(duì)課堂學(xué)習(xí)的推進(jìn)和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí);通過(guò)化學(xué)史創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，利用探究活動(dòng)，促進(jìn)證據(jù)推理與模型建立的認(rèn)知關(guān)系的形成。

一、教學(xué)過(guò)程

1.通過(guò)互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，布置課前預(yù)習(xí)

利用剪輯師軟件剪輯視頻《苯的發(fā)現(xiàn)史》，課前發(fā)布在互動(dòng)學(xué)習(xí)UMU平臺(tái)上，并布置預(yù)習(xí)作業(yè)。預(yù)習(xí)作業(yè)分成兩部分：1、通過(guò)觀看視頻，完成分層次個(gè)性化作業(yè)（主要涉及視頻中的苯的發(fā)現(xiàn)史及苯的部分性質(zhì)）;2、根據(jù)碳的成鍵特點(diǎn)寫(xiě)出分子式符合C6H6結(jié)構(gòu)式。課前教師通過(guò)對(duì)學(xué)生提交的預(yù)習(xí)作業(yè)，進(jìn)一步了解學(xué)情，并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，調(diào)整備課，為課堂教學(xué)做好更充分的準(zhǔn)備。

2.利用多元化信息技術(shù)，推進(jìn)課堂學(xué)習(xí)

2.1創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，設(shè)計(jì)探究活動(dòng)

以苯的發(fā)現(xiàn)歷史為主線，通過(guò)角色扮演并以科學(xué)家陳述的形式，展現(xiàn)科學(xué)家對(duì)苯的認(rèn)識(shí)過(guò)程[2]。根據(jù)科學(xué)家熱拉爾測(cè)定苯的元素組成、相對(duì)密度、燃燒產(chǎn)物等陳述，提出問(wèn)題“如何確定苯的分子式？”圍繞該問(wèn)題，學(xué)生以小組為單位討論并確定苯的分子組成，并利用手機(jī)拍照、seewo助手的投屏功能交流展示，同時(shí)通過(guò)seewo白板里的思維導(dǎo)圖功能，在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上完善苯的發(fā)現(xiàn)史：苯的發(fā)現(xiàn)→苯分子式的確定→苯的結(jié)構(gòu)式……，通過(guò)燃燒實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀感受苯的物理性質(zhì)和燃燒現(xiàn)象;同時(shí)用思維導(dǎo)圖的形式展開(kāi)另一條主線——苯的性質(zhì)。

在確定苯的分子式后，提出新問(wèn)題“苯（C6H6）可能是什么結(jié)構(gòu)？”，引導(dǎo)以小組為單位匯總預(yù)習(xí)作業(yè)中C6H6結(jié)構(gòu)書(shū)寫(xiě)的內(nèi)容，并且利用軟件KingDraw繪制、球棍模型等方式展示交流，教師作出實(shí)時(shí)評(píng)價(jià);通過(guò)視頻資料、鏈接百度百科讓學(xué)生了解凱庫(kù)勒探究苯結(jié)構(gòu)的科學(xué)歷程及苯的凱庫(kù)勒式。

2.2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，建立結(jié)構(gòu)模型

基于每個(gè)小組展示的苯的結(jié)構(gòu)及凱庫(kù)勒式的共同特點(diǎn)都含有碳碳雙鍵或者三鍵的結(jié)構(gòu)，教師組織學(xué)生思考“如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上苯的結(jié)構(gòu)是否合理”，通過(guò)討論提出實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、觀察現(xiàn)象、討論、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

[實(shí)驗(yàn)方案]苯與溴水、酸性高錳酸鉀溶液混合，通過(guò)有無(wú)褪色現(xiàn)象判斷苯中是否存在碳碳雙鍵或三鍵結(jié)構(gòu)。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]苯分別與溴水、酸性高錳酸鉀混合

[記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]

①苯與溴水混合、靜置，分層;上層為橙紅色，下層接近無(wú)色，苯萃取了溴。

②苯與酸性高錳酸鉀混合、靜置，分層，上層為無(wú)色，下層為紫紅色，高錳酸鉀不褪色。

[結(jié)論]苯不存在碳碳雙鍵或三鍵結(jié)構(gòu)。

在提出猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、推測(cè)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，運(yùn)用實(shí)物展臺(tái)、互動(dòng)投屏、Hiteach等手段實(shí)現(xiàn)展示和交流。當(dāng)學(xué)生猜想與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相矛盾時(shí)，拋出科學(xué)家已經(jīng)獲取的關(guān)于苯的結(jié)構(gòu)事實(shí)數(shù)據(jù)：①苯的鄰二取代物只有一種②碳碳單鍵鍵長(zhǎng)：1.54×10-10m;碳碳雙鍵鍵長(zhǎng)：1.34×10-10m;苯中的碳碳鍵長(zhǎng)相等且介于單雙鍵之間③紅外光譜及X射線等物理方法確定苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，進(jìn)而通過(guò)凱庫(kù)勒式的修正式及展示苯的結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生更加直觀的了解苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3.利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，布置個(gè)性化作業(yè)

通過(guò)QQ班級(jí)群的作業(yè)功能，布置學(xué)生完成個(gè)性化作業(yè)，在作業(yè)中，學(xué)生可以根據(jù)自身情況完成不同難度級(jí)別的作業(yè)，并布置以小組為單位通過(guò)查閱資料，了解生活中可能接觸苯或含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)的主要場(chǎng)所，并通過(guò)小組討論這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響，提出防護(hù)建議，以PPT的形式在下節(jié)課上呈現(xiàn)。

二、教學(xué)反思

1.融合信息技術(shù)提高教學(xué)效果

1.1利用信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景

根據(jù)教學(xué)的要求，利用多元化的信息手段打造多元化的學(xué)習(xí)方式，使教學(xué)不局限于課堂，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及多媒體方式創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。課堂鏈接互聯(lián)網(wǎng)形式展示史實(shí)材料，讓課堂內(nèi)容更加豐富、生動(dòng)。教師通過(guò)平臺(tái)反饋以及大數(shù)據(jù)功能，更好的了解學(xué)情。

1.2.利用信息技術(shù)，抽象的微觀結(jié)構(gòu)具體化

分子的空間結(jié)構(gòu)、成鍵方式等是有機(jī)化合物教學(xué)的重點(diǎn)，因微觀、抽象，學(xué)生理解起來(lái)有一定難度。在實(shí)際教學(xué)中，充分利用信息技術(shù)，幫助學(xué)生構(gòu)建對(duì)應(yīng)的實(shí)物模型，讓學(xué)生有更強(qiáng)的形象感知。在書(shū)寫(xiě)分子式C6H6結(jié)構(gòu)式的環(huán)節(jié)中，通過(guò)信息技術(shù)展示，可以讓交流和評(píng)價(jià)變得實(shí)時(shí)和高效;再引導(dǎo)學(xué)生用軟件ChemDrow繪出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，該軟件繪制出來(lái)的結(jié)構(gòu)可以是鍵線式，還可以轉(zhuǎn)化為能全方位旋轉(zhuǎn)的3D模型，不僅能更直觀的觀察原子的成鍵方式、分子的空間構(gòu)型，還能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

2.落實(shí)核心科學(xué)素養(yǎng)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

2.1宏觀與微觀充分利用化學(xué)史素材，形成探究活動(dòng)的主線，讓學(xué)生在科學(xué)探究中，實(shí)現(xiàn)從宏觀定性到微觀定量漸進(jìn)式認(rèn)識(shí)苯;再通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生宏觀與微觀相結(jié)合的視角分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力[3]。

2.2證據(jù)與模型無(wú)論是化學(xué)史素材展示還是探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)，均讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)論證在化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性，對(duì)于化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)和探究，要從基于證據(jù)的可能假設(shè)，經(jīng)過(guò)分析、推理過(guò)程，才能構(gòu)建合理的邏輯關(guān)系，最終建立正確的認(rèn)知模型[3]。

2.3科學(xué)與創(chuàng)新通過(guò)化學(xué)史的情境，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家的探究過(guò)程，更好的理解科學(xué)發(fā)展的本質(zhì);通過(guò)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題和假設(shè)，再明確探究目的，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方法進(jìn)行探究，在實(shí)踐活動(dòng)中，培養(yǎng)學(xué)生的勇于思考、敢于質(zhì)疑、分工合作科學(xué)精神，從實(shí)踐層面激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)[3]。

2.4態(tài)度與責(zé)任通過(guò)布置課后作業(yè)——“調(diào)查了解生活中可能接觸苯或含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)的主要場(chǎng)所，查資料了解這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響，提出防護(hù)建議，以PPT的形式在下節(jié)課上呈現(xiàn)”，學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中客觀了解苯在生產(chǎn)生活中的重要性以及對(duì)環(huán)境的影響，用科學(xué)的態(tài)度辯證的看到化學(xué)與生產(chǎn)、生活、環(huán)境等關(guān)系，提高安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任[3]。

3.小結(jié)

根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容和學(xué)情進(jìn)行信息技術(shù)有效融合，有助于提高教學(xué)效果，保證教學(xué)質(zhì)量。正如以上所述，信息技術(shù)應(yīng)用在課前環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供多途徑的課前預(yù)習(xí)和知識(shí)準(zhǔn)備，教師根據(jù)反饋更好的了解學(xué)情進(jìn)行精準(zhǔn)授課;課中利用信息技術(shù)，可以分化難點(diǎn)，讓抽象化學(xué)知識(shí)點(diǎn)更加直觀，同時(shí)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋，生生互動(dòng)、師生互動(dòng)更加流暢，教學(xué)效果顯著提高;課后，教師可利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享并布置個(gè)性化課后作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，在課后作業(yè)過(guò)程中，若遇到問(wèn)題也可利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與教師主動(dòng)研究，及時(shí)提出問(wèn)題，并真正發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的互動(dòng)作用，彰顯教學(xué)資源的價(jià)值。總而言之，化學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程中有效利用信息技術(shù)手段，有助于打造高效的化學(xué)課，逐步實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素質(zhì)培養(yǎng)這一目標(biāo)，營(yíng)造輕松愉快的課堂環(huán)境，提高課堂教學(xué)效果[4]。

參考文獻(xiàn)

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[2]艾水高.以化學(xué)發(fā)展歷程為線索的教學(xué)設(shè)計(jì)——以“苯分子結(jié)構(gòu)的確立”為例[J].化學(xué)教學(xué)，2014，09：44-46

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[4]孫芳.學(xué)科核心素養(yǎng)支撐下的高中信息技術(shù)學(xué)習(xí)習(xí)慣培養(yǎng)[J].新課程·下旬，2018，26（10）：128.