“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高中化學(xué)課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新

孫媛媛 王志庚 馮月新

摘?? 要：以“硫酸的工業(yè)制法”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，將互聯(lián)網(wǎng)與化學(xué)教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行融合，由此可創(chuàng)新化學(xué)課堂教學(xué)模式。即在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)以課題為任務(wù)驅(qū)動，學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上搜索信息，然后在微信公眾號平臺學(xué)習(xí)微課;在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行小組間交流——既有面對面交流，又可以在班級微信群中交流，擴(kuò)大了交流范圍;在教學(xué)評價環(huán)節(jié)，應(yīng)用問卷星對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)評價，如此評價數(shù)據(jù)更全面快捷，同時又可以應(yīng)用于線上、線下教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);硫酸制備;互聯(lián)網(wǎng);微信公眾號;問卷星

中圖分類號：G633.8??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A??? 文章編號：1009-010X（2021）14-0054-04

一、研究背景

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的融合，其關(guān)鍵就是以“育人”為紐帶，只有“育人”才能讓這個“+”真正有價值、有意義。本文以“硫酸的工業(yè)制法”為例，進(jìn)行了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高中化學(xué)課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新，如此可使學(xué)生在收獲知識和技能的同時，得到學(xué)科素養(yǎng)的提升，并利用大數(shù)據(jù)時代的特點(diǎn)和優(yōu)勢隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，由此可更好地實(shí)現(xiàn)新課標(biāo)提倡的“教、學(xué)、評”一體化的目標(biāo)。

二、課堂教學(xué)模式的構(gòu)建

在此模式下的教學(xué)設(shè)計，應(yīng)該考慮到如下兩個重要環(huán)節(jié)：

（一）輔助課前教學(xué)設(shè)計

進(jìn)行課前預(yù)習(xí)的手段包括閱讀課本、觀看微課視頻、網(wǎng)絡(luò)搜索等。其中微課能更好地滿足學(xué)生對不同學(xué)科知識點(diǎn)的個性化需求，可實(shí)現(xiàn)按需選擇學(xué)習(xí)，如此既能查漏補(bǔ)缺又能強(qiáng)化鞏固知識，因此微課是傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)的一種重要補(bǔ)充和拓展資源。特別是隨著手持移動數(shù)碼產(chǎn)品和無線網(wǎng)絡(luò)的普及，基于微課的移動學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)將會越來越普及。

學(xué)生從“高中化學(xué)新天地”（原唐山市高中化學(xué)微課堂）公眾號學(xué)習(xí)微課視頻，以此為課堂教學(xué)做好知識儲備，同時這樣也有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，進(jìn)而可提高教學(xué)效率。

（二）輔助教學(xué)評價設(shè)計

教學(xué)評價是檢驗(yàn)和診斷教學(xué)目標(biāo)落實(shí)成效和程度的手段，是對課堂教學(xué)的反饋，對促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高也起到了非常重要的推動作用。關(guān)注學(xué)生在活動中的具體表現(xiàn)，評價學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成情況，如此可使每一位學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)都得到不同程度的發(fā)展。傳統(tǒng)的評價方式往往只能通過個別學(xué)生的表現(xiàn)來反映整個課堂，而本節(jié)課用“問卷星”進(jìn)行評價，數(shù)據(jù)統(tǒng)計快，且關(guān)注了全體學(xué)生，這樣有利于快速、全面地完成評價，也有利于推進(jìn)授課重難點(diǎn)的實(shí)施。而且在教學(xué)中為了學(xué)生交流得更充分，還建立了班級微信群，如此可使學(xué)生在交流討論環(huán)節(jié)中充分展示自己的成果。

三、教學(xué)過程

以蘇教版必修一“硫酸的工業(yè)制法”為例，介紹了將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于課堂的實(shí)例。

（一）課前準(zhǔn)備

布置預(yù)習(xí)任務(wù)：閱讀課本，查閱資料，在“唐山市高中化學(xué)微課堂”公眾號中學(xué)習(xí)微課視頻，并完成以下兩個課題：

1.硫酸的用途;

2.工業(yè)制硫酸的發(fā)展史。

（二）教學(xué)流程

如圖2所示。

（三）課堂實(shí)錄

環(huán)節(jié)一：課前學(xué)習(xí)成果的展示

【學(xué)生】請完成情況較好的兩個小組展示硫酸的用途和工業(yè)制硫酸的發(fā)展史。

【評價】通過展示學(xué)習(xí)成果，診斷和發(fā)展學(xué)生整合信息、自主學(xué)習(xí)的能力。如此可在豐富學(xué)生知識的同時，培養(yǎng)其終身學(xué)習(xí)的能力與自信。此環(huán)節(jié)為引課，由發(fā)展史凸顯了發(fā)展觀。

環(huán)節(jié)二：原理的確定

【設(shè)問】任務(wù)1：我國硫酸的制備有1000多年的歷史，這些制備方法我們應(yīng)該如何評價或選擇呢？

【投影】評價標(biāo)準(zhǔn)：1.原料廉價且穩(wěn)定，最好結(jié)合本地的地理環(huán)境和優(yōu)勢資源，以降低運(yùn)輸成本;2.環(huán)保，制備過程要綠色、環(huán)保，沒有使用或生成對環(huán)境有害的物質(zhì)，若有，需對有害物質(zhì)進(jìn)行無害化處理;3.流程簡單高效，能耗低，反應(yīng)放出的熱量和剩余的物質(zhì)盡可能加以循環(huán)利用，生成的副產(chǎn)物要少。

【討論】①CuSO4·5H2O → CuO+SO3+5H2O

②2FeSO4·7H2O → Fe2O3+SO2+SO3+7H2O

③S→SO2→SO3→H2SO4

④FeS2→SO2→SO3→H2SO4

①②能耗高，原料地殼中含量少，價格昂貴，副產(chǎn)物多，難以大規(guī)模生產(chǎn);③與④相似，但③的原料雖然價格較貴，但是含雜質(zhì)少，燃燒生成的氣體含雜質(zhì)也少，如此可免去氣體凈化的過程，此外③在制備過程中也不產(chǎn)生礦渣。

【評價】通過小組討論確定反應(yīng)原理的過程，學(xué)生體會到了企業(yè)家考慮的生產(chǎn)實(shí)際問題，角色互換?；谖覈鴩?，學(xué)生還認(rèn)識到④更適合我國的工業(yè)生產(chǎn)。

環(huán)節(jié)三：生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程

【設(shè)問】任務(wù)2：觀察書中所給出的工業(yè)設(shè)備，結(jié)合工廠效益，你能總結(jié)出都有哪些工藝？

【討論】第一階段沸騰爐中的工藝：氣固逆流，有利于增大固體與氣體的接觸面積，有利于反應(yīng)充分進(jìn)行。

【追問】除此之外還有哪些提高硫鐵礦利用率的方法？

【討論】可以將硫鐵礦粉碎，增大接觸面積。

【投影】凈化室主要進(jìn)行除塵、洗滌、干燥工作，目的是去除爐氣中的雜質(zhì)氣體，如一些金屬化合物的粉塵，會使催化劑中毒。同時還要干燥，因?yàn)樗魵鈺υO(shè)備和生產(chǎn)造成影響。

【討論】接觸室中應(yīng)用的熱交換原理是對能源的充分利用，在工業(yè)生產(chǎn)中的物質(zhì)循環(huán)和熱能循環(huán)都是節(jié)約成本的體現(xiàn)。

【討論】吸收塔中進(jìn)行的是氣液逆流吸收，塔中的填充料是為了增大氣液的接觸面積，如此可提高氣體的吸收效率。一般用濃硫酸吸收SO3，因?yàn)槿绻盟誗O3，SO3+H2O=H2SO4的反應(yīng)會放出大量熱，容易使水形成水蒸氣，進(jìn)而形成酸霧。

【評價】通過對綜合、實(shí)際問題進(jìn)行討論，使學(xué)生從化學(xué)反應(yīng)原理、工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等多角度認(rèn)識了化學(xué)反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，理解了工業(yè)生產(chǎn)是“噸級”的概念，感受到了將科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的學(xué)科價值。

環(huán)節(jié)四：尾氣的處理方法

【設(shè)問】任務(wù)3：同學(xué)們我們的硫酸工業(yè)生產(chǎn)還存在哪些問題呢？如何解決它們呢？

【學(xué)生】尾氣中含有SO2、SO3、O2、N2等，直接排放會污染大氣，需要進(jìn)行尾氣處理。

【學(xué)生將設(shè)計發(fā)到班級交流群】為了踐行物質(zhì)循環(huán)與再利用的思想，同學(xué)們設(shè)計了如下尾氣吸收方案。

①NaOH → NaSO3

②Ca（OH）2 → CaSO3→CaSO4

③NH3·H2O → （NH4）2SO3→（NH4）2SO4

【討論】對于以上吸收方案，同學(xué)們認(rèn)為②的產(chǎn)物可以制石膏，③可以做化肥，①的產(chǎn)物在生產(chǎn)中應(yīng)用較少，而且氫氧化鈉的成本高;②中是氫氧化鈣濃度小，這樣吸收效率不好。

【改進(jìn)】將①②結(jié)合設(shè)計為：

【評價】通過利用已有的理論知識和工藝知識進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計，診斷和發(fā)展了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，建立了綠色化學(xué)的思想，培養(yǎng)了學(xué)生的社會責(zé)任感。

環(huán)節(jié)五：總結(jié)與提升

【問卷星設(shè)問】

教師在問卷星中設(shè)置了2道基礎(chǔ)題，以選擇題的形式呈現(xiàn)，1道簡答題：

1.在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，為了有利于SO2的轉(zhuǎn)化，且能充分利用熱能，采用了中間有熱交換器的接觸室（見圖3）。下列說法錯誤的是

A.a、b兩處的混合氣體成分含量相同，溫度不同

B.c、d兩處的混合氣體成分含量相同，溫度不同

C.熱交換器的作用是預(yù)熱待反應(yīng)的氣體，冷卻反應(yīng)后的氣體

D.c處氣體經(jīng)熱交換后催化氧化的目的是提高SO2的轉(zhuǎn)化率

2.在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，SO3的吸收過程是在吸收塔（見圖4）中進(jìn)行的，吸收塔里還裝入了大量瓷環(huán)。下列有關(guān)說法錯誤的是

A.從①處通入SO3，整個吸收操作采取逆流的形式

B.從②處噴下98.3%的硫酸，瓷環(huán)的作用是使氣液充分接觸

C.從③處導(dǎo)出的氣體只含有少量SO2，可直接排入大氣

D.從④處流出的是可用水或稀硫酸稀釋的硫酸

3.某地區(qū)打算建廠制備硫酸，如果你是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，你會收集哪些資料為依據(jù)進(jìn)行選擇呢？

通過掃描問卷星二維碼，學(xué)生進(jìn)入問卷星答題頁面，進(jìn)行作答。

【評價】通過學(xué)生在問卷星上的反饋，教師診斷出學(xué)生本節(jié)課的學(xué)習(xí)效果——約90%的學(xué)生掌握了本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)。并且通過簡答題的思考，發(fā)展了學(xué)生深度思考的能力，建立了工業(yè)生產(chǎn)認(rèn)知模型，進(jìn)而提升了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

四、教學(xué)反思

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂的模式，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在課堂交流和評價環(huán)節(jié)，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮了重要作用，使本節(jié)課很好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神和社會責(zé)任。

參考文獻(xiàn)：

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