“學(xué)習(xí)通”技術(shù)支持的初中化學(xué)教學(xué)設(shè)計

高葉鋒

摘要：以“分子與原子”的教學(xué)設(shè)計為例，分享了在“學(xué)習(xí)通”信息技術(shù)支持下，將真實的情境與知識融合，進行模型建構(gòu)。引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的宏觀世界入手，逐步分析探索微觀世界，建立微粒觀，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，打造高效化學(xué)課堂。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)通;分子原子;有效參與;核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2022）10x-0046-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

化學(xué)是在分子、原子層次上研究物質(zhì)的一門基礎(chǔ)科學(xué)，開啟了宏微結(jié)合看世界的獨特視角。[1]在初中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生還無法進行從形象思維到抽象思維的認知方式和思維方式的轉(zhuǎn)變，對分子、原子知識的學(xué)習(xí)感到很吃力，教師往往對一個概念講解多次后，學(xué)生還是茫然的，再加上知識比較枯燥，造成課堂上學(xué)生有效參與性差，教師的教學(xué)很多時候是無效的。有效參與是指在課堂上學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高、主動性強，學(xué)生活動圍繞所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生的思維達到最大限度的發(fā)展。[2]如何讓學(xué)生有效參與課堂？筆者嘗試將信息技術(shù)融入課堂，將真實情境、知識的整合、模型的建構(gòu)有機結(jié)合起來，明晰學(xué)生學(xué)習(xí)過程的思維轉(zhuǎn)變過程，使教學(xué)能夠更加有效地服務(wù)于學(xué)生。

一、“學(xué)習(xí)通”信息平臺介紹

“學(xué)習(xí)通”是基于微服務(wù)架構(gòu)打造的課程學(xué)習(xí)、知識傳播與管理分享平臺。在課堂教學(xué)前，教師需要將課件上傳到“學(xué)習(xí)通”云盤，課堂互動環(huán)節(jié)中的問題、視頻、網(wǎng)址鏈接，以及課后鞏固習(xí)題要同步做到課件頁面中。然后通過投屏，就可以將PPT內(nèi)容，活動內(nèi)容，以及“學(xué)習(xí)通”里面的數(shù)據(jù)分析進行展示。圖1是學(xué)習(xí)通平臺功能的主要界面。

“學(xué)習(xí)通”平臺的主要功能有：

（1）可以關(guān)注到每個學(xué)生。通過二維碼簽到功能可以確保所有學(xué)生都已進班;課堂練習(xí)中可以看到每個學(xué)生是否上傳答案;在活動環(huán)節(jié)中，可以看到每個學(xué)生是否參與其中。

（2）不受教室空間限制。老師可以在教室里任意地方通過手機控制，投屏播放課件。避免老師必須走到講臺才能切換PPT。

（3）可隨時向?qū)W生推送需要的學(xué)習(xí)網(wǎng)址鏈接、學(xué)案、習(xí)題、主題討論任務(wù)。在互動環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要了解一些網(wǎng)頁上的知識，或是課堂需要做一些小練習(xí)，推送給學(xué)生節(jié)省了時間，而且可以把數(shù)據(jù)保存下來，形成系統(tǒng)資料。

（4）隨時抓拍學(xué)生學(xué)習(xí)的瞬間畫面，投屏分享。教師在課堂巡視過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的共性問題或是亮點，抓拍后能立刻投屏與學(xué)生交流討論，提高上課效率。

（5）對習(xí)題的完成情況進行實時統(tǒng)計，教師可以進行講評。對課堂上學(xué)生提交的習(xí)題，“學(xué)習(xí)通”可以統(tǒng)計出每一道題的正確率，教師根據(jù)學(xué)生的答題情況進行有效講評，避免了教師在得不到學(xué)生答題的情況下逐題講評，造成時間緊張，難點分析不到位。

“學(xué)習(xí)通”平臺，豐富了化學(xué)課堂的呈現(xiàn)形式。平板電腦的加入課堂，使課堂增加了人機互動，生生互動，實現(xiàn)了多重互動。

以“分子與原子”的教學(xué)為例，通過信息技術(shù)讓學(xué)生形成微粒觀，對“宏觀、微觀、符號”這三塊的學(xué)習(xí)都有重要意義，利于學(xué)生理解和解釋宏觀事實和現(xiàn)象，利于學(xué)生理解化學(xué)符號的意義，利于學(xué)生深化對微觀知識的理解。[3]

二、“分子與原子”的教學(xué)設(shè)計框架

滬教版第三章第一節(jié)第二課時“分子與原子”學(xué)習(xí)內(nèi)容包括分子、原子的共同點，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與物質(zhì)微觀構(gòu)成的關(guān)系，物理變化與化學(xué)變化的區(qū)別與聯(lián)系，以及如何應(yīng)用微粒觀解釋一些問題。

用“學(xué)習(xí)通”播放太空飛船中的宇航員是如何獲得水的視頻，在此情境下，產(chǎn)生對獲得水方式的疑問。在“學(xué)習(xí)通”技術(shù)的支持下進行模型建構(gòu)，展開微觀探究，最終讓學(xué)生自己形成對原子和分子的微觀認識。教學(xué)設(shè)計框架見圖2。

三、“分子與原子”一課的教學(xué)過程

環(huán)節(jié)1：感受分子、原子的真實存在

[問題1]上一節(jié)課學(xué)習(xí)的銅、氯化鈉、二氧化碳都是由什么微粒構(gòu)成？

[活動1]用平臺的“選人”功能選中學(xué)生，回答銅、氯化鈉、二氧化碳的微觀構(gòu)成。

[問題2]分子、原子真實存在嗎？

[活動2]屏幕上展示圖片（見圖3）：圖片分別表示的是我國科學(xué)家拍攝到的水分子圖像、用掃描隧道顯微鏡拍攝的硅原子圖像和苯分子圖像。通過平板電腦推送網(wǎng)址讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，感受分子、原子都很小。

[活動3]學(xué)生交流分子、原子是客觀存在的事實。

設(shè)計意圖：通過“學(xué)習(xí)通”平臺推送圖片以及網(wǎng)址，讓學(xué)生在課堂中方便快捷地實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，打破了灌輸式的傳統(tǒng)教學(xué)方式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過介紹中國科學(xué)家在世界上首次拍攝到水分子內(nèi)部圖像，提升學(xué)生民族自豪感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，體悟化學(xué)的價值。

環(huán)節(jié)2：理解構(gòu)成物質(zhì)的微粒保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

[問題3]大家能根據(jù)水，氫氣、氧氣的化學(xué)式用球棍模擬出這些分子的模型嗎？

[活動4]小組成員搭建水分子，氫分子、氧分子球棍模型，并且分析它們的構(gòu)成。

[問題4]過氧化氫和水都含有相同的氫原子和氧原子，它們的化學(xué)性質(zhì)是否相同？

[演示實驗]在過氧化氫溶液和水中加等質(zhì)量的二氧化錳，并通過“學(xué)習(xí)通”平臺進行直播（見圖4）。

[活動5]學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷物質(zhì)的微觀構(gòu)成。過氧化氫是由過氧化氫分子構(gòu)成，水是由水分子構(gòu)成。構(gòu)成物質(zhì)的微粒不同，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)就不同。

[問題5]保持銅、氯化鈉的化學(xué)性質(zhì)的微粒是什么？

[活動6]用平臺的“搶答”功能搶中的學(xué)生回答，銅的化學(xué)性質(zhì)是由銅原子保持，氯化鈉的化學(xué)性質(zhì)由鈉離子和氯離子來保持。

[歸納1]物質(zhì)是由哪種微粒構(gòu)成的，哪種微粒就保持了該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。

設(shè)計意圖：傳統(tǒng)的演示方式，由于教室空間大，實驗器具小，教師在講臺上演示，后面的學(xué)生很難觀察到實驗現(xiàn)象。通過“學(xué)習(xí)通”平臺直播實驗過程，每位學(xué)生都可以清晰地觀察到實驗現(xiàn)象。只有對宏觀的現(xiàn)象觀察透徹了，才能更好地分析微觀的差異，才能有助于學(xué)生更好地參與到課堂中來。通過對比實驗的設(shè)計，可以讓學(xué)生觀察到：水中加二氧化錳不能產(chǎn)生氧氣，過氧化氫中加二氧化錳能產(chǎn)生氧氣，從而證明兩者的化學(xué)性質(zhì)不同，推斷兩者是由不同種微粒構(gòu)成的。幫助學(xué)生理解構(gòu)成物質(zhì)的微粒不同，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不同，培養(yǎng)學(xué)生尋找證據(jù)進行推理的能力。通過實驗探究引導(dǎo)學(xué)生分析物質(zhì)微觀構(gòu)成與物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)觀。

環(huán)節(jié)3：學(xué)生動手探究化學(xué)變化的本質(zhì)

[問題6]回顧電解水的實驗現(xiàn)象，用符號表達反應(yīng)過程。水分子是如何變化成氫分子和氧分子的？

[活動7]小組成員用球棍模擬出變化過程，并拍攝展示微觀變化過程的照片（見圖5）。

[問題7]在水電解過程中變化的是什么微粒？不變的是什么微粒？

[活動8]學(xué)生交流討論得出：化學(xué)變化過程是分子分解為原子，原子重新組合成新的分子的過程。

[鞏固1]學(xué)生在紙上畫氫氣在氧氣中點燃反應(yīng)的微觀示意圖，并拍照上傳展示。

[歸納2]師生一起小結(jié)分子與原子的相同點和不同點。

[鞏固2]學(xué)生在平板電腦上完成平臺推送的習(xí)題，教師投屏，根據(jù)實時數(shù)據(jù)進行講評（見圖6）。

設(shè)計意圖：通過分小組實驗，建立分子模型，并將變化過程拍攝照片上傳到“學(xué)習(xí)通”平臺展示，讓每一位學(xué)生都參與課堂學(xué)習(xí)活動，學(xué)生的積極性高，主動性強，避免了教師枯燥乏味的說教。教師也可以在活動過程中捕捉到共性或個性的問題切換到大屏上和學(xué)生一起討論。動態(tài)化的交流極大地提高了課堂容量與效果，學(xué)生的思維得到較好的發(fā)展。利用“學(xué)習(xí)通”平臺推送練習(xí)題，可以幫助教師監(jiān)測是否所有學(xué)生都已完成了測驗，而且可以進行實時數(shù)據(jù)的分析，進行高質(zhì)量的講評，及時進行補償教學(xué)。

環(huán)節(jié)4：學(xué)生動手探究物理變化的本質(zhì)

[演示]將模擬在太空中通過蒸餾獲得水的過程拍成微視頻，通過“學(xué)習(xí)通”平臺播放（見圖7）。

[問題8]水蒸餾過程中有什么現(xiàn)象？微觀層面的微粒發(fā)生變化了嗎？請同學(xué)們搭建微觀模型。

[活動9]小組成員合作用球棍模型模擬出變化過程，并拍攝微粒變化過程的照片上傳展示（見圖8）。

[歸納3]師生一起總結(jié)物理變化的本質(zhì)。

設(shè)計意圖：分子與原子這節(jié)課主要是感受物質(zhì)的微觀構(gòu)成以及物質(zhì)的微觀變化，如果宏觀現(xiàn)象沒有很好地直觀感受，學(xué)生是很難進行微觀探索的。把演示實驗做成微視頻也可以節(jié)省課堂時間，從而提升課堂的效率與容量。通過小組合作，模擬水的蒸餾變化前后的微觀模型，讓學(xué)生感知由分子構(gòu)成的物質(zhì)，在發(fā)生物理變化和化學(xué)變化時的不同表現(xiàn)。水的蒸餾是宏觀現(xiàn)象，學(xué)生通過畫微觀示意圖了解到在物理變化中，分子本身不變，在化學(xué)變化中，分子發(fā)生改變，變成新的物質(zhì)分子。

環(huán)節(jié)5：應(yīng)用

[問題9]圖9是過氧化氫的兩種微觀變化，哪種是物理變化？哪種是化學(xué)變化？兩幅圖有什么差異？

[鞏固3]學(xué)生交流討論，①發(fā)生的是化學(xué)變化，分子種類改變。②發(fā)生的是物理變化，只改變了過氧化氫分子間的空隙。

[歸納4]從微粒的觀點解釋物理變化和化學(xué)變化的實質(zhì)。

[問題10]自來水和純凈水的微觀圖有什么差異？（見圖10）

[鞏固5]學(xué)生討論交流，自來水由多種分子構(gòu)成，蒸餾水由一種分子構(gòu)成。

[歸納5]從微粒的觀點理解純凈物和混合物。

設(shè)計意圖：從學(xué)生已有的物質(zhì)分類的知識入手，結(jié)合微觀圖片，透視物質(zhì)分類的本質(zhì)，只含一種分子的物質(zhì)是純凈物，含有不同分子的物質(zhì)是混合物。利用知識的遷移解決問題，在問題解決中提升思維品質(zhì)。

環(huán)節(jié)6：課堂總結(jié)

[歸納6]邊總結(jié)邊板書（見圖11）。

四、教學(xué)反思

1.巧設(shè)情境，融合學(xué)科知識

恰當?shù)那榫臣饶芊蠈W(xué)生已有的認知水平，又能串聯(lián)起學(xué)生即將要達到的學(xué)習(xí)水平。筆者選取學(xué)生身邊的物質(zhì)水為情境，利用“學(xué)習(xí)通”平臺播放太空中宇航員獲得水的途徑。教師基于學(xué)生已有的經(jīng)驗，結(jié)合視頻，引發(fā)一系列疑問：太空中的宇航員是如何獲得水的？從宏觀和微觀看，獲得水的方式有哪些不同？將物理變化，化學(xué)變化的知識融合到對宏觀現(xiàn)象的微觀分析中，讓情境有效地貫穿本節(jié)課的核心知識點。

2.微觀探究，培養(yǎng)模型認知能力

學(xué)生運用球棍模型，借助“學(xué)習(xí)通”平臺進行展示，交流，討論，完成對物質(zhì)的微觀探究的模型建構(gòu)過程，從而將抽象的、摸不著的微觀世界可視化、具體化。研究化學(xué)變化是以水電解的宏觀現(xiàn)象到符號再到對微觀世界的探索，借助“學(xué)習(xí)通”平臺將學(xué)生的模型探究過程進行共享討論，得出結(jié)論，整個過程讓學(xué)生自己去思考，探索，而不是老師一味地灌輸，體現(xiàn)了以學(xué)生為主，從而培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考，抽象思維的能力，提高了學(xué)生的模型認知能力。討論又可以提高學(xué)生辯證思維能力和表達能力，小組合作能力。

3.知識遷移，解決實際問題

借助“學(xué)習(xí)通”平臺推送習(xí)題，學(xué)生全員參與，教師可以根據(jù)后臺數(shù)據(jù)了解哪些學(xué)生掌握了，哪些學(xué)生還存在問題，教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)弱點，及時進行補償性教學(xué)，有效提升了課堂的效率與容量。在應(yīng)用環(huán)節(jié)，筆者將情境拉回到水中，通過圖片展示對比，讓學(xué)生用微粒觀理解純凈物、混合物，分析微觀示意圖，學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力得到同步提高。

4.問題驅(qū)動，提高課堂參與度

借助“學(xué)習(xí)通”平臺的功能，把老師的一個個問題設(shè)置成搶答、選人等環(huán)節(jié)，答對，多答都會有相應(yīng)的積分累計，以兩周為一次積分獎勵的周期，通過這種方式，提高了同學(xué)們上課的熱情，他們爭先恐后地回答問題，提高了課堂的參與度。

參考文獻

[1]林秉珠.運用認知訪談診斷化學(xué)關(guān)鍵學(xué)習(xí)問題的實踐——以“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”為例[J].化學(xué)教與學(xué)，2021（2）：22-24，8.

[2]馬小芳.利用實驗提高初中學(xué)生化學(xué)課堂的有效參與度[J].化學(xué)教與學(xué)，2015（10）：81-82.

[3]郭同玲.信息技術(shù)賦能初中化學(xué)課堂教學(xué)——以“分子與原子”教學(xué)設(shè)計為例[J].讀寫算（中），2019（8）：35-38.