高葉鋒

摘要：以“分子與原子”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，分享了在“學(xué)習(xí)通”信息技術(shù)支持下，將真實(shí)的情境與知識(shí)融合，進(jìn)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(hào)：1008-0546（2022）10x-0046-05中圖分類號(hào)：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(dú)特視角。[1]在初中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生還無法進(jìn)行從形象思維到抽象思維的認(rèn)知方式和思維方式的轉(zhuǎn)變，對(duì)分子、原子知識(shí)的學(xué)習(xí)感到很吃力，教師往往對(duì)一個(gè)概念講解多次后，學(xué)生還是茫然的，再加上知識(shí)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(shí)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(dòng)性強(qiáng)，學(xué)生活動(dòng)圍繞所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)生的思維達(dá)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(shí)情境、知識(shí)的整合、模型的建構(gòu)有機(jī)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(tái)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(shí)傳播與管理分享平臺(tái)。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(dòng)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(yè)面中。然后通過投屏，就可以將PPT內(nèi)容，活動(dòng)內(nèi)容，以及“學(xué)習(xí)通”里面的數(shù)據(jù)分析進(jìn)行展示。圖1是學(xué)習(xí)通平臺(tái)功能的主要界面。

“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)的主要功能有：

（1）可以關(guān)注到每個(gè)學(xué)生。通過二維碼簽到功能可以確保所有學(xué)生都已進(jìn)班;課堂練習(xí)中可以看到每個(gè)學(xué)生是否上傳答案;在活動(dòng)環(huán)節(jié)中，可以看到每個(gè)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(jī)控制，投屏播放課件。避免老師必須走到講臺(tái)才能切換PPT。

（3）可隨時(shí)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(dòng)環(huán)節(jié)中，學(xué)生需要了解一些網(wǎng)頁(yè)上的知識(shí)，或是課堂需要做一些小練習(xí)，推送給學(xué)生節(jié)省了時(shí)間，而且可以把數(shù)據(jù)保存下來，形成系統(tǒng)資料。

（4）隨時(shí)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(diǎn)，抓拍后能立刻投屏與學(xué)生交流討論，提高上課效率。

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

“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)，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(jī)互動(dòng)，生生互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了多重互動(dòng)。

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(duì)“宏觀、微觀、符號(hào)”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(shí)和現(xiàn)象，利于學(xué)生理解化學(xué)符號(hào)的意義，利于學(xué)生深化對(duì)微觀知識(shí)的理解。[3]

二、“分子與原子”的教學(xué)設(shè)計(jì)框架

滬教版第三章第一節(jié)第二課時(shí)“分子與原子”學(xué)習(xí)內(nèi)容包括分子、原子的共同點(diǎn)，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(duì)獲得水方式的疑問。在“學(xué)習(xí)通”技術(shù)的支持下進(jìn)行模型建構(gòu)，展開微觀探究，最終讓學(xué)生自己形成對(duì)原子和分子的微觀認(rèn)識(shí)。教學(xué)設(shè)計(jì)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(shí)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(dòng)1]用平臺(tái)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(shí)存在嗎？

[活動(dòng)2]屏幕上展示圖片（見圖3）：圖片分別表示的是我國(guó)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(dòng)3]學(xué)生交流分子、原子是客觀存在的事實(shí)。

設(shè)計(jì)意圖：通過“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)推送圖片以及網(wǎng)址，讓學(xué)生在課堂中方便快捷地實(shí)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(guó)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(jià)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(dòng)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(shí)驗(yàn)]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(tái)進(jìn)行直播（見圖4）。

[活動(dòng)5]學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(dòng)6]用平臺(tái)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(jì)意圖：傳統(tǒng)的演示方式，由于教室空間大，實(shí)驗(yàn)器具小，教師在講臺(tái)上演示，后面的學(xué)生很難觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)直播實(shí)驗(yàn)過程，每位學(xué)生都可以清晰地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。只有對(duì)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(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，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(jìn)行推理的能力。通過實(shí)驗(yàn)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(dòng)手探究化學(xué)變化的本質(zhì)

[問題6]回顧電解水的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用符號(hào)表達(dá)反應(yīng)過程。水分子是如何變化成氫分子和氧分子的？

[活動(dòng)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(dòng)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(diǎn)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(diǎn)和不同點(diǎn)。

[鞏固2]學(xué)生在平板電腦上完成平臺(tái)推送的習(xí)題，教師投屏，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行講評(píng)（見圖6）。

設(shè)計(jì)意圖：通過分小組實(shí)驗(yàn)，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(tái)展示，讓每一位學(xué)生都參與課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生的積極性高，主動(dòng)性強(qiáng)，避免了教師枯燥乏味的說教。教師也可以在活動(dòng)過程中捕捉到共性或個(gè)性的問題切換到大屏上和學(xué)生一起討論。動(dòng)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(tái)推送練習(xí)題，可以幫助教師監(jiān)測(cè)是否所有學(xué)生都已完成了測(cè)驗(yàn)，而且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，進(jìn)行高質(zhì)量的講評(píng)，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償教學(xué)。

環(huán)節(jié)4：學(xué)生動(dòng)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(tái)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(qǐng)同學(xué)們搭建微觀模型。

[活動(dòng)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(jì)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(jìn)行微觀探索的。把演示實(shí)驗(yàn)做成微視頻也可以節(jié)省課堂時(shí)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(shí)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？?jī)煞鶊D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(diǎn)解釋物理變化和化學(xué)變化的實(shí)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(diǎn)理解純凈物和混合物。

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生已有的物質(zhì)分類的知識(shí)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(shí)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(shí)

恰當(dāng)?shù)那榫臣饶芊蠈W(xué)生已有的認(rèn)知水平，又能串聯(lián)起學(xué)生即將要達(dá)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(tái)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(yàn)，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(shí)融合到對(duì)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(shí)點(diǎn)。

2.微觀探究，培養(yǎng)模型認(rèn)知能力

學(xué)生運(yùn)用球棍模型，借助“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)進(jìn)行展示，交流，討論，完成對(duì)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(hào)再到對(duì)微觀世界的探索，借助“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)將學(xué)生的模型探究過程進(jìn)行共享討論，得出結(jié)論，整個(gè)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(dú)立思考，抽象思維的能力，提高了學(xué)生的模型認(rèn)知能力。討論又可以提高學(xué)生辯證思維能力和表達(dá)能力，小組合作能力。

3.知識(shí)遷移，解決實(shí)際問題

借助“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)推送習(xí)題，學(xué)生全員參與，教師可以根據(jù)后臺(tái)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(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)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(duì)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(shí)解決問題的能力得到同步提高。

4.問題驅(qū)動(dòng)，提高課堂參與度

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

參考文獻(xiàn)

[1]林秉珠.運(yùn)用認(rèn)知訪談診斷化學(xué)關(guān)鍵學(xué)習(xí)問題的實(shí)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(shí)驗(yàn)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(jì)為例[J].讀寫算（中），2019（8）：35-38.