初中化学引入iPad新技术的高效课堂案例

方诣

摘要：基于苹果公司与我校合作的“移动学习”教学开放日的活动机会，作者开设了一堂使用iPad：t～；.的初三化学公开课，本节课师生共同使用了Atoms In Motion Student Ed.、Molecules bv Theodore Gray、“神奇的化学元素：抽认卡”、Trendy Chem等多

iPad化學专业App，更加有效地帮助学生突破了对微观世界理解的困难，化抽象为直观，化枯燥为生动。让学生从微观和宏观不同的角度审视物质的组成、构成、状态、体积与质量，学会用化学的视角看世界。

关键词：移动学习；iPad技术；高效化学课堂；初中化学数字化

[案例背景]

随着平板电脑、电子书包、移动学习等教育新技术的出现，电子设备的推陈出新以及网络通讯水平的迅猛发展，使数字化学习引起了人们越来越多的关注，一轮新的信息技术又开始势不可挡地进入教学领域。在信息技术飞速发展的年代，教育信息化成为应时代趋势的一种普遍走向，这些新技术的发展，为教学新模式的诞生带来了新的思路。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中提到：“要加快教育信息基础设施建设，加快终端设施普及”。随着教育信息化试点的实行，越来越多学校在实践中探索iPad在教学中的应用，iPad凭借其便捷性和丰富性在课堂教学中渐成流行之势。手持移动设备尤其是iPad对教育实践的影响以及怎样把iPad有效地引入到课堂教学中，一直是教育研究和教育实践领域的热点问题之一。

目前，将iPad具体应用到中小学课程中仍处于初步探索阶段，教育专家正在积极探索如何把iPad整合到中小学中，使它以更合理的方式应用到课堂中。但是对比于其他的学科，数字化技术在初中化学中的运用相对较少，这可能是因为化学学科从初三才开始学，直接面对中考升学压力的缘故。在2016年12月，苹果公司与我校合作组织了一次“基础教育阶段移动学习开放日”活动，希望各学科开一节iPad数字化公开课，这对于任教初三化学的我是一个难得的思考数字化新技术在初中化学中如何利用的宝贵机会。本文以这次数字化公开课为契机，提供了一个在初中课题运用iPad教学的课堂实际案例。

[案例描述]

本节课的课题是“用化学之眼看世界：分子和原子”。教学目标设定为：

1.知识与技能：掌握物质的宏观组成和微观构成，能从微观视角分析物质的体积和质量，了解化学变化的微观本质。

2.过程与方法：透过iPad软件模拟让学生体验看不见摸不着但实际存在的微观世界。

3.情感态度价值观：培养学生透过现象看本质的科学思维。体会从化学视角看世界。

重点设定为：微粒的性质、化学变化的本质；难点设定为：微观视角分析物质的体积和质量、物质三态变化的微观实质。

本节课主要分为四个教学模块进行教学：物质的组成，物质的构成，物质的体积，物质的质量。

在课前准备工作中，学生通过软件App“神奇的化学元素：抽认卡”熟悉化学元素的名称符号和在生活中的用途。而教师需要：1。发布课前学习和课堂练习需要的App“神奇的化学元素：抽认卡”和“Trendy Chem”。2.通过App软件“Molecules by Theodore Gray”构建教学需要的分子模型。3.通过App软件“Atoms In Motion Student Ed.”构建物质热胀冷缩的微观模型。

本节公开课通过iPad播放法兰琳卡“我们恨化学”广告和北大教授状告央视“我们恨化学”广告“反科学”的新闻来引入，衔接“这是一瓶不含任何化学物质的纯净蒸馏水吗”命题，从而通过学生说出物质都是由化学元素组成的，教师继而以蒸馏水、铁钉、食盐等物质的构成微粒引导学生回忆物质的构成。

在复习了微粒的性质之后抛出了一个话题：分子和原子之间的关系？使用App软件Molecules by Theodore Gray模拟分子结构模型展示给学生看（笔者在课堂上挑选了甲烷、乙醇等学生在初中阶段的常见物质为模型），该App软件不仅可以3D立体的展示分子是由原子构成的，而且可以通过手指在iPad屏幕上的滑动改变模型所在体系的温度，通过Molecules by Theodore Gray学生不仅可以即时看到分子运动速率随着温度的升高而加快，而且可以看到随着温度的升高，分子内部的构成原子自身的振动频率也加快，这样一来，就很好地突破了学生们容易存在的一个误区：分子随温度变化不断运动，原子固定在分子内部不会运动。

在复习了粒子的形成之后，讨论了从微观角度看物质的体积受哪些因素影响（粒子数目、粒子体积、粒子间隔）。随后抛出了一个话题：热胀冷缩的本质是什么？什么决定了物质状态？使用App软件“Atoms In Motion Student Ed.”（该软件的学生版是免费的）模拟微观粒子在不同温度下运动速率以及间隔的变化，通过该软件的展示引导学生得到小结：粒子间隔决定物质的状态；热胀冷缩改变的是粒子间隔。

接下来从宏观和微观角度分析物理变化和化学变化，复习了一些重要结论：分子是保持物质化学性质的最小粒子；原子是化学变化中最小的粒子；在化学变化中，分子可以分为原子，原子又可以组合成新的分子。

最后一个教学模块是讨论物质的质量，教师数形结合地引导学生讨论了一些质量关系：物质的质量=构成它的所有分子质量之和=构成这些分子的所有原子质量之和；分子的质量=构成它的所有原子质量之和；相对分子质量=构成该分子的所有原子的相对质量之和；相对原子质量≈质子数+中子数。让学生们在自己的iPad用提前下载好的App软件Trendy Chem自主练习进行质子数、电子数、中子数的计算，从而加深记忆。（该软件是英文的，计算只是其中的一个功能，如何操作需要教师给学生讲解）

课堂的结尾，让学生在自己的iPad通过用App软件SimpleMind+就本节课所复习内容合作讨论制作思维导图。

[教学反思]

这是一堂充分体现信息教育技术与课堂教学相结合的课，拿着iPad上课的学生们兴趣也格外高涨，让原本非常抽象的教学内容变得生动有趣。用iPad软件动态模拟的化学变化的微观过程“分子分为原子，原子重新组合成新分子。”以及“温度升高降低只改变微粒的运动速率和间隔，而微粒的本身体积是不变的。”生动直观地揭示了化学变化的微观实质是原子的拆分重组以及热胀冷缩的本质原因是间隔的改变而粒子本身的体积不会变化，还帮助学生克服了“分子中的原子不再运动”的误区。通过iPM软件模拟，可以直观地看到分子内部的原子随着温度的变化不断振动，且温度越高振动越剧烈。本节课更加有效地帮助学生突破了对微观世界理解的困难，化抽象为直观，化枯燥为生动。通过Atoms In Motion Student Ed.、Molecules by Theodore Gray、“神奇的化学元素：抽认卡”、Trendy Chem等iPad专业化学App软件帮助学生从微观和宏观不同的角度审视物质的组成、构成、状态、体积与质量，学会用化学的视角看世界。

不可否认，iPad进入课堂仍被视为是一把双刃剑，不能认为有了iPad就可以抛弃原有的传统教学模式。笔者认为，面对任何教育新技术，应以开放的心态去接纳，教育的变革需要技术的革新，iPad引入教学的探索意义在于利用一切可以利用的资源，促进学生的发展。笔者会继续关注数字化技术在初中化学教学中的应用情况，并努力将其中的建议在实践中加以落实并检验其可行性，希望能为初中化学数字化课程建设贡献一份力量，不断推进初中化学教育现代化的进程。在数字化教育新技术全面发展的今天，利用数字化技术提高化学教学质量已成为现实，相信随着新课程改革的逐渐深入，化学教育信息化实践的不断开展，数字化教育新技术一定会在初中化学教学和学习中得到更广泛的应用，收获更好的效果。