交互式学程包与初中化学课程融合的实践研究

徐芝兰

随着信息技术的发展，在教学中，越来越强调信息技术与课程的深度融合和深度应用。因此，教师在进行教学设计的时候，应思考如何从多个层面将教学环节与信息技术进行融合。交互式初中化学学程包是初中化学交互式学件的集合，是由学科教师和工程师合作开发完成的，它的应用主体是学生，它的优点是将“以教为主”转化为“以学为主”，改变学生的学习方式，增强体验、互动、个别化和数据反馈，使过程性学习和行为的数据得以收集，为调整教与学提供了实证依据。在《构成物质的微粒》一课的教学中，笔者将传统教学方法与交互式初中化学学程包融合，在互动学习中突破了“微观世界”与“宏观世界”的“屏障”，这样更有利于学生微粒观的形成。

設计思路

《构成物质的微粒（1）》是上教版九年级化学第二章第二课时的内容，第一章从宏观角度认识物质的变化与性质，接下来从微观角度认识化学变化的本质、质量守恒定律的本质等，所以本节课的内容有着承上启下的关键作用。

本节课从两条主线进行教学设计。在知识上，以分子、原子的概念以及性质、区别为主线，由概念到性质，让学生由浅入深地形成微粒观。在内容上，用学生熟悉的王安石的《梅》作为暗线：①引出问题——学生初步尝试用已有经验解释梅花在墙角独自开放而在远处却能闻到香气的原因，引起认识上的冲突，激发对本节课的学习兴趣。②启发思考——梅花香气为什么看不见摸不着？香气为什么会自己来？远远闻到气味，怎么就能知道是梅花而不是百合花？通过这些问题让学生体会分子的性质在宏观世界中的体现。③学以致用——梅花香气是什么微粒？让学生学以致用，联系生活中宏观世界背后对应的微观概念，形成宏观和微观、生活经验和理论知识间的辩证关系。

“微粒”因为其抽象性，一直以来都是课堂教学的重点和难点。传统教学中一般采用以下两种方法来突破教学难点：一是采用PPT动画演示，该方法能在一定程度上形象地体现微粒动态的过程，但其演示程序是固定的，结果是预设好的，学生只能看，不能参与，是被动的学习，另外，PPT的演示是面向全体学生的，无法在有限的课堂时间内根据每个学生的掌握情况调整播放进度。二是采用微粒模型教具进行课堂的微粒构建，此方法能让每个学生在动手过程中体验微粒的变化，但微粒模型种类、数量有限，且受课堂空间和时间的限制，学生无法充分体验，也无法体会微粒不断运动、存在间隙等特点。

综合以上分析，笔者在传统的PPT动画演示、微粒模型教具进行微粒构建等方法的基础上，在知识形成的关键点，让学生使用平板电脑，融合交互式学程包来突破教学难点。本节课主要使用“物质由微粒构成”“微粒模型的搭建”和“酒精与水的混合”三个学程包，增强学生的体验、互动，在互动中将生活中的宏观世界和背后对应的微观概念联系起来。

教学环节设计

为了更好地阐述学程包的内容及其在化学课堂教学中的应用，特选用以下几个环节来说明。

1.教学环节一：构成物质的微粒——分子和原子（如表1）

分析：通过介绍化学家对原子和分子的认识过程，学生意识到物质是由许多微小的粒子构成的，也体会到对知识的认识要经历一个曲折而漫长的过程，这种学习方式培养了学生探究、创新、勇于质疑的核心素养。

“物质由微粒构成”学程包中包含了不同状态、不同微粒构成的物质的动态微粒模型，如图1、下页图2所示。在此环节中，学生可以通过平板电脑的交互操作，如放大、拖动、翻转等，将不同物质的宏观呈现与其微观构成联系起来，同时也可以比较同一物质不同状态间微观结构的区别，也能体会由不同微粒构成的物质间的区别。

2.教学环节二：微粒模型的搭建（如下页表2）

分析：“微粒模型的搭建”学程包要求学生填写物质化学式后，能根据化学式自己动手拖动构建微粒的3D模型，学生构建3D模型后，还能通过滑动屏幕达到随意翻转的效果，如下页图3所示。借助学程包，从化学式构建微粒，从微粒结构书写化学式，帮助学生从微观的角度理解化学用语、物质性质及物质变化，通过微粒模型的构建和实验探究，促进微粒观的初步形成，培养学生模型认知的化学核心素养。

3.教学环节三：分子的性质（如下页表3）

分析：实验探究是化学教学中不可替代的一部分，通过课堂实验、生活例子可以更形象、更生动地帮助学生理解一些基本概念与基础知识。本环节通过对宏观实验现象的观察（总体积减小），激发学生对微观粒子的思考。

学生在已有的知识水平上，很难得出微观粒子的性质（粒子间有间隙），而借助现代信息技术设备，学生能同时观察宏观的实验过程和该过程中所对应的微观变化（如下页图4）。通过宏观和微观的同时变化，能够更好地从微观层面上理解宏观的现象。

图4的左边界面是宏观过程中酒精与水的混合;右边界面显示两种微粒相互进入对方间隙的动态过程，宏观和微观过程同步进行。

4.教学环节四：随堂小练习

知识的学习是一个能动的反映过程，所以课堂上的讲练结合是非常重要的。在适当的环节，典型的、有针对性的练习，可以检测学生对重难点的掌握程度，也能培养学生运用知识去解决问题的良好习惯。

本节课中，教师使用平板电脑发布随堂小练习，通过它的实时批改、反馈的功能，全面采集学习行为和结果数据。基于数据，教师可以了解学生的答题进度、正误情况等，有针对性地对薄弱环节进行加强，方便之后的教学策略调整。学生可以查看每道题的解析，课后也能从自己的错题库中再次查看、复习，达到自主学习的效果。

教学反思

通过本节课的学习，学生认识了物质的微粒性，能用微粒的观点解释生活中常见的现象，初步形成微粒观。通过“物质由微粒构成”学程包，学生建立了分子和原子的概念，体验了微观世界与宏观世界的普遍联系;通过在“微粒模型的搭建”学程包中，构建几种常见分子的球棍模型，得出分子、原子之间的关系，也将抽象、生涩的微粒微观结构与宏观化学用语联系起来。教师将初中化学学程包融合到传统的教学方法中，带领学生突破了由宏观世界走向微观世界的“屏障”，为之后定量认识化学变化、质量守恒定律的实质提供了直观的理论依据。本节课通过平板布置练习，及时收集学生学习过程中的大数据，有利于教师后期教学策略的调整。比较遗憾的是，实际教学场景复杂，学程包这个新技术与传统课堂的融合目前依然处于尝试状态，其与PPT等其他教学资源的衔接还有进步的空间。

展望

学程包是学生与书本知识之间生动有趣的对话包，目前它除了具有本节课使用的几种功能外，还有题库、化学实验模拟等功能，可以自动推送、收集反馈、批改评价，做到了基于数据的个性化的教与学。在学生思维的“岔路口”，思想借助于技术的力量，可以发挥无比强大的功能，这就是学程包的魅力所在。