依托新情境、基于新技术的课堂实践

张磊 董金水

摘要：课堂管理和创设有效的教学情境是提高课堂教学效率的两个重要支撑，是基于课程标准的教学活动的有效落实，以苏教版高中化学1必修“铁、铜及其化合物”为例，将教学情境设计和基于平板电脑的“匡园深学系统”教学管理纳入其中，使学生的学习处于一种新情境、新科技相互交融的状态，以提高化学课堂教学的有效性。

关键词：深学系统;教学情境;课堂管理

文章编号：1008-0546（2020）06-0043-06 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.06.012

课堂是进行教学活动最主要的场所，课堂教学效率的高低对于整个系统的教学活动都具有非常深远的影响。合理利用现代教育技术手段进行课堂管理和创設有效的教学情境，无疑是提高课堂教学效率的两个重要支撑。课堂教学管理的核心是对学生学习心理、学习行为与学习思维活动的管理。这些管理可以有多种技术与策略，我们在教育教学实践活动中运用现代教育技术的“匡园深学系统”进行课堂教学管理，发现其教学效度较高，且深受学生喜欢。而恰当的教学情境又可以刺激学生的心灵，激发学生的思维，集中学生的注意力，从而提升学生在课堂教学过程中接受知识的效率。所以通过一定的教学情境设计激发学生的学习兴趣，将基于平板电脑的“匡园深学系统”教学管理纳入其中，使学生的学习处于一种新情境、新科技相互交融的状态，有足够的精力和激情投入学习过程之中。

一、基于“匡园深学系统”的“e课堂”

“匡园深学系统”（如图1）采用安卓操作系统的平板电脑技术基于“我的课堂”应用软件。每位学生都有属于自己的一台平板电脑，课堂教学时教师与学生的平板电脑处于同一个无线网络环境中。教师在教学之前先进行教学设计，将设计的课件通过“省锡中教学管理平台”发送至教室“e课堂”中。

“e课堂”的主要功能：（1）通过二维码扫描对学生进行到位管理，为新高考走班制提供了可能。（2）播放自己的教学设计（如PPT文档、Word文档等）。（3）板书（利用平板电脑的书写功能，并与投影仪进行无线连接）。（4）向学生发放课堂学案、随时查看学生的学习笔记。（5）收集学生的课堂学习记录;对学生的学习记录进行评价、保存。（6）将设计好的问题通过“e课堂”发送至学生的“我的课堂”中（无线传输）。发送的问题有两种类型：一种是客观问题，学生做选择性解答，可以单选也可以多选，实时统计学生客观题的解答情况;另一种是主观问题，学生根据自己的主观判断进行描述性解答，可以实时直播学生解答过程，也可以等全部完成后上传对比讲评。（7）在课堂教学过程中学生出现任何灵感或问题可以通过“思维大爆炸”功能实时提出自己的想法。

“匡园深学系统”的其他主要功能：“新测评”——学生可以通过这一功能进行作业书写，限时检测;“批阅”——对学生的作业，检测可以进行批改;“错题本”——将平时作业中的错题进行归纳整理;“随身答”——对不懂的问题，学生可以在线提问，老师在线解答，解答形式多样可以板书也可以录制微课小视频等等。

二、利用生活实例创设教学新情境

化学是一门来源于生活的科学，只要留心观察，生活中到处都蕴涵着化学现象和知识。因此，我们在化学课堂上，就可以从学生比较熟悉的生活中的事物人手来为学生创设教学新隋境。例如，为了给学生讲授“铁及其化合物的应用”，我在上课的时候利用生活中常见的现象“在水培喜酸性植物（如富贵竹）时往水里加一个生锈铁钉，就会改变它们变黄的命运”，让学生陷入思考的状态;从植物补铁剂说起，让学生学会用所学的知识去发现并探索生活现象背后的科学本质，从而完成“亚铁化合物与三价铁的化合物相互转变”的知识。这种通过生活实例所创设的教学新情境，不但拉近了学生与化学知识之间的距离，同时也在学习的过程中培养学生具有一定的把理论知识运用于生活实践的能力。

三、设计背景

1.设计意图与亮点

“铁及其化合物”是苏教版必修《化学1》专题3第二单元的内容，介绍铁离子的检验，二价铁和三价铁的性质及相互转化等。学生通过初中化学学习，初步认识了氯化亚铁、硫酸亚铁，掌握了一些基本的化学实验方法。高中又学习了离子反应、氧化还原理论，具备了从实验学化学的思想，有一定的实验探究能力。在认知上学生处于形象思维到抽象思维的过渡期、对化学实验充满着期待。因此，本设计以氧化还原理论为指导，设计三价铁及二价铁的性质探究方案。

本次设计的创新之处有如下几点：一“铁及其化合物”可以说是一个“老生常谈”的课题，为了激发学生的学习热情，体现化学是一门从生活中来到生活中去的学科，选择与生活密切相关但又无法清晰知道背后原因的植物补铁传言，形成几个教学片段（例如铁钉真的可以补铁吗，如何检验浸泡液中的铁离子，如何提高浸泡液的补铁效果），逐步递进，从生活中切入化学，创设化学新情境。二是在教学过程中模仿央视科普求证节目“是真的吗”进行，形式生动活泼激发学生的求知欲望。三是在实验探究的过程中，以学生自主探究，小组交流为主，按照科学探究的思路，步步为营，最终得到背后的科学本质，感受科学探究的过程，体验成功的乐趣。四在整个教学过程中不拘泥于一般的教学模式和教学结构，采用由特殊到一般的求证模式，反复求证螺旋式上升，形成新的学习方法和学习理念（图2）。

2.教学目标

（1）通过实验掌握检验Fe2^{+、Fe3+的方法;}

（2）能依据氧化还原理论，通过实验提出Fe²⁺、Fe³⁺的相互转化方法;

（3）在探究过程中，学生能如实记录实验现象，逐步养成严谨求实的科学态度;

（4）通过有关补铁传言求证的过程，感受化学在生活中的重要应用，感受化学之美。

四、教学过程

[导人]（如图3展示两束富贵竹实物，一束生长旺盛，另一束叶黄）绿植在我们生活中扮演着非常重要的角色，我们都希望它们枝繁叶茂，但往往不如人意，大家知道它怎么了嘛？

[学生]缺少N，P，K等元素。

[教师]是的，除了N，P，K外，有人说在水培喜酸性植物（如富贵竹）时往水里加一个生锈铁钉就能解决问题！大家认为是真的吗（模仿央视科普求证节目“是真的吗”）？我们来进行一个现场调查（图4利用。课堂的客观题功能）。从结果来看，对于这样一个问题大家也是存在困惑的？（学生一半认为是真的，另一半认为是假的）

设计意图：本节课可以说是一个比较常规和大众的课题，为了激发学生的学习热情又有别于平常上课所用的“缺铁性贫血”“麦片中的铁”等比较俗套旧情境，希望创设出源于真实生活的新情境。本节课以网络上的“谣言”（“在水培喜酸性植物时往水里加一个生锈铁钉，就会改变它们变黄的命运”）作为引入，一下子吸引了学生的兴趣，让学生明白本节课在社会生活中的价值。此外，这一环节利用平板的客观题作答功能，通过新的技术手段调查学生对生活现象的认识情况，对学生的知识有一个大概的了解，并让学生对熟悉的生活现象产生困惑，激发学生学习铁及其化合物的兴趣，驱动本节内容的学习。

[教师]那今天我们就从植物补铁说起，来学习铁及其化合物的知识。

[展示]图5浸泡液

[讲述]这是几周前，老师为了模拟水培环境将生锈的铁钉浸泡在微酸性溶液中得到的浸泡液。

[提问]下面让我们从化学家的角度去思考，在浸泡液中含Fe²⁺还是Fe³⁺呢？观察实验台上的FeCl₂、Fe-Cl₃溶液，提出可能的检验方案。

[学生交流讨论]颜色，加碱……

[学生一]通过观察颜色，二价铁溶液为浅绿色，三价铁溶液为淡黄色。

[教师]非常好，除了颜色以外，我们已经学过的知识中，有没有其他的检验方法？

[学生二]通过加入氢氧化钠溶液

[教师]那就请同学按照设想的实验方案，利用氢氧化钠来检验亚铁和三价铁离子。观察现象，分析推理，得出结论，完成实验报告。

[学生分组实验]

[学生交流讨论]找学生回答，描述下观察到的现象。

[提问]通过刚刚××同学的描述，请大家一起尝试在平板上利用离子方程式来进行解释，完成实验报告单。

[教师]在三价铁溶液中我们观察到了红褐色的氢氧化铁沉淀，在二价铁溶液中观察到了灰绿色沉淀，实际上，亚铁离子与氢氧化钠溶液反应生成的氢氧化亚铁是一种白色沉淀，在空气中变成灰绿色，最终变成红褐色沉淀。

[提问]现在大家可以回过头来，看下我们振荡后亚铁溶液的试管壁，发现红褐色沉淀了吗？Fe（OH）₂在空氣中变化的原因是什么，并用化学方程式表示？

[学生]氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁。

[得出结论]由此可见加碱是一个不错的方法。

设计意图：这一环节让学生设计简单的实验方案并自己动手检验，鉴别“溶液中含Fe²⁺还是Fe³⁺”，目的在于诊断学生对亚铁离子和三价铁离子一些简单的性质的掌握情况，培养学生设计简单方案，能够动手操作，学会观察现象，依据证据推出合理的结论的能力。让学生运用所学知识解决生活中简单的化学问题，让他们在问题解决过程中收获成功的喜悦，也为接下来解决真实情境下的复杂问题做好铺垫。

[提问]那对于浸泡液这两种方法行吗？

[教师实验演示]（1）观察浸泡液，无色透明

（2）加碱，无现象

[教师]这两种方法都有一定的局限性，有没有更灵敏的方法？这里给大家介绍一种试剂硫氰化钾。

设计意图：回归到真实情境，体会真实生活环境下的复杂性，让学生认识到自己知识的局限性，激发他们的求知欲望。

[连线教材]展示书本上Fe²⁺检验

[教师]请大家自己动手进行实验，通过硫氰化钾来检验亚铁和三价铁离子并完成实验报告。

[讲述]一般情况下我们常常用这三种方法来鉴别亚铁离子和三价铁离子。

[提问]对照我们所掌握的几种常见的鉴别方法，选择实验方案验证三价铁离子。

[教师实验演示]在浸泡液中滴加硫氰化钾溶液。

[实验现象]加入硫氰化钾后，溶液变红

[得出结论]浸泡液中的确有三价铁离子。

设计意图：让学生体会运用不同的方法如观察法、沉淀法和显色法等来检验物质，让学生通过实验来感知不同检验方法的适用范围及各自的优缺点，体会到用硫氰化钾溶液来检验是一种十分灵敏的方法，让学生体会实验观和变化观。教师巡视、观察和记录，在实验后及时点评，指出学生在实验中存在的问题，引导学生明确改进的地方和努力的方向。

[教师]刚刚我们从化学家的角度去分析了铁离子的存在形态，现在让我们从植物学家的角度出发，植物真的需要铁元素吗？通过资料收集发现——

[资料卡片]：植物与铁元素（如图6）

设计意图：引导性问题较容易引出“植物”与“铁”的关系。教师在学生回答的基础上，展示常见植物补铁剂，让学生认识到铁元素的重要性，引导学生从“实物”到铁元素，渗透化学元素观。

[提问]我们还不会直接去检验二价铁，但是学会了三价铁离子检验，那我们将是否可以间接地去检验二价铁呢？

[教师]大家从化合价的角度分析，二价铁和三价铁之间的关系，小组交流讨论，利用实验台上的试剂，在平板上完成设计二价铁到三价铁的转化而检验二价铁离子的简案（表2）。

[学生设计方案]方案一：氯化亚铁溶液+氯水溶液+硫氰化钾溶液;

方案二：氯化亚铁溶液+过氧化氢溶液+硫氰化钾溶液;

方案三：氯化亚铁溶液+高锰酸钾溶液+硫氰化钾溶液;

[教师]下面请同学来解释自己的方案，其他同学我们一起来评价下方案的可行性如何？

[学生]三种方案通过先加氧化剂将亚铁离子氧化成三价铁离子，再用硫氰化钾检验三价铁，可以用来间接检验亚铁离子。

[教师]对于3种方案中的都是选择我们熟悉的氧化剂，但其中的高锰酸钾比较特殊呈现紫红色，那我们的方案三可否作下适当的调整吗？

[学生]根据离子检验的原则，最简单的方法，最少的试剂，最明显的现象，由于高锰酸钾在反应过程中自身颜色发生变化，我们可以将高锰酸钾和氯化亚铁的顺序进行调整，无需加入硫氰化钾即可检验

[教师]请同学们根据最终方案选取一个进行验证。

[学生实验]按照设计方案进行实验

[提问]通过交流讨论和实验验证我们得到了检验二价铁的方案，那可以用来检验浸泡液中的二价铁吗？

[学生]对于浸泡液中既有亚铁离子又有三价铁离子，只能用方案三：在溶液中滴加高锰酸钾溶液，观察是否褪色。

[教师实验演示]为了让实验现象更加明显，排除稀释造成的干扰，取两支试管分别加等量的浸泡液和去离子水，再滴加三滴高锰酸钾溶液。

[实验现象]浸泡液中高锰酸钾褪色，去离子水中高锰酸钾颜色变淡。

[得出结论]浸泡液中还有二价铁离子。

设计意图：学生刚刚学会三价铁离子的鉴别，对这一知识印象深刻。而这一环节却需要去检验二价铁，对于二价铁检验的知识学生确是一片空白，产生认知冲突，会联想起三价铁的检验，从而自然过渡到Fe²⁺和Fe³⁺相互转化。《普通高中化学课程标准（2017年版）》强调要充分认识化学实验的独特价值，通过相关问题的探讨，强化“变化观念”，从氧化还原理论角度分析，精心设计实验探究活动来学习化学。据此，本课在教材“活动与探究”栏目基础上，增添了双氧水溶液、酸性高锰酸钾等试剂，完全由学生自主设计方案、动手操作实验，在教师引导下进行成果分享、小结，增强了探究活动的开放性，体现了探究活动的本质特点，提升了学生的科学探究素养。此外，教师通过对实验方案合理性分析，培养了学生积极参与，敢于质疑，勇于动手能力，凸显了化学实验的严谨与细致。

[提问]浸泡液中Fe²⁺和Fe³⁺共存，怎么样可以提高浸泡液的补铁功效呢？

[学生]将三价铁还原成二价铁

[学生分组实验]大家从化合价的角度分析，二价铁和三价铁之间的关系，小组交流讨论，利用实验台上的试剂，在平板上完成设计三价铁到二价铁的转化（表3）。

[教师]浸泡液当中存在铁钉，正好起到了还原三价铁离子的作用。

设计意图：联系生活實际，在猜想的基础上，让学生进行实验预测，开展自主探究和合作探究，让学生体悟“合理的”实验步骤和“规范的”实验操作，让学生通过实验束发现铁粉可以使三价铁转化为二价铁，进一步体会元素观、微粒观、转化观和实验观等。

[评价]现场调查（e课堂客观题功能呈现评价结果如图7），在水培喜酸性植物（如富贵竹）时往水里加一个生锈铁钉就能解决问题！大家认为是真的吗？

[教师]通过刚刚大家一起探究，解决了老师心中的困惑。

设计意图：通过e课堂新技术的应用，观测到了学生学习前后的转变（由对生活中现象背后原因的一知半解，到后来的对在水培植物中加铁钉的认同），让实验教学“过程性评价”不再凭“经验”“感觉”或者“印象”等没有数据支持的方式呈现。通过几个环节的实施，学生理解了铁及其化合物的相关知识，将所学化学知识运用到解决实际问题中去，将学习活动从课内延伸至课外，从化学走向社会，从书本走向生活，做到过程性评价与终结性评价有机结合。学以致用，让学生觉得他不仅仅是拥有了知识，还拥有了智慧，使学习欲罢不能，激发学生的情趣，让学生感受心灵之乐。

[教师]其实在我们学习生活中也常常利用到这样的方法，实验室在配制FeCl₂或FeSO₄溶液时，通常还要往溶液中加入铁粉。现在大家知道是什么原因了吧。请通过化学方程式解释其原因。

[教师]此外在工业生产中也有着重要的应用

设计意图：巧用化学课堂教学情境，通过化学问题，让学生学习化学知识的同时，再将所学知识应用到生产、生活中，可以归纳为起源于生活、形成于课本、应用于生活。

五、教学反思

本节课以生活中水培绿植变黄这现象人手，通过设计具有一定难度梯度和内在联系的问题来驱动学生自主探究学习，依次完成了三价铁离子的检验，二价铁离子和三价铁离子间的相互转化，激发了学生学习兴趣;语言幽默风趣，详略得当，简洁到位;在课堂小结之后进行知识应用和巩固反馈，布置了关于铁及其化合物的课后探究作业，把探究活动延伸到课后。整个课堂情境与问题双驱动，师生互动，首尾呼应，一气呵成！

纵观整个课堂，能巧妙为学生设置问题探究、实验探究情境，突显以学生为主体的教学理念。在多个环节的实验探究中，在新技术“匡园深学系统”的支撑下，全体学生积极参与了课堂探究活动，所有同学都参与了发言、板演及动手实验的机会，努力实现多重对话，让更多的学生发表自己的见解，使更多的学生产生成就感，形成知能碰撞和思想交流的动态过程，学生一直保持兴奋，打造了一节有活力的智慧课堂！

随着信息技术的飞速发展，“智慧课堂，深度融合”的学习方式将传统教学的优势与网络教学的优势相结合，在现在教学中应用的越来越多。而在实际教学中，也有不少人只是将两者单纯地混合相加，没有深度融合。如何将教学理论、技术、情境按照教学需求，并结合不同风格的学生进行深度统一，还需要在教学实践中进行深入研究和讨论。