智慧课堂环境下中学化学探究性实验教学的实践探索——以海带中提取碘实验为例

张浩，王福中，王方阔，于美爱

（1.合肥师范学院化学与化学工程学院，安徽合肥230601；2.蒙城第一中学，安徽亳州233500）

智慧课堂在信息技术的支持下，课前以微课的形式创设问题情境，学生可以进行自主学习，课堂教学中利用智能终端进行师生之间的交流学习，并记录教学过程中的学习成果，形成生成性资源，课后教师可根据这些资料对不同层次的学生布置具有针对性的学习任务。智慧课堂的出现大大扩展了学生的学习空间，让学生可以在网络环境的条件下自主学习。与传统教学中的家庭作业相比，两者都属于校外学习，但利用智慧课堂却具有更多的选择性，内容也更加丰富。同时，智慧教学环境下教师的教学准备不再局限于课堂教学，转变为全面地关注学生在课前、课堂以及课后的学习情况，根据反馈可以在有需要的情况下及时调整教学策略。

1 智慧课堂的发展

智慧课堂起源于在课堂教学中引入信息技术，作为一种教学手段参与教学过程，以提高教学效率。比如利用ppt课件教学，可有效节省教师的板书时间。学生在NB实验室程序中可以按照自己的想法搭建实验装置，还有数字化实验仪器的利用等，这些都属于化学课堂教学中对信息技术的利用。进入二十一世纪之后，有学者正式提出了智慧课堂的概念，在移动互联网环境下利用物联网等新技术，偏向于智慧课堂环境上的构建[1]。而在新时代的智慧课堂教学中，已经由技术上的“智慧”转向学习模式上的“智慧学习”，从发展学生的学科素养与能力为出发点，开发利用先进的科学技术，促进学生的自主学习、有效学习。刘邦奇等提出新一代智慧课堂的定义与内涵：利用人工智能、大数据等智能信息技术构建以“云—网—端”为基础的智慧课堂智能化服务平台，包括教室智能平台、智能云服务、智能终端，完整地阐述了在实施智慧课堂过程中的技术服务与需求，但对于课堂教学方面的关注仍有所不足[2]。新时代智慧课堂的构建最终仍要落足于学科教学，这就需要结合学科特点，利用已有的智慧课堂实施条件，探索学科教学过程中智慧课堂体系的构建。

2 智慧课堂环境下的优势分析

2.1 学习方式

在互联网得到普及与信息技术快速发展的条件下，利用教师端与学生端的软硬件支持，教学活动不再局限于课堂教学，学生的课后学习也不再是单调的书本复习与作业完成。可以说，智慧课堂的出现让学生的学习方式有了实质性的转变，为学生的学习活动提供了很大的便捷性。课前微课的学习引发学生对问题的思考，学习的准备活动在课前就已经完成，让课堂教学成为和学生一起探究解决问题的过程，有利于提高课堂教学的学习效率，培养学生的自主学习能力。

2.2 个别教学

我国著名的思想家、教育家孔子曾提出“因材施教”的教育思想，即根据学生的实际情况出发，针对学生的个体性差异，实施不同层次的教学。在传统课堂教学中，由于教学方式的局限性，很难有效地落实针对不同层次的学生进行个别教学。智慧课堂环境下则让个别教学有了进一步发展的可能性，教师与学生在交互式学习过程中的学习成果可以以数据的形式记录在教学终端，有利于教师在课后准确地掌握学生的学习情况，并针对不同层次的学生布置不同的课后任务，有利于学生的个性发展。

2.3 教、学、评一体化

美国学者格朗兰德认为，评价是为了确定学生达到教学目标的程度，收集、分析和解释信息的（课堂）系统过程[3]。通过教师对学生学习成果进行合理正确的教学评价，可以诊断学生对知识与技能的掌握情况，检验教学效果。通过智能终端的线上交流，教师可以及时了解学生的学习情况，而终端中记录的生成性资源作为教学反馈，是教师进行教学评价的有力依据。智能终端作为师生学习交流的纽带，不管是微课学习成果的反馈，还是课堂教学过程中的交流反馈，以及课后学习任务的完成情况反馈，都是教师进行教学评价的有力依据，可以帮助教师调整后续的教学策略。而教师在教学过程中的即时评价，同样有利于学生发现在思考解决问题过程中自身存在的不足。

3 案例教学的教学设计

在学生学习过富集海水中的元素——“氯”这一课时的内容之后，虽然卤族元素在生活中比较常见，但是由卤素元素组成的单质，学生接触的却不是很多，所以选择让学生尝试从生活中常见的物质中提取卤素单质——碘。碘是人体的必需微量元素之一，而海带作为一种生活中常见的食品，也是我们补充碘元素的主要途径之一。所以作者设计了一节探究性实验课——从海带中提取碘。

3.1 微课设计

微课从教材中的科学视野入手，介绍了卤族元素，其中提到碘主要存在于海草（如海带）、海水和矿盐中，布置了以下学习任务：海带作为生活中的常见食品，可以尝试从中提取碘单质，那么请同学们自主学习查阅资料，想一想海带中的碘是以什么形式存在的呢？如何获取海带中的碘？因为在获得含碘溶液后制取碘单质的操作并不困难。为了提升学生对于化学反应的定量分析能力，视频中补充讲解了碘量法测定碘含量的相关内容，请同学们自主学习，为课堂教学的学习积累一定的知识基础。

3.2 主要教学过程

活动探究一：首先教师总结在微课学习中同学们提出的获得含碘溶液的方案，为了节省时间，视频展示通过灼烧获得含碘溶液的过程，然后向同学们提供通过灼烧后，已经获得的含碘溶液，请同学们设计获取碘单质的实验方案，并将实验方案拍照上传到智能终端。老师筛选出2到3个实验方案，小组之间互评，教师总结，在交流中选择最合理的实验方案。同学们开始实验，获取碘单质。实验结束后，学生展示实验成果——得到的碘的四氯化碳溶液。

活动探究二：基于学生已经在微课学习中了解了碘量法测碘含量的相关内容，这里教师进行简单回顾，解决学生仍存在的疑问，但是，能不能直接利用碘的四氯化碳溶液测定碘的含量呢？显然是不能的，需要将碘的四氯化碳溶液转化为碘的水溶液。那么该如何将碘的四氯化碳溶液转化为碘的水溶液呢？同学们当堂进行资料查阅，发现可以利用反萃取法获得碘的水溶液：

3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O

同学们进行实验测定溶液中碘的含量，并将计算过程在稿纸上展示出来，拍照上传。最后各组进行测定结果的对照，教师进行点评。课堂最后请学生谈一谈本节课的学习收获。

3.3 课后巩固

根据学生在课堂学习过程中上传的学习成果，老师进行分析，掌握学生的学习情况后，选择相应难度的试题组成课后作业，学生通过智能终端在线完成。老师根据作业完成情况的教学反馈，总结本节课的教学效果，完成本节课的教学反思。

4 总结

对于智慧课堂的实施来说，毫无疑问地改变了原有的教学模式，在教学效果上，大大发展了学生的自主学习能力；在整个教学过程中，教师对学生学习情况的掌握也得到提升，有利于教师进行教学评价和调整教学策略；但同时也考验了学生的自我控制能力，能否正确对待网络，将之用于学习之上；而且，家长对于学生利用网络学习的态度也影响着智慧课堂的教学实施。总的来说，智慧课堂作为一种新的教学模式，若能正确有效实施，将会大大提高教学效果，但能否得到学生与家长的广泛认同与接受还有很长的路要走。