“学习通”技术支持的初中化学教学设计

高叶锋

摘要：以“分子与原子”的教学设计为例，分享了在“学习通”信息技术支持下，将真实的情境与知识融合，进行模型建构。引导学生从熟悉的宏观世界入手，逐步分析探索微观世界，建立微粒观，提升学生的学科素养，打造高效化学课堂。

关键词：学习通;分子原子;有效参与;核心素养

文章编号：1008-0546（2022）10x-0046-05中图分类号：G632.41文献标识码：B

化学是在分子、原子层次上研究物质的一门基础科学，开启了宏微结合看世界的独特视角。[1]在初中化学学习过程中，学生还无法进行从形象思维到抽象思维的认知方式和思维方式的转变，对分子、原子知识的学习感到很吃力，教师往往对一个概念讲解多次后，学生还是茫然的，再加上知识比较枯燥，造成课堂上学生有效参与性差，教师的教学很多时候是无效的。有效參与是指在课堂上学生的学习积极性高、主动性强，学生活动围绕所要学习的内容，学生的思维达到最大限度的发展。[2]如何让学生有效参与课堂？笔者尝试将信息技术融入课堂，将真实情境、知识的整合、模型的建构有机结合起来，明晰学生学习过程的思维转变过程，使教学能够更加有效地服务于学生。

一、“学习通”信息平台介绍

“学习通”是基于微服务架构打造的课程学习、知识传播与管理分享平台。在课堂教学前，教师需要将课件上传到“学习通”云盘，课堂互动环节中的问题、视频、网址链接，以及课后巩固习题要同步做到课件页面中。然后通过投屏，就可以将PPT内容，活动内容，以及“学习通”里面的数据分析进行展示。图1是学习通平台功能的主要界面。

“学习通”平台的主要功能有：

（1）可以关注到每个学生。通过二维码签到功能可以确保所有学生都已进班;课堂练习中可以看到每个学生是否上传答案;在活动环节中，可以看到每个学生是否参与其中。

（2）不受教室空间限制。老师可以在教室里任意地方通过手机控制，投屏播放课件。避免老师必须走到讲台才能切换PPT。

（3）可随时向学生推送需要的学习网址链接、学案、习题、主题讨论任务。在互动环节中，学生需要了解一些网页上的知识，或是课堂需要做一些小练习，推送给学生节省了时间，而且可以把数据保存下来，形成系统资料。

（4）随时抓拍学生学习的瞬间画面，投屏分享。教师在课堂巡视过程中发现学生的共性问题或是亮点，抓拍后能立刻投屏与学生交流讨论，提高上课效率。

（5）对习题的完成情况进行实时统计，教师可以进行讲评。对课堂上学生提交的习题，“学习通”可以统计出每一道题的正确率，教师根据学生的答题情况进行有效讲评，避免了教师在得不到学生答题的情况下逐题讲评，造成时间紧张，难点分析不到位。

“学习通”平台，丰富了化学课堂的呈现形式。平板电脑的加入课堂，使课堂增加了人机互动，生生互动，实现了多重互动。

以“分子与原子”的教学为例，通过信息技术让学生形成微粒观，对“宏观、微观、符号”这三块的学习都有重要意义，利于学生理解和解释宏观事实和现象，利于学生理解化学符号的意义，利于学生深化对微观知识的理解。[3]

二、“分子与原子”的教学设计框架

沪教版第三章第一节第二课时“分子与原子”学习内容包括分子、原子的共同点，物质的化学性质与物质微观构成的关系，物理变化与化学变化的区别与联系，以及如何应用微粒观解释一些问题。

用“学习通”播放太空飞船中的宇航员是如何获得水的视频，在此情境下，产生对获得水方式的疑问。在“学习通”技术的支持下进行模型建构，展开微观探究，最终让学生自己形成对原子和分子的微观认识。教学设计框架见图2。

三、“分子与原子”一课的教学过程

环节1：感受分子、原子的真实存在

[问题1]上一节课学习的铜、氯化钠、二氧化碳都是由什么微粒构成？

[活动1]用平台的“选人”功能选中学生，回答铜、氯化钠、二氧化碳的微观构成。

[问题2]分子、原子真实存在吗？

[活动2]屏幕上展示图片（见图3）：图片分别表示的是我国科学家拍摄到的水分子图像、用扫描隧道显微镜拍摄的硅原子图像和苯分子图像。通过平板电脑推送网址让学生自主学习，感受分子、原子都很小。

[活动3]学生交流分子、原子是客观存在的事实。

设计意图：通过“学习通”平台推送图片以及网址，让学生在课堂中方便快捷地实现自主学习，打破了灌输式的传统教学方式，有助于培养学生的自主学习能力。通过介绍中国科学家在世界上首次拍摄到水分子内部图像，提升学生民族自豪感，激发学生学习化学的兴趣，体悟化学的价值。

环节2：理解构成物质的微粒保持物质的化学性质

[问题3]大家能根据水，氢气、氧气的化学式用球棍模拟出这些分子的模型吗？

[活动4]小组成员搭建水分子，氢分子、氧分子球棍模型，并且分析它们的构成。

[问题4]过氧化氢和水都含有相同的氢原子和氧原子，它们的化学性质是否相同？

[演示实验]在过氧化氢溶液和水中加等质量的二氧化锰，并通过“学习通”平台进行直播（见图4）。

[活动5]学生根据实验现象推断物质的微观构成。过氧化氢是由过氧化氢分子构成，水是由水分子构成。构成物质的微粒不同，物质的化学性质就不同。

[问题5]保持铜、氯化钠的化学性质的微粒是什么？

[活动6]用平台的“抢答”功能抢中的学生回答，铜的化学性质是由铜原子保持，氯化钠的化学性质由钠离子和氯离子来保持。

[归纳1]物质是由哪种微粒构成的，哪种微粒就保持了该物质的化学性质。

设计意图：传统的演示方式，由于教室空间大，实验器具小，教师在讲台上演示，后面的学生很难观察到实验现象。通过“学习通”平台直播实验过程，每位学生都可以清晰地观察到实验现象。只有对宏观的现象观察透彻了，才能更好地分析微观的差异，才能有助于学生更好地参与到课堂中来。通过对比实验的设计，可以让学生观察到：水中加二氧化锰不能产生氧气，过氧化氢中加二氧化锰能产生氧气，从而证明两者的化学性质不同，推断两者是由不同种微粒构成的。帮助学生理解构成物质的微粒不同，物质的化学性质不同，培养学生寻找证据进行推理的能力。通过实验探究引导学生分析物质微观构成与物质化学性质的关系，体现了结构决定性质的化学观。

环节3：学生动手探究化学变化的本质

[问题6]回顾电解水的实验现象，用符号表达反应过程。水分子是如何变化成氢分子和氧分子的？

[活动7]小组成员用球棍模拟出变化过程，并拍摄展示微观变化过程的照片（见图5）。

[问题7]在水电解过程中变化的是什么微粒？不变的是什么微粒？

[活动8]学生交流讨论得出：化学变化过程是分子分解为原子，原子重新组合成新的分子的过程。

[巩固1]学生在纸上画氢气在氧气中点燃反应的微观示意图，并拍照上传展示。

[归纳2]师生一起小结分子与原子的相同点和不同点。

[巩固2]学生在平板电脑上完成平台推送的习题，教师投屏，根据实时数据进行讲评（见图6）。

设计意图：通过分小组实验，建立分子模型，并将变化过程拍摄照片上传到“学习通”平台展示，让每一位学生都参与课堂学习活动，学生的积极性高，主动性强，避免了教师枯燥乏味的说教。教师也可以在活动过程中捕捉到共性或个性的问题切换到大屏上和学生一起讨论。动态化的交流极大地提高了课堂容量与效果，学生的思维得到较好的发展。利用“学习通”平台推送练习题，可以帮助教师监测是否所有学生都已完成了测验，而且可以进行实时数据的分析，进行高质量的讲评，及时进行补偿教学。

环节4：学生动手探究物理变化的本质

[演示]将模拟在太空中通过蒸馏获得水的过程拍成微视频，通过“学习通”平台播放（见图7）。

[问题8]水蒸馏过程中有什么现象？微观层面的微粒发生变化了吗？请同学们搭建微观模型。

[活动9]小组成员合作用球棍模型模拟出变化过程，并拍摄微粒变化过程的照片上传展示（见图8）。

[归纳3]师生一起总结物理变化的本质。

设计意图：分子与原子这节课主要是感受物质的微观构成以及物质的微观变化，如果宏观现象没有很好地直观感受，学生是很难进行微观探索的。把演示实验做成微视频也可以节省课堂时间，从而提升课堂的效率与容量。通过小组合作，模拟水的蒸馏变化前后的微观模型，让学生感知由分子构成的物质，在发生物理变化和化学变化时的不同表现。水的蒸馏是宏观现象，学生通过画微观示意图了解到在物理变化中，分子本身不变，在化学变化中，分子发生改变，变成新的物质分子。

环节5：应用

[问题9]图9是过氧化氢的两种微观变化，哪种是物理变化？哪种是化学变化？两幅图有什么差异？

[巩固3]学生交流讨论，①发生的是化学变化，分子种类改变。②发生的是物理变化，只改变了过氧化氢分子间的空隙。

[归纳4]从微粒的观点解释物理变化和化学变化的实质。

[问题10]自来水和纯净水的微观图有什么差异？（见图10）

[巩固5]学生讨论交流，自来水由多种分子构成，蒸馏水由一种分子构成。

[归纳5]从微粒的观点理解纯净物和混合物。

设计意图：从学生已有的物质分类的知识入手，结合微观图片，透视物质分类的本质，只含一种分子的物质是纯净物，含有不同分子的物质是混合物。利用知识的迁移解决问题，在问题解决中提升思维品质。

环节6：课堂总结

[归纳6]边总结边板书（见图11）。

四、教学反思

1.巧设情境，融合学科知识

恰当的情境既能符合学生已有的认知水平，又能串联起学生即将要达到的学习水平。笔者选取学生身边的物质水为情境，利用“学习通”平台播放太空中宇航员获得水的途径。教师基于学生已有的经验，结合视频，引发一系列疑问：太空中的宇航员是如何获得水的？从宏观和微观看，获得水的方式有哪些不同？将物理变化，化学变化的知识融合到对宏观现象的微观分析中，让情境有效地贯穿本节课的核心知识点。

2.微观探究，培养模型认知能力

学生运用球棍模型，借助“学习通”平台进行展示，交流，讨论，完成对物质的微观探究的模型建构过程，从而将抽象的、摸不着的微观世界可视化、具体化。研究化学变化是以水电解的宏观现象到符号再到对微观世界的探索，借助“学习通”平台将学生的模型探究过程进行共享讨论，得出结论，整个过程让学生自己去思考，探索，而不是老师一味地灌输，体现了以学生为主，从而培养了学生独立思考，抽象思维的能力，提高了学生的模型认知能力。讨论又可以提高学生辩证思维能力和表达能力，小组合作能力。

3.知识迁移，解决实际问题

借助“学习通”平台推送习题，学生全员参与，教师可以根据后台数据了解哪些学生掌握了，哪些学生还存在问题，教师可根据学生的学习弱点，及时进行补偿性教学，有效提升了课堂的效率与容量。在应用环节，笔者将情境拉回到水中，通过图片展示对比，让学生用微粒观理解纯净物、混合物，分析微观示意图，学生应用知识解决问题的能力得到同步提高。

4.问题驱动，提高课堂参与度

借助“学习通”平台的功能，把老师的一个个问题设置成抢答、选人等环节，答对，多答都会有相应的积分累计，以两周为一次积分奖励的周期，通过这种方式，提高了同学们上课的热情，他们争先恐后地回答问题，提高了课堂的参与度。

参考文献

[1]林秉珠.运用认知访谈诊断化学关键学习问题的实践——以“物质构成的奥秘”为例[J].化学教与学，2021（2）：22-24，8.

[2]马小芳.利用实验提高初中学生化学课堂的有效参与度[J].化学教与学，2015（10）：81-82.

[3]郭同玲.信息技術赋能初中化学课堂教学——以“分子与原子”教学设计为例[J].读写算（中），2019（8）：35-38.