詹沁齡,程江玲,牛燕燕,孫 偉
(海南師范大學 化學與化工學院,化學國家級實驗教學示范中心,海南 海口 571158)
隨著新型教學方式的不斷發展,越來越多的技術手段進入中學課堂。Focusky是一種新型的幻燈片制作軟件,以Focusky制作課件為基礎的交互式白板技術成為了中學教學的新的關注點,它具有炫酷翻轉、3D變換、縮放、平移等特點,不斷優化著課堂教學的方式,其獨特的思維模式也改變了學生在課堂中被動接受學習知識的狀態,激發學生自主學習的能力,有助于培養學生發散思維,提升其化學核心素養。本文就以“西氣東輸的主角-甲烷”一課為例,初步探究Focusky幻燈片制作軟件在高中化學教學中的應用。
“西氣東輸的主角-甲烷”選自蘇教版化學2專題三第一單元化石燃料與有機化合物,雖然在初三階段學習過甲烷的相關內容,但仍需要繼續探究其結構和性質,尤其是甲烷的結構,這是高中化學學習過程中的難點。而甲烷的結構是一個正四面體,傳統的二維PPT已經不能滿足展現正四面體的整體360°效果,學生難以真正理解掌握,因此如果采用Focusky幻燈片取代PowerPoint,借以更豐富、更立體的展示效果展現給學生,有望激發學生的學習興趣,提高教學效率,優化教學模式。
從“西氣東輸”工程出發,導入新課。
【教師提問】“西氣東輸”工程是我們本世紀初一項重大的工程,轉眼間十九年過去了,現在情況怎么樣了呢?讓我們先來看一下。
【交互式白板】國家"西氣東輸"的偉大工程介紹。
【教師設問】這么偉大的工程讓甲烷為主要成分的天然氣進入千家萬戶,方便了生活,提高了生活質量,并且促進了經濟增長。對于這種非常熟悉又非常重要的甲烷,同學們又了解多少呢?還有哪些是我們未知的呢?今天,就讓我們走進甲烷,走進有機世界。首先,請同學們結合生活實際和已學知識,從存在、性質、用途等角度談談你對甲烷的認識。每個小組討論之后,請一位代表發言,談談你的看法。
【學生活動】思考并討論。
【白板展示】教師在交互式白板上書寫學生的想法。
【教師補充】教師評價學生的答案,目前,我們對甲烷的運用主要側重于廚房燃料,此外,還可以用作汽車的燃料。通過同學們的描述,認為甲烷更偏向于一種重要的化石燃料,可以給我們提供能源,所以,甲烷是一種重要的能源。
【設計意圖】從身邊時事出發,結合交互式白板展示國家大型"西氣東輸"工程視頻,引導學生關注國家大事,關注身邊小事,激發學生探索的興趣,給學生留下深刻的印象。
【教師提問】甲烷其實還有另外一個重要的身份,它只有一個碳原子,是最簡單的有機化合物。從有機化合物的角度來說,它還可能有哪些性質?有什么樣的用途?我們在化學上有一種重要的思維方式,研究一種物質,結構決定性質,性質決定用途。那么,甲烷到底具有什么樣的結構呢?
【學生活動】思考并討論。
【教師補充】我們在有機化合物的學習中,通常會從有機物的分子式、電子式、結構式的角度初步去推測物質的結構,現在請同學們完成這樣的一個任務,請在學案上寫出甲烷的分子式、電子式、結構式。寫好之后,再去推測甲烷可能具備什么樣的空間結構。
【學生活動】思考并討論。
【教師補充】下面請同學們完成這樣的一個活動,根據甲烷的電子式和結構式,請同學們在連接交互式白板的iPad上完成拼接,利用iPad上的小球(藍色代表氫原子,黃色代表碳原子)和短線,嘗試搭建甲烷可能的分子模型,小組討論,并展示你們的作品。
【學生活動】學生制作并討論。
【教師活動】將同學們拼接的3D立體模型,利用白板技術投影到大屏幕上,并讓同學們在iPad上移動,按壓立體結構的穩定性。
【教師補充】目前,出現兩種模型,大家請看大屏幕,一種是正四面體,一種是平面型。提問學生搭建這兩種模型的原因,互相交流,從穩定性和電子之間存在排斥作用角度確定甲烷最終的空間結構。
【交互式白板】頁面在局部放大,介紹近200年前,科學家們是怎么發現甲烷結構的。此時,Focusky利用路線的形式展示介紹不同時期,不同科學家對甲烷結構的探索過程,并利用轉場炫酷方式給學生留下深刻的印象。
【設計意圖】讓學生感知探索的艱辛,啟發學生學習科學精神,勇于探索,提高化學科學素養。
【交互式白板】Focusky將正四面體H-C-H的夾角不斷放大,讓同學們動手測量夾角度數,與實驗儀器測定的夾角作對比。給學生們留下更深刻的印象。
【設計意圖】將Focusky軟件應用到教學過程中,將正四面體H-C-H的夾角,以放大的方式直觀地展現,并且學生可在iPad上360度旋轉查看正四面體的結構,從傳統的2D演變成3D模式,更有利于學生對甲烷空間結構的掌握度,提升學生對化學立體結構的興趣,培養中學生的化學科學核心素養。
將Focusky軟件運用到高中化學教學中,在教學過程中明顯感覺學生的學習熱情高漲,不同于傳統的二維PPT教學,炫酷的翻轉模式讓學生目不轉睛,提高了學生的注意力現在的高中生都是數字時代的原著民,對電子產品的高度依賴使他們對新穎的3D教學模式非常有親切感。師生間的互動,以學生為主體的新課堂,更是調動了課堂氣氛。
甲烷的空間結構為正四面體型,這個知識點一直是困擾諸多高一學生的問題。許多學生空間立體多維思維較為薄弱,往往難以突破平面到立體的空間轉化,此時的學生需要開發創新思維,需要不斷突破思維局限、思維障礙。而Focusky軟件就可以展現從二維到三維的轉變,給學生更多直觀的立體結構,從多方位、多角度,給人以鮮明的立體感。同時Focusky軟件具有獨特的思維導圖模式,層次分明,縱橫連貫,動靜結合,又可以促進學生發散性思維,更有效的認識化學事物并且進行創造性活動。當然,Focusky軟件在高中化學教學應用中仍處于起步階段,還離不開大量教師的學習和應用,更離不開課堂教學模型的設計和實際效果檢驗,只有這樣Focusky才能在化學課堂教學中取得優異的教學效果。