“智慧課堂”

秦斌 肖志國 鐘永江

● 當(dāng)前化學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題

1.重實驗結(jié)論，輕實驗操作過程

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，但實驗卻是一些中學(xué)化學(xué)教師備課中分量較少的部分，也是學(xué)生學(xué)習(xí)最薄弱的環(huán)節(jié)。學(xué)生對一些化學(xué)實驗操作、化學(xué)實驗設(shè)計、化學(xué)實驗條件的控制，對化學(xué)實驗結(jié)果的處理，以及化學(xué)實驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象等不是通過實驗做出來的，而是教師歸納總結(jié)得來的，雖然教師幫學(xué)生歸納、整理并剪輯出最省時間、容量最大、獲得結(jié)論最多的實驗內(nèi)容，但這樣沒有實踐的學(xué)習(xí)會讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)化學(xué)枯燥無味。

2.重概念記憶，輕構(gòu)建概念過程

在急功近利的應(yīng)試教育中，考什么，教師就教什么，過分壓縮了學(xué)生探索知識的過程，壓抑了創(chuàng)造性和個性的發(fā)展，使學(xué)生思維僵化。為了記憶許多概念，應(yīng)付考試，學(xué)生花費了大量時間，因此失去了研究建立概念的過程;盡管巧解巧算使解題有了捷徑，可以提高解題速度，但是這樣往往會產(chǎn)生定勢，失去尋求知識的過程和發(fā)現(xiàn)問題、認(rèn)識問題、解決問題的機會。巧解巧算應(yīng)該是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中水到渠成的自然結(jié)果。

3.重知識總結(jié)，輕學(xué)生學(xué)習(xí)過程

許多長期從事教學(xué)的有經(jīng)驗的教師，除了全方位歸納、總結(jié)知識外，還能歸納總結(jié)出過去若干屆學(xué)生在每一知識點上出現(xiàn)的問題，“防患于未然”。在教學(xué)設(shè)計中，將可能出現(xiàn)的問題一一羅列出來，使其程序化，用來指導(dǎo)現(xiàn)在所教的學(xué)生，把過去學(xué)生的思維移植到他們的頭腦中。這種教學(xué)帶有很大的盲目性，通常只有內(nèi)容而沒有思維的過程，只有“懂”而沒有“不懂”，只有“結(jié)論”而沒有“問題”，不僅違背了因材施教的原則，而且忽視了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。

4.重標(biāo)準(zhǔn)答案，輕解題思維過程

在一些考試中，為了評分標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，有些題目對每一步的得分都進行了比較明確的規(guī)定，這本是為教師的改卷評分提供參考，但是，如果有的學(xué)生超越常規(guī)，用非常簡練的步驟出色地解答了題目，有些教師就會因為學(xué)生沒有按照標(biāo)準(zhǔn)答案順序解題而扣學(xué)生的分。

● “智慧課堂”——讓化學(xué)課充滿智慧

面對當(dāng)前化學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題和弊端，筆者從未停下新課堂模式探索的腳步，但一直沒有找到很好的解決辦法，而當(dāng)筆者遇到“智慧課堂”后，發(fā)現(xiàn)利用“智慧課堂”能很好地解決化學(xué)教學(xué)中存在的問題。

2016年底，濟南市天橋區(qū)教育局與東北師范大學(xué)理想信息技術(shù)學(xué)院簽約，就“智慧教育云平臺”的構(gòu)建暨教育信息化戰(zhàn)略進行合作。這三年來，東北師范大學(xué)理想技術(shù)學(xué)院的專家團隊針對平臺的建設(shè)、平臺龐大資源的使用和教師的成長進行了跟蹤指導(dǎo)，提升教師智慧教育理念下的信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的能力，促進教與學(xué)方式的變革。作為“種子教師”，在跟崗培訓(xùn)的過程中，筆者被“智慧云平臺備課助手”的強大資源和功能深深吸引，尤其是“三維工具”和“同步實驗”的設(shè)置，讓筆者能很輕松地帶領(lǐng)學(xué)生走進化學(xué)的微觀世界，形象直觀地向?qū)W生介紹展示一個又一個精彩的化學(xué)實驗。通過觀摩研討、線上學(xué)習(xí)、線下實踐、專家面對面指導(dǎo)等，筆者的信息化教學(xué)能力有了“質(zhì)”的飛躍。在跟崗培訓(xùn)時，筆者講授了一節(jié)課——《原子的構(gòu)成》，現(xiàn)將其展示如下，希望能對大家有所啟發(fā)。

案例設(shè)計

《原子的構(gòu)成》教學(xué)設(shè)計

1.知識點細目表（如下表）

2.學(xué)習(xí)目標(biāo)

①認(rèn)識原子的組成及核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)的關(guān)系。

②了解原子、分子和離子的異同點和相互關(guān)系，會用原子和分子的觀點說明化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生過程。

③進一步認(rèn)識事物的可分性，逐步樹立物質(zhì)的量變引起質(zhì)變的辨證唯物主義觀點，培養(yǎng)觀察能力、分析綜合能力和抽象綜合能力。

3.教學(xué)重難點

重點：原子的構(gòu)成。

難點：實驗角度結(jié)合微觀模型對原子結(jié)構(gòu)的探索。

4.教學(xué)方法

自學(xué)研究法、講述法、談話法、討論法、練習(xí)法。

5.教學(xué)媒體

多媒體系統(tǒng)。

6.教學(xué)內(nèi)容分析

“認(rèn)識原子”這一節(jié)的主要內(nèi)容是認(rèn)識原子的結(jié)構(gòu)和相對原子質(zhì)量，第一課時主要是原子的結(jié)構(gòu)和電子的知識。小結(jié)時重點應(yīng)放在原子、分子的主要區(qū)別上，也即看兩種微粒在化學(xué)反應(yīng)里能否再分，可以采取總結(jié)、對比、討論的方法促進理解。

在上一節(jié)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了有關(guān)化合反應(yīng)、分解反應(yīng)的概念，這是引導(dǎo)學(xué)生從分子認(rèn)識原子的十分有效的基礎(chǔ)知識。通過物質(zhì)的分解反應(yīng)可以從宏觀上觀察到一種物質(zhì)分解成兩種或兩種以上的其他物質(zhì)，再從“分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的微粒”來分析，能推斷出分子是可分的，從而引出原子能否可分的問題。

7.教學(xué)對象分析

在“原子能不能再分”的教學(xué)中，就目前的實驗手段來說，還難以讓人們直接看到原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在此化學(xué)啟蒙階段，學(xué)生又缺乏分析推斷原子結(jié)構(gòu)的知識基礎(chǔ)，比較理想的方法是播放描述原子結(jié)構(gòu)的動畫片，使學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)有一個比較形象的了解。

在本節(jié)課教學(xué)之前，學(xué)生頭腦中已形成了一系列有關(guān)分子的形象，而且原子概念又是通過分析反應(yīng)導(dǎo)出的，所以有必要讓學(xué)生清楚地對原子和分子加以對比，了解二者的相似、相異和相關(guān)之處。

在教學(xué)中，對于電子的運動，既不能套用宏觀物體的運動規(guī)律去體會微觀粒子的運動狀態(tài)，又不能不以宏觀物體的運動狀態(tài)為例來描述原子核和電子的行為，否則學(xué)生將無法建立起有關(guān)的形象，應(yīng)該向?qū)W生指出電子在核外作高速運動，與汽車在公路上奔馳、人造衛(wèi)星按一定軌道繞地球旋轉(zhuǎn)是不同的，它沒有固定的線性軌道。

8.教學(xué)流程設(shè)計

創(chuàng)設(shè)情境，提出問題：分子可以再分，原子能否再分？

引出課題：原子的構(gòu)成。

提出問題，共同探究：①為什么只有極少數(shù)α粒子被反彈回來？②原子核能把轟擊它的α粒子反彈回來，說明什么？③原子核很小，是不是不能再分了？

討論交流：結(jié)合教師的講解，對原子的結(jié)構(gòu)有比較深刻的理解。

提出問題，學(xué)生閱讀，教師總結(jié)，學(xué)生練習(xí)。檢查對本節(jié)課內(nèi)容是否全面掌握。

9.教學(xué)過程

教師：①舉例說明分子是真實存在的;②分子具有哪些性質(zhì)，一一舉例說明;③寫出水通電分解的符號表達式。

學(xué)生思考教師提出的問題，回答。

師：我們已經(jīng)知道物質(zhì)的分子在化學(xué)變化中可以再分，它分成了什么呢？分成了原子。原子是一種非常非常小的粒子，一個原子跟一個乒乓球的體積之比，相當(dāng)于乒乓球跟地球的體積之比。在化學(xué)反應(yīng)里分子可以分為原子，而原子在化學(xué)反應(yīng)里卻不能再分，是不是說原子是不能再分的實心球體？

1897年，英國科學(xué)家湯姆森在原子中發(fā)現(xiàn)了帶負電的電子，人類才揭開原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的秘密——在一定的條件下，原子是可以再分的。

教師板書：一、原子的結(jié)構(gòu)。

教師講述湯姆森的西瓜模型、盧瑟福的α粒子散射實驗，展示如圖1～圖4。

教師提出問題：為什么絕大多數(shù)的α粒子能夠順利穿過金箔，而只有極少數(shù)被反彈回來？

學(xué)生探究：對盧瑟福α粒子散射實驗的思考和討論。

教師對盧瑟福的實驗現(xiàn)象進行解釋，提出原子核的概念，并進一步提出問題：原子核的體積非常小，只占原子體積的幾千億分之一，卻能把轟擊它的α粒子反彈回來，說明什么？

學(xué)生以小組為單位進行討論并全班交流，由教師點評分和學(xué)生支持率來對小組進行評價得分，通過智慧教育平臺中的得分小程序進行展示（如圖5、圖6）。

師：科學(xué)實驗證明，原子是由居于原子中心的原子核和核外電子構(gòu)成的（如下頁圖7）。原子非常小，原子核更小，原子核的半徑僅為原子半徑的幾萬分之一。但是，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，核外的電子質(zhì)量非常小，與原子核相比可以忽略不計。電子在原子內(nèi)很大的空間內(nèi)做高速運動。

設(shè)問：原子很小，是不是不能再分了？

導(dǎo)入：現(xiàn)代原子能的利用、原子彈的爆炸，證明原子核可以再分。

設(shè)計意圖：通過動畫演示，把抽象的科學(xué)實驗證明變得直觀形象，原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成。每個質(zhì)子帶一個單位的正電荷，而中子不帶電。因此，原子核所帶正電荷數(shù)目等于原子核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)目，即：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)。

教師板書：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)。

學(xué)生觀察、領(lǐng)悟。閱讀教材第45頁最后一段。

設(shè)問：原子核帶正電，核外電子帶負電，而原子為什么不帶電？

討論：小組活動，回答：核外電子數(shù)=原子核所帶正電荷數(shù)

教師板書：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。

設(shè)問：不同種原子之間有什么本質(zhì)的區(qū)別？

學(xué)生思考。

師：科學(xué)證明，不同類的原子，其原子核所帶的正電荷數(shù)同。同種原子的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都相同，同類原子的質(zhì)子數(shù)相同。解說氫、氧、碳等原子。

設(shè)計意圖：動畫展示原子結(jié)構(gòu)圖（教材第46頁），把知識形象化、結(jié)構(gòu)化。

設(shè)問：在原子中，電子的體積和質(zhì)量非常小，它有什么用途？

教師板書：二、原子中的電子。

學(xué)生閱讀教材第46頁，對電子的得失形成初步印象。

設(shè)問：電子非常小，可是它所“占據(jù)”的空間卻非常大，它在原子核周圍空間中怎樣運動？

師：電子在核外作高速運動，與汽車在公路上奔馳、人造衛(wèi)星按一定軌道繞地球旋轉(zhuǎn)是不同的，它沒有固定的軌道。我們無法知道它在某一時刻所處的位置，只能想象，電子在核外運動時就像一團云霧籠罩在原子核周圍，所以形象地把它稱為“電子云”。

教師小結(jié)原子的結(jié)構(gòu)，學(xué)生記憶。教師布置課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生練習(xí)，檢查鞏固。教師布置課后作業(yè)：①通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你對原子有哪些印象？把你的收獲和體會告訴同學(xué)們。②以“我想象中的原子結(jié)構(gòu)”為題，寫一篇科普習(xí)作。

智慧反思

運用智慧教育云平臺提供的各種資源建立本節(jié)課的“智慧課堂”模型，使本課時教學(xué)內(nèi)容比較豐富。因此在教學(xué)中，可以充分運用智慧教育云平臺提供的課件、視頻等技術(shù)手段以增加課堂容量，從而更準(zhǔn)確地把握新課標(biāo)的具體要求，充分體現(xiàn)新課程的精神。

得益于智慧課堂模型，在教學(xué)內(nèi)容方面，重點、難點把握更準(zhǔn)確，分析到位;運用信息技術(shù)讓學(xué)生體會了微觀物質(zhì)世界;使課堂生動幽默，更好地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，課堂教學(xué)融科學(xué)性、趣味性和藝術(shù)性為一體，讓學(xué)生產(chǎn)生情感共鳴，很好地完成教學(xué)目標(biāo)。但個人認(rèn)為教學(xué)過程倉促，尚有意猶未盡之感，這主要在于教師課堂講授的時間還是較多，學(xué)生展示時間還可以加長。

總之，運用智慧教育云平臺提供的各種資源建立“智慧課堂”模型并運用于平時的化學(xué)各章節(jié)的課堂教學(xué)，確實能夠很大程度地提升課堂的有效性、趣味性，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教師學(xué)生的角色，使沉悶的滿堂灌轉(zhuǎn)變?yōu)槌錆M生機活力的探究式，讓課堂充滿智慧！