基于智慧教室環(huán)境下科學(xué)探究能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

林燕

摘要：文章以初中化學(xué)復(fù)習(xí)課“氣體的實(shí)驗(yàn)室制取”教學(xué)內(nèi)容為例，在落實(shí)相關(guān)知識(shí)與技能的教學(xué)目標(biāo)過(guò)程中，將智慧課堂與培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力有機(jī)融合。利用智慧教室教學(xué)環(huán)境下的電子白板、實(shí)物展臺(tái)、IRS即時(shí)反饋系統(tǒng)等功能，激發(fā)初中生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W習(xí)的內(nèi)動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：智慧教室;初中化學(xué);氣體制取;實(shí)驗(yàn)探究;教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1008-0546（2019）03-0052-03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.015

“氣體的實(shí)驗(yàn)室制取”是初中化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，也是初中生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)。本節(jié)復(fù)習(xí)課，知識(shí)目標(biāo)上要求學(xué)生熟練掌握氧氣、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取原理、操作及注意事項(xiàng)。能力目標(biāo)上要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，裝置選擇和操作原理的一般規(guī)律;學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際需求，開(kāi)展小組討論，進(jìn)行交流評(píng)價(jià)，確定最佳方案。于是教師如何創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，合理運(yùn)用教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，體會(huì)獲取知識(shí)的一般途徑則顯得尤為重要。因此，本文立足教學(xué)目標(biāo)，融合智慧課堂，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，啟發(fā)學(xué)生合作交流，引導(dǎo)學(xué)生合理設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生勤于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新的精神;培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;培養(yǎng)學(xué)生積極交流、善于合作的意識(shí)。

一、設(shè)計(jì)思路

教學(xué)的最終目標(biāo)不是讓學(xué)生積累知識(shí)，而是學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)的能力，這種能力是需要學(xué)生在探究實(shí)踐中培養(yǎng)起來(lái)。本節(jié)課是中考實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課，知識(shí)點(diǎn)繁雜，容量大。若采用傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)模式，學(xué)生易感覺(jué)枯燥乏味，提不起興趣，達(dá)不到復(fù)習(xí)效果，更無(wú)法落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。基于此，筆者改變教學(xué)策略，在教學(xué)活動(dòng)中，通過(guò)創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情境，將智慧課堂與學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)有機(jī)融合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。課前，提前給學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主復(fù)習(xí);課上，先利用智慧教室平臺(tái)的搶答和即時(shí)反饋系統(tǒng)檢測(cè)學(xué)生對(duì)舊知識(shí)的復(fù)習(xí)效果。再通過(guò)層層設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生不斷創(chuàng)新。促使學(xué)生以實(shí)驗(yàn)探究為手段，通過(guò)小組合作交流，積極改進(jìn)和完善實(shí)驗(yàn)方案，不斷提高探究能力。教師將學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程通過(guò)智慧課堂教學(xué)助手、實(shí)物展臺(tái)等實(shí)時(shí)反饋到互動(dòng)電子白板，師生共同分析評(píng)價(jià)，切實(shí)讓學(xué)生體驗(yàn)主動(dòng)思考、交流討論、合作探究的學(xué)習(xí)過(guò)程。用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)以致用的能力。

二、教學(xué)過(guò)程

1.復(fù)習(xí)導(dǎo)入，利用智慧教室，激發(fā)探究欲望

【提出問(wèn)題】PPT展示：實(shí)驗(yàn)室欲制取氧氣和二氧化碳，請(qǐng)寫(xiě)出其反應(yīng)原理，并選擇制取裝置，看誰(shuí)完成得又快又好？

【學(xué)生活動(dòng)】通過(guò)智慧教室“搶答器”挑選兩位學(xué)生，一位同學(xué)上臺(tái)計(jì)時(shí)完成表格，另一位同學(xué)點(diǎn)評(píng)。

【師生活動(dòng)】歸納、總結(jié)。

【過(guò)渡銜接】實(shí)驗(yàn)室制取氧氣、二氧化碳的收集裝置如果用來(lái)收集有毒氣體，能防止污染空氣嗎？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)智慧教室“搶答器”調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。開(kāi)啟“計(jì)時(shí)器”功能，限時(shí)完成表格，提高課堂效率。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題，激發(fā)探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際需要，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

2.實(shí)驗(yàn)探究，利用智慧教室，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)

活動(dòng)一：探究有毒氣體收集裝置的改進(jìn)

【提出問(wèn)題】收集有毒氣體時(shí)，如何改進(jìn)裝置，防止污染空氣？

【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】四人一組合作探究，事先將可能用到的藥品和儀器放置實(shí)驗(yàn)籃中，便于在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中根據(jù)需要自由選擇。

【實(shí)驗(yàn)探究】學(xué)生小組內(nèi)分析、討論，選擇合適儀器進(jìn)行探究。

【教師活動(dòng)】教師巡視，對(duì)小組探究情況實(shí)時(shí)點(diǎn)評(píng)、指導(dǎo)，對(duì)不合理方案提出疑問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究。選擇幾組典型裝置，利用智慧教室拍攝功能，傳輸呈現(xiàn)在電子白板上。

【學(xué)生活動(dòng)】分析、討論不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最佳方案。

【教師活動(dòng)】教師通過(guò)智慧教室“搶答器”挑一位學(xué)生上臺(tái)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況。

【學(xué)生匯報(bào)】圖1a可用于排空氣法收集有毒氣體，氣體從A端通入，空氣從B端排出，可收集密度比空氣大的氣體;氣體從B端通入，空氣從A端排出，可收集密度比空氣小的氣體。圖1b是用排水法收集氣體，氣體從B端通入，水從A端排出。（收集氣體時(shí)，氣體均不能與集氣瓶中物質(zhì)反應(yīng)。）

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)智慧教室拍攝功能，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程呈現(xiàn)在黑板上，便于師生直觀、形象地分析、討論，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和實(shí)驗(yàn)探究的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，更極大優(yōu)化了教學(xué)效果。同時(shí)，智慧教室的多樣答題模式也調(diào)動(dòng)學(xué)生積極發(fā)言，勇于上臺(tái)展現(xiàn)自己，鍛煉表達(dá)能力。小組的合作探究，也培養(yǎng)了學(xué)生互助合作的探究意識(shí)。

【過(guò)渡銜接】實(shí)驗(yàn)室常用鋅粒和稀硫酸制取氫氣，請(qǐng)同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)籃中選擇合適儀器和藥品，組裝并制備氫氣。

活動(dòng)二：探究氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取

【提出問(wèn)題】請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣的反應(yīng)方程式。

【學(xué)生活動(dòng)】書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式。

【教師活動(dòng)】隨機(jī)抽取三位同學(xué)書(shū)寫(xiě)的方程式，利用智慧教室實(shí)物展臺(tái)呈現(xiàn)在電子白板上，師生點(diǎn)評(píng)、糾錯(cuò)。

【跟進(jìn)追問(wèn)】請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制取和收集氫氣。

【學(xué)生探究】小組同學(xué)交流、討論，共同合作，組裝儀器并制備。

【教師活動(dòng)】教師邊巡視邊指導(dǎo)學(xué)生操作，及時(shí)肯定正確方案和實(shí)驗(yàn)操作，糾正錯(cuò)誤方案和不規(guī)范操作。教師選擇有代表性的幾組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作，通過(guò)智慧教室系統(tǒng)進(jìn)行拍攝或錄像，傳輸呈現(xiàn)到電子白板上（如圖2）。師生一起分析、點(diǎn)評(píng)。

【跟進(jìn)追問(wèn)】若想制取干燥、純凈的氫氣，如何操作？

【學(xué)生回答】采用向下排空氣法收集。

【繼續(xù)追問(wèn)】向下排空氣法收集的氫氣一定干燥嗎？

【學(xué)生活動(dòng)】思考（部分學(xué)生恍然大悟）。

【學(xué)生回答】從溶液中逸出的氣體都是潮濕的，所以固液不加熱制取干燥氫氣，需要在發(fā)生裝置和收集裝置之間連接干燥裝置。

【教師活動(dòng)】回答正確，那常見(jiàn)的干燥裝置有哪些呢？大家一起來(lái)看看：

【提出問(wèn)題】如何選擇干燥劑呢？

【學(xué)生答1】不能與氣體有效成分發(fā)生反應(yīng)。

【學(xué)生答2】氣體不能溶于液體干燥劑。

【跟進(jìn)追問(wèn)】圖4中的a、b、c干燥裝置分別是：洗氣瓶、干燥管、u形管，它們?cè)谑褂脮r(shí)有哪些注意事項(xiàng)？

【學(xué)生答1】注意氣體的通入方向。

【學(xué)生答2】注意長(zhǎng)短導(dǎo)管的選擇。

【歸納總結(jié)】

①干燥劑不能與氫氣反應(yīng)。

②圖4a中洗氣瓶只能裝液體干燥劑，氣體從左邊長(zhǎng)導(dǎo)管通入，右邊短導(dǎo)管排出;圖4b中氣體從干燥管左端大口通入，右端小口排出;圖4c中氣體從u形管左端通入，右端排出。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生動(dòng)手探究氫氣實(shí)驗(yàn)室制備過(guò)程，體驗(yàn)小組合作探究的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不僅加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，培養(yǎng)自主探究能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和合作意識(shí)。而且讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體驗(yàn)節(jié)約藥品、注意安全的責(zé)任意識(shí)。利用智慧教室實(shí)物展臺(tái)提取學(xué)生課堂作業(yè)點(diǎn)評(píng)，并在白板上做批注，加強(qiáng)學(xué)生的理解記憶效果。利用智慧教室拍攝和錄像功能，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程直接呈現(xiàn)在白板上，便于師生直觀地分析、討論，增強(qiáng)課堂的學(xué)習(xí)氣氛和教學(xué)效果。

3.練習(xí)鞏固，利用智慧教室，及時(shí)反饋總結(jié)

【提出問(wèn)題】用鹽酸和石灰石制得的二氧化碳中常含有氯化氫氣體和水蒸氣。為獲得純凈、干燥的二氧化碳?xì)怏w，可選用圖5所示的I裝置和Ⅱ裝置進(jìn)行除雜和干燥，導(dǎo)管口連接的正確順序是：氣體→__→__→__→__。（已知：CO2不溶飽和NaHCO3溶液，HCl氣體極易溶于水。）

【教師活動(dòng)】開(kāi)啟智慧教室答題系統(tǒng)。

【學(xué)生活動(dòng)】搶權(quán)、作答。

【師生活動(dòng)】分析、總結(jié)。

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)置習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，幫助鞏固并遷移知識(shí)、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的養(yǎng)成。

三、設(shè)計(jì)特色

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)新課程理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力和探究能力，體驗(yàn)知識(shí)形成的過(guò)程和創(chuàng)新思維培養(yǎng)的過(guò)程。促使學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)觀念和學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)在探究學(xué)習(xí)中得以形成和提高。

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，注重信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的深度融合，充分發(fā)揮智慧教室輔助教學(xué)功能，利用“挑人”、“搶答”平臺(tái)，實(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和趣味性，活躍課堂氣氛;利用“拍攝”、“計(jì)時(shí)”、“錄像”、“實(shí)物展臺(tái)”等功能，及時(shí)將學(xué)生練習(xí)和實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程呈現(xiàn)在電子白板上，師生共同分析、討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生的全員參與意識(shí)，提高專(zhuān)注力，增強(qiáng)聽(tīng)課效果。同時(shí)，利用IRS即時(shí)反饋系統(tǒng)幫助教師及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，靈活處理教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度，以學(xué)定教，實(shí)現(xiàn)新型的互動(dòng)教學(xué)模式，構(gòu)建高效的化學(xué)智慧課堂。