交互式白板輔助化學“問題解決式”教學的實施路徑——以“化學反應的焓變”為例

福建省福州高級中學 張 鴻

“問題解決式”教學模式是將提出的問題轉(zhuǎn)化為問題解決者內(nèi)部的心理特征，確定問題解決過程的操作步驟，在一定指導下發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、實現(xiàn)目標的一整套較為穩(wěn)固的教學程序?！皢栴}解決式”教學模式強調(diào)把學習設(shè)置到有意義的問題情境中，通過讓學習者合作解決問題來學習隱含于問題背后的知識，形成解決問題的策略并發(fā)展自主學習的能力。在移動互聯(lián)、人工智能時代，交互式電子白板的使用打破了傳統(tǒng)多媒體設(shè)備在課堂上不方便編輯加工、學生參與性不強等弊端，為“問題解決式”教學模式提供了直觀的實施路徑。

一、導入新課，直觀高效

早在17 世紀，教育家夸美紐斯把直觀性作為一項教學原則正式提出之后，直觀教學一直都是教師常用的教學方式之一。對于“問題解決式”教學模式，在新課導入的環(huán)節(jié)，直觀化教學尤其受到教師的青睞。教師通過直觀的演示實驗、視頻、圖片等預設(shè)開篇問題，充分調(diào)動學生的學習興趣，讓其積極參與學習過程，從而達到良好的教學效果。

在化學教學中，實驗引入是常用的一種導入新課的方法，最容易激發(fā)學生的直接興趣，為“問題解決式”教學埋下了伏筆。在傳統(tǒng)的教學中，實驗導入新課的操作方式通常是教師在講臺上演示實驗，學生在臺下觀察，而坐在后排的學生常常難以觀察到完整的實驗現(xiàn)象，新課引入效果有限。若是利用常規(guī)多媒體手段，教師往往采用的是播放實驗視頻的方式進行新課導入，學生沒有身臨其境的體驗，常常難以實現(xiàn)共情，無法激發(fā)學生的直接興趣。交互式白板的交互性解決了單一的教師講臺演示與實驗視頻播放的不足，它的交互性功能可以簡潔而豐富地調(diào)動起學生的多種感官，讓學生通過多種外部刺激迅速感知實驗過程，給學生直觀性的體驗，讓實驗的效果最大化，新課的效率和成效大大提升。

在“化學反應的焓變”這節(jié)課的新課導入中，筆者設(shè)置了以下導入新課的環(huán)節(jié)。

教學內(nèi)容 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖觀察“微火鍋”實物。觀看產(chǎn)品說明書，了解操作方法。設(shè)想，猜測。讓學生感知化學反應中的熱量變化，感知其在生產(chǎn)、生活中的實用性。導入新課1.展示一盒“微火鍋”實物，利用“實物高拍儀”展示其盒內(nèi)結(jié)構(gòu)和物品。2.多媒體展示“微火鍋”的產(chǎn)品說明書。3.提出問題：是否可以在教室里不用火也不用電，就靠“微火鍋”里的材料和一瓶礦泉水將火鍋煮熟？4.演示實驗（利用交互式白板結(jié)合高拍儀進行直觀投影展示）：向微火鍋“發(fā)熱包”外加入適量礦泉水，將蝦架在其上方，觀察蝦是否變熟。學生代表上臺操作，學生觀察現(xiàn)象，推測其中的原因。

在授課時，新課的實驗導入引發(fā)了學生強烈的學習欲望，微小的現(xiàn)象通過交互式白板生動清晰地展現(xiàn)在所有學生眼前。尤其是學生通過投影觀察到“發(fā)熱包”產(chǎn)生的蒸氣漸漸將生蝦煮熟，不禁拍手稱贊，學生對化學反應中的熱量變化產(chǎn)生了濃厚的興趣，“焓變”概念的引入自然水到渠成。借助交互式白板來引入新課，不僅落實了“以教師為主導，以學生為主體”的教學理念，還讓學生在自主觀察體驗中培養(yǎng)了實驗觀察能力，強化了“科學探究”的學科核心素養(yǎng)。

二、多元解析，化難為易

“問題解決式”教學模式應該以問題為核心，教師在教學過程中有針對性地設(shè)計系列“問題”，引導學生主動探索，進行深層次思考，運用基本知識，最終讓學生成為問題解決者。在化學課堂教學過程中，遇到抽象的知識點，簡單的語言描述顯然無法與學生產(chǎn)生共鳴，運用“問題解決式”教學模式可以化抽象為形象，設(shè)計直觀的問題，讓學生的思維由感性認識上升到理性認識。有教育心理學的實驗表明，人們在學習時通過視覺獲得的知識占80%左右，因此，直觀的圖像、形象的圖片等往往是解決抽象問題的好幫手，教師可以通過它們讓學生由直觀地感知產(chǎn)生表象，經(jīng)過對信息的一系列加工處理，通過多元解析的方式來化難為易。

在化學教學中會遇到形形色色的圖像，如能量高低圖、速率時間圖、平衡時間圖等，圖像認知能力是化學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分。在傳統(tǒng)的教學中，教師一般采用的是實物畫圖，在黑板上繪制相關(guān)圖像來講授知識點，面對多個圖像時，顯然需要消耗部分時間繪圖，課堂教學實效性差。而以課件的形式投影圖像動畫進行教學，學生常處于被動接收信息的狀態(tài)，思維跟不上教師節(jié)奏，知識不易理解與掌握，課堂效果不佳。

交互式電子白板很好地解決了“抽象問題形象化”的需求，它與其他多媒體設(shè)備相比，最大的特點在于其“交互性”。它的及時批注、拉幕隱藏、探照燈、縮放等交互性功能，能使學生親生參與到教學中來，讓師生的角色及行為發(fā)現(xiàn)積極的轉(zhuǎn)變，為教師與學生、學生與學生之間提供了良好的交流平臺。

在“化學反應的焓變”這節(jié)課中，為突破“從宏觀與微觀的角度看焓變”的重難點，筆者做了以下教學設(shè)計。

教學內(nèi)容 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖以下兩張圖，哪一張代表吸熱反應，哪一張代表放熱反應？吸熱放熱反應的△H 分別是正數(shù)還是負數(shù)？概念理解（環(huán)節(jié)1）images/BZ_89_428_1717_661_2000.png利用坐標圖加強學生對“焓變”宏觀原因的理解。images/BZ_89_428_2021_661_2314.png動手畫坐標圖，并分析其原因（請學生代表上臺用交互式白板進行坐標圖繪制），得出結(jié)論：圖1 為放熱反應，△H ＜0；圖2 為吸熱反應，△H ＞0。概念理解（環(huán)節(jié)2）利用交互式白板，在上述兩張圖的基礎(chǔ)上進行微觀角度的坐標圖分析。動手畫坐標圖，并分析其原因（請學生代表上臺用交互式白板進行坐標圖繪制）。利用坐標圖加強學生對“焓變”微觀原因的理解，引導學生從圖像剖析化學鍵的形成與斷裂帶來的熱量變化。

在授課過程中筆者發(fā)現(xiàn)，親手繪制并講解圖像的方式使得學生之間得以共情，課堂的有效性大大提高。借助交互式電子白板，微觀和宏觀角度的焓變分析變得易學易懂。除了圖像以外，表格、實驗裝置圖、工業(yè)流程圖等都可以通過交互式白板進行多元化解析，使知識點化難為易。

三、智能測評，畫龍點睛

基于“問題解決式”教學，教師需要在教學過程中適時設(shè)置練習，評價學生課堂學習效果。對于問題的設(shè)計、練習的安排等要注意讓學生主動參與，引導每個學生提出自己解決問題的方法，鼓勵學生間的交流討論，同伴互助，合作學習。

在傳統(tǒng)的教學中，教師設(shè)置的練習一般是以提問或?qū)W生上臺板書的方式展開，這種常規(guī)模式受眾面不大，學生參與度不高。在交互式白板的輔助下，課堂評價環(huán)節(jié)可以新鮮有趣又極具成效：交互式白板系統(tǒng)的“答題器”功能可判斷學生的參與率和評價學生的課堂學習情況，“計時器”功能控制答題的時間以提高效率，“搶答器”充分調(diào)動學生的積極性。完成答題后，系統(tǒng)可以自動統(tǒng)計學生答題的準確率并以柱狀圖形式直觀呈現(xiàn)，“拍照對比講解”功能可以進行個性化講解。

在“化學反應的焓變”這節(jié)課中，筆者用以下例題對學生學習效果進行了評價。

教學內(nèi)容 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖課堂檢測例題：下列說法不正確的是（ ）A.化學反應除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化B.對于△H ＞0 的反應，反應物的總能量小于生成物的總能量C.需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應D.已知A+B=C+D 是放熱反應，則反應物A 與B 的總能量一定高于生成物C 與D 的總能量思考，用答題器進行回答。利用例題，復習鞏固各知識點。借助智能測評來進行分析及講解。

在授課過程中，通過學生的答題器作答，學生的完成情況及準確率清晰地呈現(xiàn)在交互式白板上，教師對學生知識點的掌握情況便一目了然。對于智能測評中顯示的易錯點，教師可以有針對性地強化，課堂的有效性會大大增強。由此可見，借助于交互式電子白板，課堂上可以用最直觀的方式調(diào)動學生課堂學習的積極性，用最高效的方式對學生課堂學習進行評價。

總之，在交互式電子白板的輔助下，“問題解決式”教學得以高效地組織開展，教學效果得以更直觀、更高效地呈現(xiàn)。高效導入新課、有效多元解析、智能課堂測評等路徑，使得化學課堂生機盎然，學生在互動中能真正成為課堂的主人翁，成為學習的主體。教師應該深入開發(fā)運用交互式電子白板的各項功能，以符合“問題解決式”教學的指向性，構(gòu)建一個有生機、有活力的交互式課堂。