喻建军：依托智慧课堂提升学习效能，一堂更智慧的化学课
依托智慧课堂提升学习效能
——以“合成高分子化合物的基本方法”为例
文 | 喻建军 朱雪燕
如何推动信息技术在教育教学中的深度应用，促进信息技术与教育教学的融合创新，是基础教育亟待解决的重要问题。于是，“智慧课堂”应运而生。它是一种以学生智慧发展为目标，以信息技术无缝支持学生深度学习全过程为特征的新型课堂形态。课堂上，学生能够主动地根据自己的需要，按照适合自己的方式，找到适合自己的学习环境学习，逐步形成思维能力。
2019年2月，在长沙市化学学科与信息技术深度融合现场观摩活动中，笔者依托智慧课堂平台，上了一堂“合成高分子化合物的基本方法”示范课。下面，笔者结合课例分享教学设计与实施体会。
智慧课堂教学的实施
教师展示奶茶盖——一种生活常见品。某电视台在报道中提出质疑“‘6号杯盖’有毒吗”。此时，教师通过平板电脑，控制主屏幕，播放视频（学生端此时处于锁屏状态），让学生集中注意力观察。
视频播放结束后，笔者通过智慧课堂教师端发出“抢答”信号，鼓励学生畅谈观后感。
成功抢到发言机会的学生反馈了三点：（1）塑料编号有什么含义？（2）为什么要对塑料编号？（3）“6号杯盖”真的有毒吗？
设计意图：从生活走向化学，以“6号塑料”的使用（食品安全）问题开篇，吸引学生，增强他们的学习动机，尤其是“抢答”可激发学生学习兴趣。学生提出的一些问题正好成为本堂课的框架，他们的成就感油然而生——学习既紧张又有趣。
对于塑料标号的问题，学生课前做足了功课，收集到了很多制品。教师通过平板电脑给学生端推送任务信息，让学生分享成果。笔者随机调取某学生的作品，让其阐述对塑料标号的认识，“6号塑料，聚苯乙烯（PS），多用于制造建材、玩具、文具，以及饮料杯盒或一次性餐具；1号塑料，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），常用于制造汽水瓶等”。为了保证学生抢答的公平性，笔者设置了“触发器”操作按钮。
设计意图：借助智慧课堂平台，师生共享课前收集的成果，丰富学生学习材料，也为后续教学活动作铺垫。
教师引导学生对七种标号塑料的具体材质进一步分析发现，它们是通过两种方法合成的，一种是加成聚合，另一种是缩合聚合。“先看加成聚合是怎么回事？”教师通过平板电脑控制主屏幕播放微视频《加聚反应》，此时学生端处于锁屏状态。
播放结束，教师将视频和智勇冲关A、B组任务同时推送给学生。学生如果没看懂，可以继续戴耳机观看；如果看懂了，则可以自主选择A组或B组任务参与冲关“游戏”。教师观察课堂，并在教师端上实时了解学生习题完成情况（如图１）。
图1 答题情况
统计数据（见表1）显示，全班学生在5分钟的限时答题活动中，同时完成了A、B两组共4个小题，这个速度是相当惊人的。错误率较高的是B组第2题，很多学生被C选项干扰。教师根据后台报告的数据，对学情的掌握可以精准到人，并可利用课堂中的碎片时间做针对性辅导。
表1 智勇冲关之加聚反应答题情况
设计意图：学生已理解加成反应的概念，因此学习加聚反应的原理并不困难。此环节教学的主要任务是向学生讲解聚合反应的相关概念。教师没有采用传统的方法讲授，而是选择并推送合适的微课、习题，通过分层练习强化学生的自学能力和自测能力，给学生提供个性化的指导；基于教师端的实时数据，进行即时评价，开展个性化辅导，帮助学生突破难点。
对于缩聚反应知识的学习，学生应注意在单体聚合的同时会生成其他的小分子化合物，而学生书写反应式时常常遗漏。缩聚反应比加聚反应更难理解。教师邀请6个学生上台，其中4个扮演乳酸分子，左手拿羧基，右手拿羟基；另外2个学生，一人扮演催化剂，另一人负责全程解说，向其他学生介绍内酯、环酯、单酯的形成过程，最终过渡到高聚酯的形成。
随后，设置分层练习，以检测学生的学习情况。尤其是第二个环节，笔者既设置了选择题用以检测学生对缩聚反应理解情况，让学生思考加聚反应与缩聚反应的区别，又设置了填空题，让学生练习书写方程式。
选择题第2题错误率很高（见表2），教师及时给学生以精准指导。这道题主要考查加聚反应和缩聚反应的区别，学生错选的原因有两点：一是对缩聚反应是否属于取代反应有疑问，二是读题不仔细，认为加聚反应和缩聚反应都是有高分子参与的反应。教师针对这两点做了强化训练，并引导学生总结对比了两种合成方法的区别。
表2 智勇冲关之缩聚反应答题情况
在主观题应答中，教师将答题界面推送至学生端，让学生直接在屏幕上作答。教师通过系统“回馈”，随机调阅4份答题卡，逐一点评。教师分析系统数据后发现，学生对于加聚反应的书写情况掌握得比较好，对于缩聚反应存在着遗漏小分子物质以及聚合物的链节书写错误等问题，进而快速诊断，并在黑板上演示。
设计意图：这种融“模型构建、角色扮演、任务驱动、情境设置”为一体的教学活动，跳出了窠臼，接地气，很受学生欢迎，有助于保持学生注意力，挖掘他们的创新潜力。通过统计数据，找准学生学习薄弱点，进行评价与改进；在书写方程式时，随机、及时、快捷地将部分学生的答案共享，并对“原汁原味”的答案进行分析与点评，助力学生学习理解，从不同的角度发现问题解决问题，练习书写方程式。
上课伊始，学生提到3个问题，还有2个没有解决，“先一起分析为什么要对塑料编号，再玩一次抢答吧”。
生：因为不同单体合成的聚合物有不同的性质，通过编号可以快速识别，便于以后回收利用、分类处理。
教师予以积极回应，并通过主屏幕投影视频，介绍市面上常见塑料制品的性质以及使用方法。“‘6号塑料’是否有毒？如果是你，准备设计怎样的实验来证实或者证伪。”
生：可以先取样，将其高温熔成液体，然后检测其中是否产生其他物质以及是否具有毒性。
师：感谢你大胆地说出想法。但是请注意讨论的问题是用“6号塑料”制造的饮品杯盖是否对人体有害，那么是否应该模拟其使用环境而非在高温下考虑其是否产生有害物质呢。
教师再次通过主屏幕，投影自制微视频《“6号杯盖”热重分析实验》，并引导学生从实验测量误差和人体每天允许摄入的苯乙烯最大量两个角度去认识其是否有毒。最后，教师发出倡议，“希望大家去做一次拓展活动，向社区居民介绍人们身边的高分子化合物——塑料”。
设计意图：学习有始有终。教师重提学生的疑惑，旨在让学生利用知识内容解惑，形成解决问题的意识；让学生尝试设计实验方案验证塑料毒性，意在提升学生解决实际问题的能力，拓展化学方法和思维。同时让学生学以致用，感受化学知识在生活中发挥的巨大作用，增强社会责任感。
总结反思
《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出，“合成高分子化合物的基本方法”教学目标是学生能了解加聚反应和缩聚反应的特点。这对于已经学习了有机反应类型的学生来说并不困难，关键是如何能够突破传统教学方式，带给学生一些新的收获。因此，课程设计着重于利用信息技术、智慧课堂平台营造“智慧环境”，在问题解决中激发学生积极情感，学习相关知识与技能。
笔者在教学设计方面做了一些新的尝试，试图推动信息技术在教育教学中的深度应用，促进信息技术与教育教学的融合创新：创设智慧情境。以真实新闻报道为基础创设问题情境——生活中的饮料瓶塑料盖是否有毒。在教学设计中，学生经历了提出问题、收集信息、提取信息、解决问题的过程。利用智慧课堂平台这个信息载体开展教学活动，强化了师生、生生互动交流。
教师要科学运用教学方法：在教学难度较低的知识时，选用翻转课堂模式教学——学生先学，教师后教。学生通过学习精短的微课程培养了自学能力。在观看微课后，学生可以反复观看视频，也可以向教师求助，还可以分层练习，这样学习具有更强的针对性，既能提升能力又能提高效率。在教学难度稍大的缩聚反应时，以角色扮演活动促理解，辅之以讲评，既可强化学生对知识的习得又可以调动学生积极性。
此外，要实施智慧评价：通过智慧平台实时收集数据，对于题目的回答情况可以精准到人，精准到题，实现精准评价。在检测方程式的书写时，以随机投影的方式，实现全班共练共评，这样既有利于教师快速了解学生书写情况，也有利于学生在点评其他人的答案中得到启发。总之，合理利用信息技术开展课堂教学可以取得事半功倍的效果。
（作者喻建军系湖南省长沙市长郡中学高级教师，湖南师范大学硕士研究生导师；朱雪燕系湖南师范大学研究生）
文章来源：《中小学数字化教学》2019年第6期
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