美丽科学平台在高中化学教学中的应用研究——以“氯及其化合物”为例
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
将美丽科学平台与化学课堂很好的融合在一起,既体现了 信息化教学的发展,又可以增强学生的学习兴趣,更有助于化 学学科核心素养的培养,对高中化学教学具有重要意义。
1.1 科学实验可视化,增强学生学习兴趣
科学可视化不仅是静态图表式的可视化,更是衍生出视频 动画方向的动态可视化,使科学变得更加妙趣横生[2] ,富有吸 引力,易于理解。 美丽科学的主旨是将化学的美丽和神奇通过 数字技术和媒体传递给大众,从宏观和微观两个尺度,展现化
2018 年,教育部颁布了《 教育信息化 2.0 行动计划》 ,将教 育信息化作为教育系统性变革的内生变量,支撑引领教育现代 化发展,推动教育理念更新、模式变革、体系重构[1] 。 广大教师 运用新技术手段是探索新时代教育教学方法、提升教书育人本 领的必要之技。 实验在高中化学课程中占有很大比重,但受限 于学校的条件和部分物质本身的性质,很难将课程标准上要求 的实验逐一进行演示或探究,因此将信息化手段与化学实验进 行融合显得尤为迫切。
1 美丽科学平台及其在高中化学教学中的应用意义
“美丽科学教学平台·中学实验” 是一款专为辅助中学老 师开展实验教学而打造的备授课一体化平台,可以在美丽科学 官方网站( www.beautyofscience.cn) 下载。 平台提供了美丽科学 特色实验视频( 采用显微、延时、红外热成像等先进的摄影技 术,将日常难以观察到的实验现象更直观地呈现给学生) ,最大 程度帮助老师解决实验教学上的困难。
·201·
活动意图说 明: 通 过 复 习 金 属 单 质 及 其 化 合 物 的 研 究 思 路,引入本节课的教学。 通过本节课的学习引导学生最终建立 非金属及其化合物的研究方法,为后续学习非金属及其化合物 的知识奠定基础。
环节二:讲解氯气的发现史 教师活动 2:阅读教材中氯气的发现史,引导学生发现氯气 的物理性质并完成思考和讨论。 学生活动 2:①阅读教材内容,获取信息,了解氯气的制法, 以及氯气是黄绿色、有刺鼻气味的气体等物理性质。 ②发言描 述得到的启示( 坚持不懈,执着追求等) 。 活动意图说明:以科学史为情境线索,让学生分析氯气的 部分物理性 质, 并 引 导 学 生 总 结 从 氯 气 的 发 现 史 中 得 到 的 启 示,从而培养学生正确的科学态度和社会责任。 环节三:播放美丽科学平台氯气的实验室制法视频 教师活动 3:说明舍勒当时发现用软锰矿和浓盐酸制取氯 气的方法,至今仍 然 是 氯 气 的 主 要 实 验 室 制 法, 借 助 美 丽 科 学 平台播放与教材配套的制取氯气的实验视频。 如图 3 所示。
②这些物质的研究顺序是什么?
3.5 教学实践
③具体到每一种物质,又是从哪些方面展开研究的?
环节一:复习钠的研究思路和方法 教师活动 1:提出驱动性问题
学生活动 1:回顾前知,总结出金属元素的研究思路 ( 单 质———化合物;物理性质———化学性质———用途)
第 11 期
高婷婷,等:美丽科学平台在高中化学教学中的应用研究———以“ 氯及其化合物” 为例
第 11 期
高婷婷,等:美丽科学平台在高中化学教学中的应用研究———中的应用研究 ———以“ 氯及其化合物” 为例
高婷婷,王梓馨,王金宝
( 吉林师范大学 化学学院,吉林 四平 136000)
摘要:由于化学物质性质的特殊性和学校实验条件的限制,很多高中教材上的实验无法在课堂之中演示,更没有办法让学生亲自探究。 利用美丽科学平台科学实验可视化、艺术化的特征,将其与高中化学教学相结合,构建创新型教学模式,运用信息化手段解决了“ 实验 难” 这个问题,有助于培养学生的化学核心素养、信息素养和美育素养。 本文以人教版新教材高中《 化学( 必修 1) 》 第二章第二节“ 氯及 其化合物” 为例,呈现将美丽科学平台与化学教学相结合的教学实践。 关键词:美丽科学;化学教学;氯气;科学可视化 中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2021)11-0199-03
4 总结
通过教学实践可以发现,将美丽科学平台的相关资源与高 中化学教学相结合可以丰富课堂教学内容,展示与众不同的化 学之美,培养学生的化学核心素养、信息素养、美育素养。 教师
[2]周荣庭,武伟,梁琰. 信息化教学模式下科学数字教材智能 化创新与实践探索———以美丽化学为例[ J] . 科技与出版, 2017(11) :20-23.
⑤了解氯气的发现史,学习科学家的科研精神。
3.4 教学流程
基于对教材、学生 和 学 习 内 容 的 分 析, 在 学 习 目 标 的 指 导 下,设计了如图 2 所示的教学流程。
图 2 教学流程
此流程共设计五个教学环节,分别从教师活动、学生活动
①我们学习了钠元素的哪些性质?
和活动意图三个方面体现美丽科学平台与课堂教学的融合。
( 本文文献格式:高婷婷,王 梓 馨,王 金 宝. 美 丽 科 学 平 台 在 高 中 化学教学中的应用研究———以“ 氯及其化合物” 为例[ J] . 山东
地位。
化工,2021,50(11) :199-201.)
图 5 次氯酸漂白作用
学生活动 5:观看视频,探究出氯水中具有漂白性的物质
参考文献
(次氯酸),并得出结论:次氯酸能使染料和有机色素褪色。 并 [1]童兆平.区域教育信息化应用案例实施策略研究[J].教育与
联系生活实际举例应用。
装备研究,2020,36(8) :15-20.
活动意图说明:透过现象看本质,让学生通过实验视频的 宏观现象推出微观粒子的作用,培养学生证据推理意识、宏微 结合的素养、科学态度和社会责任。
·200·
山 东 化 工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY 2021 年第 50 卷
2.1 创新设计,新型课堂
教师在充分熟悉美丽科学平台的基础上,在课前备课、课 堂思路、课后反思及改革创新等方面充分与自己的教学设计相 融合。
3.1 教材内容分析
氯是一种典型的非金属元素,可以形成食盐、漂白液等多
种日常熟悉的含氯化合物。 本节以氯气为主线,选择氯气的性 质、用途和实验室制法等内容,借助美丽科学平台的实验视频, 将其进行科学可视化、艺术化表达。
3.2 学习者分析
学生已经具备了氧化还原反应、离子反应以及钠及其化合 物相关知识,初步了解了金属元素的研究思路。 学生在学习本 节氯及其化合物的内容时,观看美丽科学平台的实验视频,不 仅可以加深对学习内容的印象,也更有助于构建非金属的研究 思路和方法。
1.3 科学实验系统化,弥补实验条件不足
“美丽科学教学平台·中学实验” 目前涵盖了高中化学各 种版本教材的配套实验视频,相当于形成了高中化学实验教学 的巨大资源库。 教师可以在授课时直接借助此平台给学生播 放视频,既可以缓 解 教 师 的 实 验 压 力, 也 解 决 了 部 分 学 校 因 教 学条件不足而无法做实验的问题。
[3]叶雪莹,朱文涛. 国产科普影像《 美丽化学》 视觉叙事分析 [ J] .电影文学,2019(3) :59-61.
[4] 胡先锦.基于“ 问题解决” 的高中化学教学设计与实践——— 以“ 氯气的性质” 一课为例[ J] .化学教学,2018(4) :31-35.
应该具有终身学习的思想,不断地学习新技术新理念,将信息 化手段与化 学 的 教 育 教 学 深 度 融 合, 增 强 化 学 在 学 生 心 中 的
图 3 氯气的实验室制法视频截图(截图来源于美丽科学平台) 学生活动:观看视 频, 总 结 出 制 取 气 体 一 般 的 装 置 分 为 哪
几个部分。 活动意图说明:由于氯气有毒,考虑到安全和教学时间安
A.氯气和钠的反应;B.氯气和铁的反应; C.氯气和铜的反应;D.氯气和氢气的反应
图 4 相关反应视频截图 学生活动 4:观看视频,并总结实验现象。 活动意图说明:通过观看视频,学生对实验现象一目了然, 直观的视觉形象可以转化为深入理性认知,有助于培养学生宏 观辨识与微观探析,实验探究,证据推理等核心素养,也有助于 增强学生美育素养。 环节五:探究氯水的漂白性,播放实验视频。 教师活动 5:讲解氯气与水的反应,并探究氯水中真正起漂 白作用的物质,播放教材实验 2- 8 的实验视频,如图 5 所示。 引导学生联系生活实际说出氯水的用途。
2.2 创设情境,真实表达
利用美丽科学平台实验内容的科学化、可视化、碎片化、艺 术化和高清化等特点,创设情境,力求运用信息化手段将化学 实验真实表达给学生。
2.3 服务学生,综合提升
在学生对美丽科学平台普遍认同的前提下,教师设计好教 学流程,方便于学 生 对 所 要 探 究 实 验 的 科 学 预 习 假 设、 探 究 对 比、巩固提升、拓展视野以及提供创新实践思路。
2 美丽科学平台在高中化学教学中的应用策略
美丽科学平台可以将教师、学生和实验内容很好的联系起 来,构建一种新型 的 信 息 化 教 学 模 式, 以 此 更 好 的 发 展 学 生 的 核心素养。 具体的应用策略主要从以下四个方面体现,如图 1 所示。
图 1 应用策略循环图
收稿日期:2021-03-02 基金项目:校地协同、资源共享的中学化学微课资源的开发与应用研究( JLSJY2017Z012) 作者简介:高婷婷(1990—) ,女,吉林辽源人,一级教师,主要从事高中化学教学研究。
学的结构之美以及化学反应中肉眼难以观察到的精妙细节,整 体视觉色彩艳丽,细节毫发毕现。 学生观看此类视频在惊叹于 化学结构和反应的神奇之外,更能领略化学之美,打开化学视 角,增强学习兴趣。
1.2 科学实验艺术化,加强学生美育教育
美丽科学的实验视频运用科学形象的镜头语言修辞,采用 同期声的音效叙事强化,提高了视觉形象感染力。 其剪辑也很 有叙事逻辑,保证了实验整体的完整性。 美丽科学从艺术化的 视角去呈现化学实验等现象,使受众得到审美感和体验,从而得 到了情感 的 满 足, 即 从 直 觉 形 象 逐 渐 转 化 到 更 深 入 的 理 性 认 知[3] 。 通过观看实验视频,学生不仅能看到精细化的实验现象, 还可以加深对化学艺术之美的认识程度,提高自身的美育素养。
排的问题,此实验不适于演示和探究。 因此,借助于美丽科学 平台让学生直接观看清晰且完整的实验视频,效果非常理想。
环节 四: 讲 解 氯 气 的 性 质, 播 放 氯 气 与 金 属、 非 金 属 反 应 视频。
教师活动 4:通过讲解氯的原子结构,推导出氯气的强氧化 性,进而讲述氯气与金属( 钠、铁、铜) 、非金属( 氢气) 的反应并 播放相关反应视频。 如图 4 所示。
3.3 学习目标
①能通过美丽科学的实验视频探究氯气的性质,认识到实 验的重要性,培养证据推理意识。
②能从氧化还原反应、离子反应的角度预测并解释氯气的 化学性质,并用符号正确表征[4] 。
③以氯及其化合物知识的学习为线索,掌握物质间的转化 关系,构建研究物质的思路和方法。
④通过含氯物质性质和用途的学习,感受物质性质和用途 的关系,增强社会责任感。
2.4 评价反馈,良性循环
针对于教师的设计,实验内容的展示,学生的接纳与反馈, 综合评价此模式下的教学效果以及对于发展学生核心素养的 要求,不断地 整 合 和 完 善 各 个 环 节, 从 而 形 成 一 种 良 性 循 环 策略。
3 基于美丽科学平台的教学实例:“氯及其化合物”
“氯及其化合物” 是人教版新教材高中《 化学( 必修 1)》 内 容,是学生在高中阶段学习的第一个典型的非金属元素。 氯气 有毒,出于安全性和实验效果的考虑,将美丽科学平台与“ 氯及 其化合物” 的教学相融合,其内容主要从以下四个方面呈现。
1.1 科学实验可视化,增强学生学习兴趣
科学可视化不仅是静态图表式的可视化,更是衍生出视频 动画方向的动态可视化,使科学变得更加妙趣横生[2] ,富有吸 引力,易于理解。 美丽科学的主旨是将化学的美丽和神奇通过 数字技术和媒体传递给大众,从宏观和微观两个尺度,展现化
2018 年,教育部颁布了《 教育信息化 2.0 行动计划》 ,将教 育信息化作为教育系统性变革的内生变量,支撑引领教育现代 化发展,推动教育理念更新、模式变革、体系重构[1] 。 广大教师 运用新技术手段是探索新时代教育教学方法、提升教书育人本 领的必要之技。 实验在高中化学课程中占有很大比重,但受限 于学校的条件和部分物质本身的性质,很难将课程标准上要求 的实验逐一进行演示或探究,因此将信息化手段与化学实验进 行融合显得尤为迫切。
1 美丽科学平台及其在高中化学教学中的应用意义
“美丽科学教学平台·中学实验” 是一款专为辅助中学老 师开展实验教学而打造的备授课一体化平台,可以在美丽科学 官方网站( www.beautyofscience.cn) 下载。 平台提供了美丽科学 特色实验视频( 采用显微、延时、红外热成像等先进的摄影技 术,将日常难以观察到的实验现象更直观地呈现给学生) ,最大 程度帮助老师解决实验教学上的困难。
·201·
活动意图说 明: 通 过 复 习 金 属 单 质 及 其 化 合 物 的 研 究 思 路,引入本节课的教学。 通过本节课的学习引导学生最终建立 非金属及其化合物的研究方法,为后续学习非金属及其化合物 的知识奠定基础。
环节二:讲解氯气的发现史 教师活动 2:阅读教材中氯气的发现史,引导学生发现氯气 的物理性质并完成思考和讨论。 学生活动 2:①阅读教材内容,获取信息,了解氯气的制法, 以及氯气是黄绿色、有刺鼻气味的气体等物理性质。 ②发言描 述得到的启示( 坚持不懈,执着追求等) 。 活动意图说明:以科学史为情境线索,让学生分析氯气的 部分物理性 质, 并 引 导 学 生 总 结 从 氯 气 的 发 现 史 中 得 到 的 启 示,从而培养学生正确的科学态度和社会责任。 环节三:播放美丽科学平台氯气的实验室制法视频 教师活动 3:说明舍勒当时发现用软锰矿和浓盐酸制取氯 气的方法,至今仍 然 是 氯 气 的 主 要 实 验 室 制 法, 借 助 美 丽 科 学 平台播放与教材配套的制取氯气的实验视频。 如图 3 所示。
②这些物质的研究顺序是什么?
3.5 教学实践
③具体到每一种物质,又是从哪些方面展开研究的?
环节一:复习钠的研究思路和方法 教师活动 1:提出驱动性问题
学生活动 1:回顾前知,总结出金属元素的研究思路 ( 单 质———化合物;物理性质———化学性质———用途)
第 11 期
高婷婷,等:美丽科学平台在高中化学教学中的应用研究———以“ 氯及其化合物” 为例
第 11 期
高婷婷,等:美丽科学平台在高中化学教学中的应用研究———中的应用研究 ———以“ 氯及其化合物” 为例
高婷婷,王梓馨,王金宝
( 吉林师范大学 化学学院,吉林 四平 136000)
摘要:由于化学物质性质的特殊性和学校实验条件的限制,很多高中教材上的实验无法在课堂之中演示,更没有办法让学生亲自探究。 利用美丽科学平台科学实验可视化、艺术化的特征,将其与高中化学教学相结合,构建创新型教学模式,运用信息化手段解决了“ 实验 难” 这个问题,有助于培养学生的化学核心素养、信息素养和美育素养。 本文以人教版新教材高中《 化学( 必修 1) 》 第二章第二节“ 氯及 其化合物” 为例,呈现将美丽科学平台与化学教学相结合的教学实践。 关键词:美丽科学;化学教学;氯气;科学可视化 中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2021)11-0199-03
4 总结
通过教学实践可以发现,将美丽科学平台的相关资源与高 中化学教学相结合可以丰富课堂教学内容,展示与众不同的化 学之美,培养学生的化学核心素养、信息素养、美育素养。 教师
[2]周荣庭,武伟,梁琰. 信息化教学模式下科学数字教材智能 化创新与实践探索———以美丽化学为例[ J] . 科技与出版, 2017(11) :20-23.
⑤了解氯气的发现史,学习科学家的科研精神。
3.4 教学流程
基于对教材、学生 和 学 习 内 容 的 分 析, 在 学 习 目 标 的 指 导 下,设计了如图 2 所示的教学流程。
图 2 教学流程
此流程共设计五个教学环节,分别从教师活动、学生活动
①我们学习了钠元素的哪些性质?
和活动意图三个方面体现美丽科学平台与课堂教学的融合。
( 本文文献格式:高婷婷,王 梓 馨,王 金 宝. 美 丽 科 学 平 台 在 高 中 化学教学中的应用研究———以“ 氯及其化合物” 为例[ J] . 山东
地位。
化工,2021,50(11) :199-201.)
图 5 次氯酸漂白作用
学生活动 5:观看视频,探究出氯水中具有漂白性的物质
参考文献
(次氯酸),并得出结论:次氯酸能使染料和有机色素褪色。 并 [1]童兆平.区域教育信息化应用案例实施策略研究[J].教育与
联系生活实际举例应用。
装备研究,2020,36(8) :15-20.
活动意图说明:透过现象看本质,让学生通过实验视频的 宏观现象推出微观粒子的作用,培养学生证据推理意识、宏微 结合的素养、科学态度和社会责任。
·200·
山 东 化 工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY 2021 年第 50 卷
2.1 创新设计,新型课堂
教师在充分熟悉美丽科学平台的基础上,在课前备课、课 堂思路、课后反思及改革创新等方面充分与自己的教学设计相 融合。
3.1 教材内容分析
氯是一种典型的非金属元素,可以形成食盐、漂白液等多
种日常熟悉的含氯化合物。 本节以氯气为主线,选择氯气的性 质、用途和实验室制法等内容,借助美丽科学平台的实验视频, 将其进行科学可视化、艺术化表达。
3.2 学习者分析
学生已经具备了氧化还原反应、离子反应以及钠及其化合 物相关知识,初步了解了金属元素的研究思路。 学生在学习本 节氯及其化合物的内容时,观看美丽科学平台的实验视频,不 仅可以加深对学习内容的印象,也更有助于构建非金属的研究 思路和方法。
1.3 科学实验系统化,弥补实验条件不足
“美丽科学教学平台·中学实验” 目前涵盖了高中化学各 种版本教材的配套实验视频,相当于形成了高中化学实验教学 的巨大资源库。 教师可以在授课时直接借助此平台给学生播 放视频,既可以缓 解 教 师 的 实 验 压 力, 也 解 决 了 部 分 学 校 因 教 学条件不足而无法做实验的问题。
[3]叶雪莹,朱文涛. 国产科普影像《 美丽化学》 视觉叙事分析 [ J] .电影文学,2019(3) :59-61.
[4] 胡先锦.基于“ 问题解决” 的高中化学教学设计与实践——— 以“ 氯气的性质” 一课为例[ J] .化学教学,2018(4) :31-35.
应该具有终身学习的思想,不断地学习新技术新理念,将信息 化手段与化 学 的 教 育 教 学 深 度 融 合, 增 强 化 学 在 学 生 心 中 的
图 3 氯气的实验室制法视频截图(截图来源于美丽科学平台) 学生活动:观看视 频, 总 结 出 制 取 气 体 一 般 的 装 置 分 为 哪
几个部分。 活动意图说明:由于氯气有毒,考虑到安全和教学时间安
A.氯气和钠的反应;B.氯气和铁的反应; C.氯气和铜的反应;D.氯气和氢气的反应
图 4 相关反应视频截图 学生活动 4:观看视频,并总结实验现象。 活动意图说明:通过观看视频,学生对实验现象一目了然, 直观的视觉形象可以转化为深入理性认知,有助于培养学生宏 观辨识与微观探析,实验探究,证据推理等核心素养,也有助于 增强学生美育素养。 环节五:探究氯水的漂白性,播放实验视频。 教师活动 5:讲解氯气与水的反应,并探究氯水中真正起漂 白作用的物质,播放教材实验 2- 8 的实验视频,如图 5 所示。 引导学生联系生活实际说出氯水的用途。
2.2 创设情境,真实表达
利用美丽科学平台实验内容的科学化、可视化、碎片化、艺 术化和高清化等特点,创设情境,力求运用信息化手段将化学 实验真实表达给学生。
2.3 服务学生,综合提升
在学生对美丽科学平台普遍认同的前提下,教师设计好教 学流程,方便于学 生 对 所 要 探 究 实 验 的 科 学 预 习 假 设、 探 究 对 比、巩固提升、拓展视野以及提供创新实践思路。
2 美丽科学平台在高中化学教学中的应用策略
美丽科学平台可以将教师、学生和实验内容很好的联系起 来,构建一种新型 的 信 息 化 教 学 模 式, 以 此 更 好 的 发 展 学 生 的 核心素养。 具体的应用策略主要从以下四个方面体现,如图 1 所示。
图 1 应用策略循环图
收稿日期:2021-03-02 基金项目:校地协同、资源共享的中学化学微课资源的开发与应用研究( JLSJY2017Z012) 作者简介:高婷婷(1990—) ,女,吉林辽源人,一级教师,主要从事高中化学教学研究。
学的结构之美以及化学反应中肉眼难以观察到的精妙细节,整 体视觉色彩艳丽,细节毫发毕现。 学生观看此类视频在惊叹于 化学结构和反应的神奇之外,更能领略化学之美,打开化学视 角,增强学习兴趣。
1.2 科学实验艺术化,加强学生美育教育
美丽科学的实验视频运用科学形象的镜头语言修辞,采用 同期声的音效叙事强化,提高了视觉形象感染力。 其剪辑也很 有叙事逻辑,保证了实验整体的完整性。 美丽科学从艺术化的 视角去呈现化学实验等现象,使受众得到审美感和体验,从而得 到了情感 的 满 足, 即 从 直 觉 形 象 逐 渐 转 化 到 更 深 入 的 理 性 认 知[3] 。 通过观看实验视频,学生不仅能看到精细化的实验现象, 还可以加深对化学艺术之美的认识程度,提高自身的美育素养。
排的问题,此实验不适于演示和探究。 因此,借助于美丽科学 平台让学生直接观看清晰且完整的实验视频,效果非常理想。
环节 四: 讲 解 氯 气 的 性 质, 播 放 氯 气 与 金 属、 非 金 属 反 应 视频。
教师活动 4:通过讲解氯的原子结构,推导出氯气的强氧化 性,进而讲述氯气与金属( 钠、铁、铜) 、非金属( 氢气) 的反应并 播放相关反应视频。 如图 4 所示。
3.3 学习目标
①能通过美丽科学的实验视频探究氯气的性质,认识到实 验的重要性,培养证据推理意识。
②能从氧化还原反应、离子反应的角度预测并解释氯气的 化学性质,并用符号正确表征[4] 。
③以氯及其化合物知识的学习为线索,掌握物质间的转化 关系,构建研究物质的思路和方法。
④通过含氯物质性质和用途的学习,感受物质性质和用途 的关系,增强社会责任感。
2.4 评价反馈,良性循环
针对于教师的设计,实验内容的展示,学生的接纳与反馈, 综合评价此模式下的教学效果以及对于发展学生核心素养的 要求,不断地 整 合 和 完 善 各 个 环 节, 从 而 形 成 一 种 良 性 循 环 策略。
3 基于美丽科学平台的教学实例:“氯及其化合物”
“氯及其化合物” 是人教版新教材高中《 化学( 必修 1)》 内 容,是学生在高中阶段学习的第一个典型的非金属元素。 氯气 有毒,出于安全性和实验效果的考虑,将美丽科学平台与“ 氯及 其化合物” 的教学相融合,其内容主要从以下四个方面呈现。