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一对一数字化教学在化学课堂中的应用
-----《氧气的性质》案例
上海市进才中学北校 闵鸣
[摘要] 让学生每个人拥有一套数字化设备，并享受这个设备所提供的各种平台与资源，从而在教师的指导下，进行有效学习的理念、技术和方法。让孩子们具备21世纪的技能，已经成为目前教育发展方向和下一步改革主要的目标。
[关键字]一对一数字化教学 化学
在信息化的大环境下，孩子们所面临的学习环境更为复杂和丰富，利用网络等手段，随时随地地获取各类信息，获得资源，随时随地地学习，正逐渐成为他们所熟悉的日常生活。正是在这一背景下，各学科的“一对一”数字化学习应运而生，即让学生每个人拥有一套数字化设备，并享受这个设备所提供的各种平台与资源，从而在教师的指导下，进行有效学习的理念、技术和方法。
一对一数字化教学可以从两方面给学生学习提供帮助：
1、个性化学习 ：学生可根据自己的需求，寻找所需的知识，不同学生之间的差异可以通过学生自身的主动去弥补。还可以把自己的想法或问题以BBS或在博客上发表自己的见解方式进行解决，学生自主学习的能力被充分调动起来了。
2、社会化学习：通过小组合作的方式进行学习，既锻炼了团体意识，又调动了学生的积极主动性，通过在线咨询可及时得到问题的解决方案，增加效率。
一、设计思想：
氧气的性质是第二单元的重点知识，氧气的化学性质及其现象的描述是重点和难点，教学中需要引导学生通过观察、对比、思考、讨论等方法科学地建构知识，同时初步掌握对比、归纳等学习方法；在本节课的第一课时的教学中也希望借助于知识载体潜移默化地渗透一些人文文化，例如生命教育、哲学思想等。第二课时的教学中采用一对一数字化教学,更有利于学生复习第一课时的内容,又能进行实验探究,通过对实验内容的对比、思考、讨论更好的巩固第一课时的内容，掌握新概念。
二、教材分析：
第二单元是初中阶段的重点内容，起着承上启下的作用，为后面的继续学习打下知识基础，并能提供一定的学法指导。本节内容是学生认识具体物质及其变化规律的开始和典型代表，是从化学学科特征出发，运用实验方法研究物质的开始。本节课既为紧接着学习氧气的收集提供知识条件，又为后面学习燃烧与灭火储备了感性材料。
三、教学目标：
（一）知识与技能：
1、了解氧气的物理性质。
2、能描述氧气跟氢气、木炭、硫、磷、铁丝的燃烧反应现象，能写出符号表达式。
3、了解氧气的主要用途，初步认识物质的性质决定其用途的学科思想。
4、掌握化合反应、氧化反应、氧化物概念。
（二）过程与方法：
1、通过对实验中的一些细节的比较，对实验现象、条件的探究，进一步掌握对比、归纳实验探究方法。
（三）情感态度与价值观：
1、通过氢气与氧气在接触面积上的量变引起质变感悟渐变与突变的哲学思想。
2、通过对酸雨知识的了解，增强学生环保及爱护生命的意识。
3、通过对“氧气的功与过”的辩论，初步树立辩证唯物主义观。
四、重点难点：
重点：氧气的化学性质及其现象的描述
难点：氧气的化学性质
五、教学模式：
1、实验教学（第一课时）
2、一对一数字化教学（第二课时）
六、教学过程：
1、创设情境，引发学生兴趣
从带火星的木条复燃实验开始,学生能猜测到这种气体是氧气,因为在我们的科学中已经学习过氧气的检验和一些氧气的用途,由此明确今天主题是研究氧气的性质.展示一瓶氧气,引导学生描述氧气物理性质,学生发现氧气是看不见摸不着的，所以我们只能从实验着手重点探究氧气的化学性质,第一个我们看的是氢气燃烧的实验:挑战者号的爆炸,由于一个橡皮圈的老化，使液氢泄漏与液氧混合后爆炸,导致了几十亿美元的经济损失，但是氢气也能作为最洁净的燃料安静的燃烧,这些事实不仅使学生感受到了氧气的助燃性，也让学生感悟到了细节决定成败的道理。第一课时主要从回顾磷和镁带的燃烧,氧气除了与气体反应外,也可以跟固态的某些金属和非金属反应,我演示了碳,硫,铁在空气和氧气中的燃烧实验,一边演示实验一边指导学生如何观察实验，注重实验的细节,注意观察实验现象和如何检验产物等。
2、创设自主探究，突破重点难点
氧气的化学性质是本节课的重点和难点，其中的现象和符号表达式又多又难记，怎样轻松地化解这一难题,让学生在最短的时间内更有效地接受新的知识？这是第二课时的重点。我试用的是一个潜能生不多，但尖子生也不多的班级，我估计大部分学生对实验的归纳和总结的能力还比较薄弱，所以在分组讨论探究时我采用异质分组的方式（一个尖子生带领一些中等生和一个潜能生），我采用这样的分层既可以培养尖子生的管理团队的能力,也能培养了他在探究活动中的引领能力，又发挥了小组合作中同伴互助的优势，对潜能生也有一定的促进作用。首先我采用测验法，通过10题选择题的测试，我引导学生分成几个异质小组，对前面实验的某些异同点做分析和探究,将给以一些参考的信息，从一些细节方面着手（比如收集氧气的集气瓶有的留水有的不留水）、实验现象的不同(可能因反应物的浓度不同)、反应的条件、符号表达式、生成物的元素种类和组成，最后汇聚成5个主题，每组选择一个主题,学生可能会设计这样的探究表格，给以5分钟自主探究时间后每组上来交流、最后小结。可能第一课时的内容学生有所遗忘，我在课件中专门制作了一个板块可以回顾第一课时的主要实验,这里也体现了数字化教学带来的便利。
最后成形的表格参考如下：
主题一：相同物质在空气中和纯氧中燃烧的现象比较
反应物
在空气中的现象
在纯氧中的现象
碳
红光
白光
硫
淡蓝色火焰
明亮蓝紫色火焰
磷
浓厚的白烟
浓厚的白烟、黄光
铁
铁丝发红
火星四射，生成黑色固体
结论：反应物的浓度越大，现象越剧烈。
主题二：各反应物反应条件的比较
反应物
反应条件
符号表达式
碳和氧气
点燃
C+O2→CO5
硫和氧气
点燃
S+O2→SO2
磷和氧气
点燃
P+O2→P2O5
铁和氧气
点燃
Fe+O2→Fe3O4
结论：反应都需要点燃。
主题三：生成物元素种类的比较
反应物
符号表达式
生成物元素种类
生成物共有的元素
碳和氧气
C+O2点燃
CO5
2
O
硫和氧气
S+O2点燃
SO2
2
O
磷和氧气
P+O2点燃
P2O5
2
O
铁和氧气
Fe+O2点燃
Fe3O4
2
O
结论：生应物元素种类都是两种，其中一种是氧元素。
主题四：生成物个数的比较
反应物
符号表达式
几种反应物
几种生成物
碳和氧气
C+O2点燃
CO5
2
1
硫和氧气
S+O2点燃
SO2
2
1
磷和氧气
P+O2点燃
P2O5
2
1
铁和氧气
Fe+O2点燃
Fe3O4
2
1
结论：反应物种类是两种，生成物种类是一种。
主题五：收集氧气的集气瓶中是否留有水的比较
反应物
符号表达式
集气瓶中是否需要留水
碳和氧气
C+O2点燃
CO5
否
硫和氧气
S+O2点燃
SO2
是
磷和氧气
P+O2点燃
P2O5
否
铁和氧气
Fe+O2点燃
Fe3O4
是
结论：二氧化硫会污染空气放水吸收可以减少污染，生成物四氧化三铁过热会引起瓶壁爆裂，需要放水或沙。
如何在一些看似纷乱复杂的知识点中寻找规律，在最短时间内最有效的记忆这些知识点，如何在更高的学府中更好地自主学习，学会比较和归纳的学习方法很重要。表格一：通过反应物在空气中和纯氧中反应现象的比较得出结论。表格二：通过整理各反应物在纯氧中的反应条件归纳得出结论。表格三：为“氧化物”的概念做铺垫。表格四：为“化合反应”概念做铺垫。表格五：为突出生成的四氧化三铁过热会引发集气瓶爆裂，二氧化硫是引起酸雨的主要原因。
设计这样的一个探究活动不仅解决了本节课的重难点、为新概念的引出做铺垫，又增强了学生的自主探究能力。接下去学生可以自主的学习几个新的概念。
3、一对一数字化教学，让学习更自由
作为一名化学老师，我也尝试在我的教学中使用一对一数字化教学。刚开始我建立了个人的化学网站，学生可以从网站上搜索所需要的上课资料，但是我需要建立非常庞大的资料库，而且针对于一节课的内容其他资料又是多余的，学生也容易分心，所以针对于《氧气的性质》这节课我设计了一个专门的FLASH应用课件，此课件也参与了2013年中央电教的课件评比，获国家级二等奖。在第二课时的教学中我主要用FLASH软件设计了一个学生可以自主学习的界面，主要有几个单元构成：测验、氧气的性质实验、氧气的性质实验探究、新概念、氧气的用途。
1) 测验：课件中包含十题选择，学生选好后提交马上可以得到分数。通过这个测验结果选择学生分组。最后也通过测验法了解学生经过这个课时对内容的掌握是否更好。
2) 氧气的性质实验回顾：课件中包含了第一课时中的几个实验录像：磷、碳、铁、硫和氧气的反应。对之前内容的回顾是为下面的探究做准备，帮助学生在后面的探究中找到更多的细节。
3) 氧气的性质实验探究：课件中为学生先设计了空白表格，学生自己填写，然后上传，最后填完交流。每组选择一个主题,设计探究表格，给以5分钟自主探究时间后每组提交交流、最后小结。
4) 新概念：通过表格式的探究学习新概念。课件中包含了本节课的主要新概念。
5) 氧气的用途：课件中提供氧气的用途资料，包含医疗保健、冶金工业、化学工业、食品业，还有氧气的负作用，学生阅读后通过BBS讨论氧气的功与过。
4、渗透生命教育和文化思想，传播正能量
在我的教学过程中有三处渗透了一些生命教育和文化的内涵。一个是在讲到氢气的燃烧时，氢气和氧气的接触面积在一定范围内点燃是安全的，超过一定范围就会爆炸，由于氢气与氧气在接触面积上的量变而引起了质变，让我们感悟到渐变与突变的哲学思想；第二处是在我们在讨论硫与氧气产生了二氧化硫，这是引起酸雨的主要原因，酸雨对建筑、农业、渔业等危害极大，增强学生环保及爱护生命的意识。第三处是最后让学生探究为什么说“成也氧气，败也氧气？”，通过辩论氧气的功与过,体现性质决定用途，用途反映性质的学科思想,初步树立辩证唯物主义观。 通过这样的一节课我希望我不仅是作为一个化学老师在授业解惑，我更希望自己是个文化人将这种“文化场”传递给更多的学生。
我希望在我的课堂中通过“一对一”数字化教学，让学生自主在“做”中学，通过具体实践、实验，归纳、提炼、体现学生在课堂学习中的主体地位，帮助学生形成良好的自主探究的习惯和学习方法，丰富课堂教学内容，充分发挥数字化课堂在化学应用中的优势，拓宽学生的化学视野，提升化学素养。
以下是课件截屏

[参考文献]1、上海市中小学课程改革委员会，化学九年义务教育课本[M].上海教育出版社，2007
2、上海市教育委员会，上海市中学化学课程标准[M]. 上海教育出版社，2004

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