智慧课堂教学模式在高中化学教学中的应用案例研究.doc

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PAGEPAGE   2智慧课堂教学模式在高中化学教学中的案例研究李认马鞍山市第二中学  457280743@摘要：本研究是基于互联网+教育背景下，在以往的研究基础上，结合智慧课堂的特征，设计出符合高中化学的智慧课堂教学模式，并用以指导具体教学实践。目前国家对信息技术融入教育教学很重视，安徽省教育厅也提出从2018年起，全省普通高中结合新课改新高考的要求全面进行智慧学校建设。关键词： 互联网＋教育；智慧课堂；化学教学引  言：在本次研究中选取了高中化学必修二第二章第一节《化学能与热能》进行智慧课堂的教学设计并实践于真实课堂中。并在实施后进行了教学效果的调查。1.《化学能与热能》智慧课堂教学模式的设计依据智慧课堂教学模式将本次教学分为以下环节：课前资源准备：首先教师需要对所学的教学内容进行深度分析，制作优质的课前学习材料与检测题，可供学生课前自主学习；大数据学情分析：教师根据大数据的结果，进行课中教学过程设计；课中教学过程设计：教师首先分析课前学生普遍存在的问题，引导学生进行课堂自主探究、引导学生归纳总结，建构自我知识体系，接下来进行课堂检测检验学习效果，根据大数据分析学习效果，对于还没有掌握的知识再进行剖析；课后自主巩固学习：学生首先完成教师推送的课后巩固习题，然后再根据没掌握的知识点进行个性化练习。

1.1课前教学内容分析本节课《化学能与热能》是围绕化学能与热能的关系为主要研究内容，教材内容分为三个部分：第一部分教材先从微观层面上化学键知识入手，说明化学键与能量之间的密切联系，揭示了化学反应中能量变化的主要原因。然后分析了化学反应过程中反应物与生成物的能量储存与化学反应吸收还是放出能量的关系，为后面强调与质量守恒一样，能量也是守恒的观点奠定了基础。在第二部分中教材通过三个实验，说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，提出吸热反应与放热反应的概念。这部分内容强调了科学探究和学生活动，让学生在实验探究中认识和感受化学能与热能之间相互转化，学习定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法。在第三部分中教材为了拓宽学生的科学视野，图文并茂地说明了生物体内生命活动过程中的能量转化、能源与人类社会发展的密切关系，使学生建立正确的能量观。1.2教学目标分析(1)宏观辨识与微观探析：知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，知道化学反应中能量变化的主要表现形式，了解吸热反应和放热反应的涵义，能从微观的角度来解释宏观的化学现象。(2)科学探究与创新意识：通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究的一般方法，在科学探究的过程中可进行实验装置的改进，从而提高创新意识。

(3)变化观念与平衡思想：通过化学能与热能的相互转变，理解“能量守恒定律”。(4)科学精神与社会责任：通过生产或生活中的实例，了解化学能与热能的相互转变，认识提高燃料的燃烧效率、开发新型清洁能源的重要性，引导学生关注能源、关注环保等社会热点，从而提升学生的科学精神与社会责任。1. 3课前资源准备对于本节课的实践首先教师对所学的教学内容进行深度分析，提前录制了课前微课微课和课前导学案可供学生课前学习的资源，为检验学习效果，制作了课前检测题、课堂检测题、课后检测题。课前检测题与课前学习源一起推送给学生，并要求学生在规定时间内完成自主课前学习，以便教师进行学情分析。教师根据大数据的结果，了解到全班同学与个别学生对知识的具体学习情况从而针对性编制课中教学过程设计，补救其没有理解之处，帮助学生更好的掌握知识。1.4大数据学情分析根据本节课课前检测题给出的数据，学生对化学反应能量变化的原因有所了解，能够初步从宏微两方面解释化学反应中能量变化的原因，但对于哪些类型的反应是放热反应哪些类型的反应是吸热反应还不清楚。希望在课堂中得到解决，通过课前检测题也发现，有些同学还没有从微观上理解化学反应为什么有能量变化，所以在课堂中，我设计了宏微结合解释具体的化学反应中的能量变化。

1.5课中教学过程设计根据课前检测题，以及微课讨论区中普遍存在的问题出发，有针对性的进行教学过程设计。在本次课堂中主要采用小组合作实验探究的学习方式。教师根据普遍提出问题，引导学生进行实验探究，引导学生得出实验结论，总结归纳本节主要知识内容。在教学活动中设计抢答环节，调动学生的积极性与竞争意识，并充分利用“大数据精准分析”对学生学习情况进行实时掌控。1.6课后巩固练习课后教师布置课后巩固练习，学生按时完成练习，学生完成后教师根据大数据得出的结果，推送个性化习题，学生可以自主补救知识，自主补救知识环节资源选择是多样性的，可以针对学习难点推送相应的微课学习，也可查阅辅导书，可上网查阅资料或向同学请教等。2.高中化学《化学能与热能》的智慧课堂具体实施过程教师活动：展示课前收集统计的结果，课前检测题结果如图1：图1课前数据分析根据此图可以看出全班90%以上的同学课前学习效果不错，但对于第3题的掌握情况不好，请答题优秀正确率高的同学来解答此题。学生活动：打开平板，观看分析结果，了解不足。正确率高的同学起来解答问题。教师活动：接下来展示微课讨论区里同学们普遍提出的问题如:图2：（还有好多讨论就未再截图展示了，仅以此为代表展示大多数同学存在的问题）从大家的讨论上老师了解到很多同学已经理解了为什么化学反应中会有能量的变化，但不知道哪些类型的反应是放热反应哪些类型的反应是吸热反应？那么这节课我们就来解决这个问题。

图2微课讨论区学生活动：聆听教师分析，了解本节课要解决的问题。教师活动：引导学生思考：“可通过哪些方法感受化学反应中的热量变化？”学生活动：小组讨论。教师活动：给出你们的想法。学生活动：可以通过用手触摸和温度计测量。教师活动：追问：“什么时候用手触摸，什么时候用温度计测量呢？”。学生活动：放热明显的时候用手触摸，不明显的时候用温度计测量。教师活动：还有我们要定量测量的时候，下面我们就用这些方法进行实验探究，感受化学反应中的热量变化。教师活动： 引导实验探究1 ：Mg与HCl反应热量的变化，温馨提示：本次实验所取盐酸的量为1滴管约为1mL以及当感受到明显的热量变化时，就要抽出镁条停止实验。学生活动：小组合作进行实验探究。教师活动：巡视指导，请各小组在课堂任务单上填写实验现象及结论，并派小组代表汇报。学生活动：Mg与HCl的反应是放热反应，由此总结归纳出大多数金属与酸的反应都是放热反应。教师活动：非常棒！还有大多数金属与水的反应也是放热反应，中和反应也是一类非常重要的反应类型，那么中和反应是放热还是吸热的呢？我们以NaOH与HCl反应为例进行实验探究。学生活动：小组合作进行实验探究。教师活动：巡视指导，请各小组在课堂任务单上填写实验现象及结论，并派小组代表汇报。

学生活动：酸碱中和反应是放热反应。教师活动：很好，其实我们把酸与碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热，在这里同学们只需了解中和热的概念，选修4我们会进行中和热的测定和计算。接下来请同学们理论联系实际，画出放热反应体系的能量随反应进程的变化图，并请一位学生到黑板上画出。学生活动：根据微课里学习的内容画出图形。教师活动：巡查拍照，将经典的图像进行展示，剖析放热反应体系能量随反应进程的变化为：反应物要想变为生成物，必须先断裂化学键，这个过程吸收能量，而形成化学键又会放出能量，从下图3中可以看出，成键放出的能量高于断键吸收的能量，所以反应放出能量；从宏观上看，反应物的总能量高于生成物的总能量，而能量是守恒的，故反应放出能量。图3放热反应体系的能量随反应进程的变化图学生活动：聆听体会化学能向热能的转化过程教师活动：哪些反应是热能转化为化学能呢？接下来探究Ba(OH)2· 8H2O与NH4Cl固体反应的热量变化。教师改进的实验装置如图4：请同学们用此装置看能否制出“怪味冰激凌”？。图4实验改进装置图教师活动：提示实验操作步骤为：(1)在滤纸上滴几滴酚酞试液(2)在试管中加入4-5滴水(3)将润棉花团套在试管外(4)将称量好的晶体全部倒入塑料杯中混合(5)立即盖上盖子并用盛有少量水的试管快速搅拌混合物，用手触摸杯子底部感受其温度的变化请各小组同学记录好实验现象，并总结汇报。

学生活动：小组合作进行实验探究。教师活动：巡视指导，请各小组在课堂任务单上填写实验现象及结论，并写出Ba(OH)2· 8H2O与NH4Cl固体的反应方程式，并派小组代表汇报。学生活动：各小组汇报的现象是：混合物逐渐呈糊状，产生刺激性气味的气体，滴有酚酞的滤纸变红 ，杯底冰凉试管中的水结冰。说明Ba(OH)2· 8H2O与NH4Cl固体的反应是吸热反应，并且生成了碱性气体NH3。教师活动：那么湿棉花团的作用是什么呢？学生活动：吸收NH3，减少NH3的逸出。教师活动：非常棒，同样的请同学们理论联系实际画出吸热反应体系的能量随反应进程的变化图，并请一位同学在黑板上画出。学生活动：联系微课内容画图。教师活动：巡查拍照，将学生画出的经典图像进行展示，剖析吸热反应体系能量随反应进程的变化为：反应物要想变为生成物，必须先断裂化学键，这个过程吸收能量，而形成化学键又会放出能量，从下图5中可以看出，成键放出的能量低于断键吸收的能量，所以反应吸收能量；从宏观上看，反应物的总能量低于生成物的总能量，而能量是守恒的，故反应吸收能量。图5吸热反应体系的能量随反应进程的变化图学生活动：认真聆听。教师活动：现在请同学们归纳总结吸热反应与放热反应的类型有哪些？学生活动：小组讨论，并将结果填写在课堂小组合作任务单上。

教师活动：请汇报你们的结论？学生活动： 放热反应的类型有：所有的燃烧反应、大多数化合反应、酸碱中和反应、金属与酸或与水的反应，吸热反应的类型有：大多数分解反应、Ba(OH)2· 8H2O与NH4Cl固体的反应。教师活动：很好！同学们已经总结的很好了，老师还想稍微补充一下，如表1：表1放热反应和吸热反应类型的对比总结放热反应吸热反应所有的燃烧反应部分复分解反应，如：酸碱中和反应部分复分解反应，如：Ba(OH)2· 8H2O与NH4Cl固体的反应部分置换反应，如：金属与酸或水的反应高温高温部分置换反应，如：C+H2O===H2+CO大部分化合反应 高温高温少数 化合反应，如：C+CO2===2CO少数分解反应，如：H2O2的分解大部分分解反应教师活动：接下来进入课堂检测阶段，课堂检测题第一组如图6：图6课堂检测题学生活动：在线答题。教师活动：调取数据，分析学生存在的问题，调取的数据如下图：图7课堂检测反馈图先说明，第一题的正确答案是“错误”，从图上可以看出有两位同学判断此题是“正确的”，因此判断错误，第一题的正确率就只有91%了、第二题的正确率为100%、第三题的正确率为100%、第四题的正确率为100%，由此可见学生的学习效果很不错。

图8课堂检测第1题反馈图从大数据分析图上可以清晰地知道哪些同学选错了，本题中两位同学判断第一题的说法是正确的，这显然判断错误，为课后进行个性化的辅导提供精确的数据，这是智慧课堂教学模式非常大的一个优势。课堂检测题第二组如下： 课堂检测（1）下列反应属于吸热反应的是( )A. 铁与稀盐酸的反应B. H2SO4与KOH的反应C. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应D. 镁条燃烧（2）下列变化中属于放热反应的（   ）①液态水汽化 ②碳酸钙高温分解的反应 ③浓硫酸溶于水④金属锌与盐酸的反应A．①④   B．④  C．① ② D．③④（3）下列说法中正确的是(    )A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B.放热的反应在常温下一定很容易发生C.是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量,放热反应自始至终不需要外界能量 学生活动：在线答题。教师活动：调取数据，分析学生存在的问题，调取的数据如下图：图9课堂检测反馈图从以上图中可与看出第一题的正确率为100%、第二题的正确率为77%、第三题的正确率为100%。图10课堂检测第2题反馈图从大数据分析图上可以清晰地知道总共有5位同学选错了，他们选择了D选项，这显然错误，教师就可以针对性的分析D选项就可以了，这也是智慧课堂教学模式很大的优势。

教师活动：能源问题一直是研究的热点，其实人类利用能源分为三个阶段，第一阶段柴草时期，自18世纪中叶以后，煤、石油、天然气开始进入我们的生活，至今人类依然处于化石能源时期，美国前国务卿亨利·基辛格说：“如果你控制了石油你就控制了所有国家”，可见化石能源对于我们生产生活的重要性，而这些化石燃料都是不可再生的能源，为实现可持续发展，我们必须开发新能源，像风能、太阳能、潮汐能……而大多能源的开发都离不开化学，希望今天的你学好化学知识，明天的你为社会的发展贡献属于你的力量。3.《化学能与热能》教学反思本次课堂学习主要以实验探究和讨论为主，学生是本节课的主体，教师只是学生进行学习活动的引导者。课堂上学生小组合作动手进行实验探究，大大提高了学生的兴趣和参与度，课堂氛围非常活跃。从知识建构来分析，学生积极思考讨论，勇于回答问题，课堂检测正确率高，说明学生课堂中对知识建构的很好。从总体上来讲，本节课较好的完成了教学目标，智慧课堂教学模式的实践基本是成功的。但是，在细节上来看这堂课还存在一些问题，教室网络连接设备不够完善，有些同学