在課堂上反饋中學(xué)生們的自主學(xué)習(xí)情況，從互動課堂中抽取一位中學(xué)生的作業(yè)，并請那位中學(xué)生談?wù)務(wù)n前預(yù)習(xí)觀察到的實(shí)驗現(xiàn)象及實(shí)驗推論，說說自學(xué)的收獲。
探究活動1：
宏觀現(xiàn)象和微觀世界
問
關(guān)于分子熱運(yùn)動，朋友們還想了解哪些呢？
想瞧瞧分子的運(yùn)動情況和分子的樣子。
答
班主任剖析：分子的運(yùn)動我們暫時未能觀察，但可以先通過顯微鏡觀察微粒的運(yùn)動，由看得到的宏觀現(xiàn)象來推測構(gòu)成物質(zhì)的分子情況。
打開央館虛擬實(shí)驗3D演示視頻《用顯微鏡觀察微粒的運(yùn)動》。通過信息化技術(shù)，模擬真實(shí)實(shí)驗中微粒的運(yùn)動情況，并追蹤三個運(yùn)動微粒，同步詮釋微粒的運(yùn)動軌跡。
請一位中學(xué)生分享觀察到的虛擬實(shí)驗現(xiàn)象，發(fā)覺由分子構(gòu)成的微粒在做無規(guī)則運(yùn)動。老師簡單說明微粒做無規(guī)則運(yùn)動的本質(zhì)緣由，因而得出水分子也在做無規(guī)則運(yùn)動。
接著，提示中學(xué)生同樣可以通過構(gòu)成物質(zhì)的分子情況來解釋宏觀現(xiàn)象形成的誘因。
問
在二氧化碳擴(kuò)散實(shí)驗中為何把密度大的甲烷二氧化碳置于空氣的下邊呢？
擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的。假如把密度大的甲烷二氧化碳置于空氣的里面，它會由于重力的作用下沉，和空氣進(jìn)行混和。但若果把二氧化碳置于下邊，能夠與空氣較為均勻混和，這就說明分子是在做無規(guī)則運(yùn)動。
答
在線監(jiān)測中學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并依照考題引出一個小實(shí)驗——“跳舞”的絲線。將系有一根線繩的金屬圈，浸入在香皂水底，戳破其中一邊的香皂膜，觀察絲線的運(yùn)動情況。
引導(dǎo)中學(xué)生分組實(shí)驗，并由一位中學(xué)生進(jìn)行操作展示。實(shí)驗中，發(fā)覺戳破一邊的香皂膜時，顯著見到絲線會被拉向另一邊。這是由于香皂膜分子存在引力，戳破的一邊對絲線拉力消失，有香皂膜的一邊對絲線有拉力，所以絲線被拉向有香皂膜的一邊。
探究活動2：
“隱形”于生活中的內(nèi)能
總結(jié)分子動理論的基本觀點(diǎn)，并從微觀角度引導(dǎo)中學(xué)生回顧內(nèi)能的相關(guān)知識：內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子做無規(guī)則運(yùn)動的動能和分子勢能的總和。
內(nèi)能我們難以用肉眼觀察，但可以通過做功和熱傳遞來發(fā)覺它的變化。
打開央館虛擬實(shí)驗VR仿真交互講義《做功改變物體的內(nèi)能》，組織中學(xué)生進(jìn)行兩個VR仿真實(shí)驗：操作裝有硝化棉的空氣壓縮引火儀、往盛有少量水的密閉玻璃瓶中打氣，探究做功能夠改變物體的內(nèi)能。
傳統(tǒng)課堂中，這兩個實(shí)驗具有一定安全隱患，非常是前者會遭到氣溫、濕度影響，實(shí)驗現(xiàn)象不是非常顯著，但在央館虛擬實(shí)驗建立的理想環(huán)境中，中學(xué)生可以安全做實(shí)驗，清楚地觀察實(shí)驗現(xiàn)象。
問
結(jié)合剛才的實(shí)驗，思索“做功”改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是哪些？
做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。第一個實(shí)驗中，硝化棉燃燒上去，是由于活塞壓縮二氧化碳做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，空氣內(nèi)能減小，氣溫下降，達(dá)到硝化棉的燃點(diǎn)。第二個實(shí)驗中，玻璃瓶瓶蓋彈開，瓶內(nèi)出現(xiàn)大量霧氣，說明水蒸汽液化成了小水珠，在這個過程中，二氧化碳膨脹對外做功，二氧化碳的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶蓋的機(jī)械能分子熱運(yùn)動演示實(shí)驗，二氧化碳的內(nèi)能減低，二氧化碳的氣溫增加。
答
班主任總結(jié)：為此，做功可以改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)是能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。外力對物體做功，物體內(nèi)能降低；物體對外做功分子熱運(yùn)動演示實(shí)驗，物體內(nèi)能減低。
探究活動3：
比較不同物質(zhì)的放熱情況
問
朋友們，“熱傳遞”改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是哪些？
熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移。做功和熱傳遞對內(nèi)能大小的改變是等效的。熱量可以由氣溫高的物體向濕度低的物體傳遞，在熱傳遞的過程中，不同的物質(zhì)放熱能力不同。
答
班主任總結(jié)：數(shù)學(xué)學(xué)中用“比熱容”來反應(yīng)物質(zhì)的這一特點(diǎn)。比熱容的定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)氣溫下降（增加）1℃時吸收（放出）的熱量。
引導(dǎo)中學(xué)生分組討論，得出可以通過控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行探究比較不同物質(zhì)放熱的情況。
組織中學(xué)生打開央館虛擬實(shí)驗3D交互講義《比較不同物質(zhì)放熱的情況》，在3D器材庫中取相等質(zhì)量的水和油，進(jìn)行模擬探究。
實(shí)驗完成后，請中學(xué)生以小組為單位上臺復(fù)現(xiàn)剛才的實(shí)驗過程，剖析總結(jié)實(shí)驗現(xiàn)象、實(shí)驗數(shù)據(jù)及實(shí)驗推論。
在這個實(shí)驗中，中學(xué)生采用了兩種探究方法。
實(shí)驗方式1
控制物質(zhì)質(zhì)量相同，吸收熱量相同，比較下降的體溫。
實(shí)驗推論：相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，在吸收相同熱量的情況下，誰升溫慢，下降氣溫低，誰放熱能力強(qiáng)，比熱容大；誰升溫快，下降氣溫高，誰放熱能力弱，比熱容小。
實(shí)驗技巧2
控制物質(zhì)質(zhì)量相同，下降氣溫相同，比較吸收的熱量。
實(shí)驗推論：相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，在下降相同體溫的情況下，誰放熱時間長，吸收熱量多，誰放熱能力強(qiáng)，比熱容大；誰放熱時間短，吸收熱量少，誰放熱能力弱，比熱容小。
最后，播放一則英國向福島核電站注水的新聞，引導(dǎo)中學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解釋這一行為，培養(yǎng)中學(xué)生學(xué)因而用，解決實(shí)際問題的能力。
建構(gòu)知識體系，完成思維導(dǎo)圖
引導(dǎo)中學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識勾畫思維導(dǎo)圖，并請一位中學(xué)生分享自己的思維導(dǎo)圖，總結(jié)本堂課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
教學(xué)反省
這堂課是融合了央館虛擬實(shí)驗資源的探究備考課。課前，鄭丹老師安排中學(xué)生觀看央館虛擬實(shí)驗實(shí)拍視頻，幫助中學(xué)生快速回顧內(nèi)能重點(diǎn)實(shí)驗，為備考課的舉辦打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)了中學(xué)生的自學(xué)能力。
課中，鄭丹老師用4個活動5個實(shí)驗串聯(lián)全場，舉辦了內(nèi)能實(shí)驗備考的教學(xué)，引導(dǎo)中學(xué)生回顧了分子動理論的基本觀點(diǎn)，加深了對內(nèi)能、比熱容知識的理解，還幫助中學(xué)生把握了控制變量法、轉(zhuǎn)換法等科學(xué)思維，培養(yǎng)了中學(xué)生敢于探究的科學(xué)精神。
央館虛擬實(shí)驗資源在本堂課上發(fā)揮了重要作用，除了突破了時空限制，讓中學(xué)生在課前預(yù)習(xí)中快速回顧重點(diǎn)實(shí)驗，還解決了教學(xué)中部份實(shí)驗操作復(fù)雜、耗費(fèi)時間長，現(xiàn)象觀測難、有安全隱患的問題，為中學(xué)生提供了實(shí)際操作的機(jī)會，提升了備考課的效率，強(qiáng)化了中學(xué)生對實(shí)驗原理的理解和應(yīng)用。
專家點(diǎn)評
喬翠蘭
華北師范學(xué)院數(shù)學(xué)大學(xué)副院長
這是一節(jié)特別精彩的化學(xué)課，內(nèi)容豐富，節(jié)奏緊湊，信息化技術(shù)在課程中得到了挺好的應(yīng)用。
課堂教學(xué)上，本堂課一直以中學(xué)生為主，老師為輔。通過“提出問題—課堂討論—實(shí)驗操作—分析數(shù)據(jù)—得出推論”的形式，引導(dǎo)、幫助、激勵中學(xué)生完成實(shí)驗的部份探究或整體探究。整節(jié)課中學(xué)生都在動腦思索、動手實(shí)踐、高效學(xué)習(xí)。
技術(shù)應(yīng)用上，本堂課實(shí)現(xiàn)了信息化技術(shù)和教學(xué)的深度融合。講課老師充分考慮了什么環(huán)節(jié)該用虛擬資源，什么環(huán)節(jié)該用真實(shí)實(shí)驗，虛實(shí)結(jié)合、虛擬有度。據(jù)悉，照相傳屏、在線測試、大數(shù)據(jù)剖析等信息化教學(xué)方法也被多次使用，幫助老師及時把握學(xué)情，調(diào)整教學(xué)策略。
教學(xué)目的上，本堂課發(fā)揮了化學(xué)學(xué)科的育人功能，培養(yǎng)了中學(xué)生的核心素質(zhì)。鄭丹老師在課上讓中學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗探究全過程，培養(yǎng)了中學(xué)生科學(xué)的思維觀，整體來說是十分全面的育人。
據(jù)悉，本堂課對老師們舉辦化學(xué)實(shí)驗教學(xué)也有兩個啟示。一是老師要做好“搭臺階”的人。以《用顯微鏡觀察微粒的運(yùn)動》為例，從可見的粒子運(yùn)動反推不可見的分子運(yùn)動，中間還是比較復(fù)雜的，老師要及時引導(dǎo)中學(xué)生思索，多搭幾級臺階，幫助中學(xué)生突破難點(diǎn)，更扎實(shí)地把握知識。二是老師要合理使用技術(shù)。現(xiàn)今炫目技術(shù)特別多，但老師一定要選擇性地使用，用得恰到用處。這一點(diǎn)，鄭丹老師就做得非常好。
打開央館虛擬實(shí)驗教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)，獲取本堂課的教學(xué)視頻、教學(xué)設(shè)計、課件等更多內(nèi)容。歡迎老師們登陸體驗！如需試用帳號，可掃碼咨詢：
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供稿：央館虛擬實(shí)驗工作組
審核：馮吉兵
二審：周新
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