程亚敏 王涛 杨松林 陈刚

关键词：iPad;iTunes U;iBooks Author;实验可视化;混合式学习;交互式电子书

自2015年以来，在校长蔡建东教授、梁林梅教授及其博士、硕士团队的引领下，河南大学附属中学开展了信息化教学改革，其中笔者尝试了基于iPad的高中化学信息技术创新教学，至今已2年有余。

一、教学环境设施建设

为了开展相关教学改革，学校网络资源与信息中心先后新建、改建了校园网络，建立起依托于河南大学网络中心的硬件及软件资源，每问教室均开通有线、无线网络，多媒体投影仪，均能无缝访问校园网、河南大学图书馆、中国知网等相关资源网站。

其中，笔者授课的2个班级实现了每生一台iPad，安装了能够支持60台iPad设备同时连接的无线路由器，以及能够实现无线同屏传送的Apple TV和80英寸希沃液晶白板（见图1）。

二、课程建设

笔者以实验可视化为切入点，开展了三个方面的教学研究与设计：第一，基于iPad的实验可视化设计;第二，基于免费平台iTunes u的混合式学习课程资源建设;第三，利用iBooks Author制作交互式電子教材开展初高中衔接教学。

1.基于iPad的实验可视化设计

2012年以来，笔者开展了一系列高中化学随堂分组实验的省级课题研究。随着几届学生的使用，笔者发现了不少问题，见表1。

笔者在实验教学过程中，指导学生利用iPad平板记录实验过程与细节，实现了实验过程影像化（见图2），解决实验过程中观察不到位、遗漏重点现象、忽略对实验过程的探索的有关问题。

同时，利用iPad自带的AirDrop功能，可以与投影仪、电脑间“无线同屏传送”，实现课堂上各个小组间的资源互动分享，解决交流时的言不达意。

目前，已有的20个随堂分组实验方案均可以引入实验可视化角度的创新设计。

2.基于免费平台iTunes U的混合式学习课程资源建设

随着学生对iPad中教学App的逐步熟悉，笔者在教学中尝试引入了融合了翻转课堂、在线学习的混合式教学模式，以免费课程平台iTunes U为载体，为学生分类提供在线、或可下载至iPad的课程资源，提供在线讨论交流平台，提供在线习题反馈，提供线下交流、实验的环境与场地，以一周、二周或数周为学习周期，突破教室空间、地点和时间的限制。

目前，笔者已完成10个知识板块的课程资源设计，累计授课学时达20周，覆盖2个教学班、120名学生（见图3）。

（1）梳理知识逻辑脉络，分类提供在线或可下载的课程资源

无论对教师、学生来说，这种学习方式都是全新的，尤其是学生很不适应教师突然不再说那么多话，几乎需要自己去探索所有内容的学习方式，如何才能将教师的设计显像化，对学生起到引导作用？

笔者利用iTunes U的“大纲”条目，细化知识内容模块，提供思维导图，呈现知识脉络，增强指导效果;提供可下载的多角度的课程资源，微课、课件、阅读资料，丰富学生获取知识的广度（见图4）。

（2）设置在线讨论与交流，增加师生、生生互动

笔者利用iTunes U平台上的“讨论”条目，提出疑点和难点问题，丰富学生获取知识的深度;学生也可以登录在线平台提出问题，教师和学生均可予以解答，见图5。通过实时在线反馈，增加了师生、生生交流的频率和深度，突破教室空间、地点和时间的限制。

（3）以“周”为学习周期，知识模块化、单元化

设计成以“周”为学习周期的原因有2点，第一，新的学习方式对学生和教师而言，都是一个需要慢慢适应的过程，一课时一课时会显得过于急促，不利于学生去体会过程。

第二，是否可以在设计中提升学生学习的自主性和主动性，尝试从自己擅长的一面切入，比如更擅长阅读，从多种教学案人手;更擅长实验，尝试从分组活动人手去建立直观认知;不拘泥于按照教师给出的知识顺序，但最终要引导学生整理出本模块的知识脉络，去印证知识大纲呈现的框架结构。

以上考虑，都需要有时间的保证，因此笔者将模块的学习时长进行了合并，尝试整合知识模块，希望更好地融合课前预习、在线答疑、课堂交流、随堂实验、作业整理等教学内容和环节，打破课时局限，以“一周”、“二周”甚至“多周”为学习时长，知识模块化、单元化，引导学生通过在线预习，交流讨论，尝试完成有关作业，发现问题，再去交流讨论，寻找解决办法，最终掌握相关知识。

3.利用iBooks Author制作交互式电子教材，探索校本化的教学设计

2018年4月，笔者利用苹果电脑中的免费电子书软件iBooks Author制作了可以在iPad上使用的初高中化学衔接教材《水的探索之旅》（见图5）。主要涉及2个方面的设计，尝试多元化的知识呈现方式，引入了微课程视频、动态图片、交互图片、多幅图片的画廊、拓展知识链接等多种方式（见图6）;提供丰富多样的学习和实践活动，增加分组活动、实践活动的频次（见图7、图8）。

三、结语

本成果从高中化学的实验教学切入，利用iPad等移动终端，结合学生更感兴趣的小视频制作，提升学生和教师参与的热情，着重培养学生科学创新意识与探究能力。

同时，注重实际效果和应用，以点带面，在学生逐渐熟悉基于平板的实验可视化的操作后，开展基于iTunes U的半开放性混合式学习，逐步融合自主预习、线上交流讨论、线下课堂深化理解重点内容等方式，并提供更多线上阅读资源，丰富学生知识的广度和深度。