“翻轉(zhuǎn)課堂”背景下的實驗探究的實施

袁君亞　陳林

摘要：氯氣的性質(zhì)教學(xué)采取翻轉(zhuǎn)課堂的實驗探究微課的模式，課前通過微課視頻和自主學(xué)習(xí)任務(wù)單預(yù)學(xué)，課中通過展示分享、合作探究、質(zhì)疑釋疑、遷移應(yīng)用來實施教學(xué)，促進學(xué)生知識的內(nèi)化，提高思維的深度。

關(guān)鍵詞：微課；實驗探究；氯氣的性質(zhì)

文章編號：1008-0546（2016）08-0085-03 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.028

“化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)”指出，科學(xué)探究是學(xué)習(xí)化學(xué)重要而有效的學(xué)習(xí)方式，對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代的作用。蘇教版《必修1》專題2第一單元“氯氣的性質(zhì)”是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)“研究物質(zhì)的實驗方法”，“氯堿工業(yè)”，“氯氣的生產(chǎn)原理”等知識之后，第一次接觸具體元素化合物的學(xué)習(xí)，對硫、氮等元素及其化合物的學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)作用，也為必修2“元素周期律”的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)；因此蘇教版《化學(xué)1》教材對氯氣的部分性質(zhì)通過“活動與探究”欄目給出了探究教學(xué)的建議，但是探究教學(xué)在課堂教學(xué)中實踐起來障礙重重、問題種種。

一、“氯氣的性質(zhì)”實驗探究的困境

（一）課時緊張

本主題中有兩組實驗，共8個，演示實驗多，探究活動多，實驗現(xiàn)象多，傳統(tǒng)的教學(xué)模式要完成知識講解、演示實驗、學(xué)生活動與探究，常常覺得時間緊迫，造成探究活動無法深入、草草收場。

（二）實驗問題

本課題的實驗中存在氯氣逸出產(chǎn)生污染、現(xiàn)象不明顯、操作復(fù)雜等缺點，若課堂教學(xué)中做大量演示實驗或?qū)W生實驗，存在安全隱患，且不易觀察，如氯水滴到石蕊試液或pH試紙上，現(xiàn)象變化快，學(xué)生難以正確描述實驗現(xiàn)象。

（三）“偽探究”

目前課堂中要么將探究等同于演示實驗，要么越俎代庖， 探究活動形式化， 只有形式，而沒有體驗、沒有反思，操作和思維嚴(yán)重脫離。

（四）忽視動態(tài)生成

探究過程中經(jīng)常會出現(xiàn)許多意想不到的問題，一些教師不能很好利用課堂上的動態(tài)資源，合理調(diào)整探究思路或幫助學(xué)生解決新問題，從而使探究活動迷失方向或偏離方向，探究活動無法順利完成或草率收場。

二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的探究

科學(xué)探究是新課程改革所倡導(dǎo)的重要理念，它涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價、表達與交流等要素，可見探究教學(xué)是圍繞問題的提出與解決而展開教學(xué)的過程。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的探究學(xué)習(xí)主要由課前自主學(xué)習(xí)和課堂探究活動構(gòu)成。（見圖1）

課前，學(xué)生首先通過觀看教師預(yù)先制作的微課視頻，自主完成任務(wù)單，練習(xí)并檢查學(xué)習(xí)效果；然后教師組織學(xué)生交流與討論自學(xué)中存在的問題，由教師加以匯總，并設(shè)計以關(guān)鍵問題為中心的實驗探究課堂教學(xué)，組織學(xué)生進行課堂探究學(xué)習(xí)。

（一）課前設(shè)計模塊

微課視頻的設(shè)計、自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的制作除了需要考慮素材內(nèi)容的選擇、知識呈現(xiàn)方式之外，對于緊接著要進行探究教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂的微課來說還要對素材暗含的“問題”進行拿捏、預(yù)設(shè)，并進行適當(dāng)?shù)那榫郴鞍b”，使得學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作探究不偏離教學(xué)的重點、難點，從而達到學(xué)習(xí)效率的最大化。

1. 問題的設(shè)計

（1）源于學(xué)生的“疑惑”

“問題”是科學(xué)探究的核心，探究始于問題的提出，隨著問題的解決而終了。當(dāng)學(xué)生的已有知識及能力不能解釋當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容，或與當(dāng)前知識矛盾的時候，便形成了認(rèn)知沖突，“疑惑”激發(fā)起了學(xué)生的探究熱情，成為探究學(xué)習(xí)源源不斷的內(nèi)驅(qū)力。

“翻轉(zhuǎn)課堂”顛倒了傳統(tǒng)的教與學(xué)的先后順序，先學(xué)后教、以學(xué)定教。課前學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)能清晰地了解自己的學(xué)習(xí)情況，充足的預(yù)習(xí)時間使學(xué)生有可能提出問題；若教師能立足于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，巧妙設(shè)計任務(wù)單中的各任務(wù)的難度與梯度，創(chuàng)設(shè)趣味橫生、又貼近學(xué)生實際的學(xué)習(xí)情境，便更有可能誘導(dǎo)學(xué)生主動提出有待進一步探討的問題。

（2）源于學(xué)科中的“關(guān)鍵問題”

筆者以為，設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)容分布結(jié)構(gòu)時，首先應(yīng)立于單元教學(xué)的角度全盤考慮，對教學(xué)目標(biāo)進行整體分析：扣問哪些內(nèi)容屬于當(dāng)教師提供一定幫助時，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)就可以輕松達成的低級目標(biāo)；哪些內(nèi)容是包含學(xué)科內(nèi)重要的知識、觀念、方法等素材，是否需要將之轉(zhuǎn)化為問題進行探究教學(xué)？此種問題謂之“關(guān)鍵問題”。

2. 問題的具體設(shè)計流程

傳統(tǒng)課堂中，“氯氣的性質(zhì)”一般需要2課時的新授課時間，圍繞氯氣的物理性質(zhì)、氯原子的結(jié)構(gòu)、氯氣的化學(xué)性質(zhì)及其用途，有條不紊地展開授課、注重知識的系統(tǒng)性，實驗以教師的演示為主，但是對于氯水的成分及其性質(zhì)的探究這部分重難點內(nèi)容的處理由于課時緊張顯得略為粗糙，以至于很多學(xué)生難以理解；在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，不拘泥于傳統(tǒng)課堂的線性教學(xué)思路，以氯氣與鈉、鐵、銅、氫氣、水、氫氧化鈉的反應(yīng)的6組實驗內(nèi)容為抓手，設(shè)計微課視頻，構(gòu)思自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，先讓學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)能初步認(rèn)識氯氣的物理性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)、物質(zhì)用途之間的聯(lián)系（既可以集中一段時間學(xué)習(xí)，也可以分散進行），在課中學(xué)習(xí)時，在教師的指導(dǎo)下就預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的難點問題展開討論與探究：關(guān)于氯水的成分與性質(zhì)、氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色的原因2個復(fù)雜問題，需要的總學(xué)習(xí)時間不變，但是教師的講授時間相對縮短了，使得探究活動時間充足，探究活動得以深入，學(xué)生對氯水的成分與性質(zhì)、與堿反應(yīng)的認(rèn)識加深。

3. 制作微課視頻

在上述教學(xué)分析、知識重構(gòu)、問題設(shè)計與教學(xué)情境化處理后，尋找合適的實驗視頻素材或者親自動手做實驗并錄制成視頻文件，制作課件，運用錄播軟件制成視頻并最終與實驗視頻整合為實驗微課視頻文件，上傳至網(wǎng)絡(luò)供學(xué)生觀看使用。

（二）課堂活動設(shè)計模塊

1. 展示交流、確定問題

各小組成員將自主學(xué)習(xí)任務(wù)單上的疑惑與問題相互交流，自行糾正，老師將學(xué)生中共同存在的問題集中起來，引導(dǎo)學(xué)生將其分解成幾個子教學(xué)任務(wù)進行釋疑解惑、合作探究。匯總為3個核心問題：

①紅色的玫瑰置于潮濕的氯氣中為什么會褪色？

②氯水為什么保存在棕色細(xì)口試劑瓶中？

③向滴有酚酞的NaOH溶液中滴加幾滴氯水，為什么會褪色？

應(yīng)用新知識的探究，進階式的學(xué)習(xí)和及時反饋，強調(diào)學(xué)生積極探索，反思和創(chuàng)造，而不是反復(fù)的記憶，以創(chuàng)新方式向?qū)W生傳遞豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)他們有效學(xué)習(xí)并能將其所學(xué)付諸應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)習(xí)自主性和探索精神，獲得更為深刻的學(xué)習(xí)體會和高級思維能力。

2. 合作探究、釋疑拓展

探究不僅是學(xué)生小組協(xié)作做實驗的動手實踐過程，更是理論上分析推理、思維上上下求索的動腦的過程，而后者正是探究教學(xué)中的難點，特別是學(xué)習(xí)如何將復(fù)雜問題具體化、學(xué)科化，如何設(shè)計驗證假設(shè)的實驗方案等正是很多教師在教學(xué)中容易忽視且難以處理的環(huán)節(jié)。

真實的課堂情景往往是復(fù)雜的，學(xué)生獨立分析問題、解決問題往往非常困難，所以能否將真實的問題首先正確拆解為可以解決的幾個“子問題”是探究活動能否進行下去的關(guān)鍵要素。

譬如問題“紅色的玫瑰置于潮濕的氯氣中為什么會褪色”具體拆解過程如圖5所示。借助流程圖的分析方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步分析引起玫瑰褪色這一宏觀現(xiàn)象的微觀原因。由圖可知，這個問題由3組不同層次的子問題構(gòu)成：①氯氣能使玫瑰褪色嗎？②氯氣與水反應(yīng)生成了什么？（換言之氯水的主要成分是什么？）③鹽酸有漂白性嗎？次氯酸呢？子問題之間環(huán)環(huán)相扣、步步為營，一個問題的化解又是另一個問題的開始，思維鎖鏈的逐個解開將課堂探究活動慢慢推向高潮。

3. 反思總結(jié)，練習(xí)鞏固

師生一起總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容、獲得的認(rèn)識，使知識系統(tǒng)化、條理化，加深了對氧化還原反應(yīng)的基本概念的理解，便于學(xué)生對本課氯氣的性質(zhì)的掌握，并進行變式練習(xí)，及時讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到具體問題中，即時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的認(rèn)識偏差，給予糾正。

三、 教學(xué)反思

與常見的網(wǎng)絡(luò)課堂相比，微課帶來完全不同的學(xué)習(xí)感覺：精巧、短小、自由、實用、高效。隨時隨地播放，為學(xué)生提供了“自助餐式”的資源。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生在課前完成難度較小的、零碎的事實性知識、簡單實驗操作等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，減少教師課堂講授時間，從而留給學(xué)生更多的時間進行實際操作、合作探究、生生互動及師生互動交流，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，從多方面開發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生始終處于不斷探索的情境中，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

本節(jié)課依托氯水成分的探究來引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，是一個不斷優(yōu)化實驗、優(yōu)化思維的過程，對學(xué)生而言，知識的獲得過程更為豐富，就實驗設(shè)計過程而言，學(xué)生主要是在進行智慧技能的學(xué)習(xí)，就實驗驗證過程而言，可以有效地訓(xùn)練學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ囵B(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生在觀察中發(fā)現(xiàn)、在發(fā)現(xiàn)中思索的能力，實現(xiàn)知識增長與技能發(fā)展的統(tǒng)一。這種通過創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)習(xí)者在體驗中學(xué)習(xí)能使學(xué)生學(xué)習(xí)時的心智模式得到很大的改善，充分地挖掘了他們學(xué)習(xí)的潛能，有效地改變傳統(tǒng)傳授性灌輸教學(xué)學(xué)生膚淺學(xué)習(xí)的狀況，不是以標(biāo)準(zhǔn)答案去束縛學(xué)生的思想，而是給予一個學(xué)習(xí)的機會，提供一個論證的機會，捕捉一個發(fā)展的機會，通過學(xué)習(xí)體驗，在知識和能力之間架起一個橋梁。

在實驗中出現(xiàn)的錯誤、疑問及異常現(xiàn)象也會可以成為下一個問題的生長點，如在氯水與紫色石蕊試液反應(yīng)時，小組內(nèi)部分同學(xué)實驗中并未出現(xiàn)紫色石蕊褪色的現(xiàn)象，出現(xiàn)與教師原來的預(yù)設(shè)截然相反的情況，兩種不同的實驗現(xiàn)象也將成為深入探究問題的另一種情景，這就要求教師的備課要更加充分，要考慮到課堂中可能出現(xiàn)的情況及解決策略，另外簡潔明了、聲情并茂的微課制作和任務(wù)明確、思路清晰的學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計，對教師的要求也更高，從某種程度上也促進了教師的專業(yè)發(fā)展水平。

參考文獻

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