基于宏觀辨識與微觀探析的翻轉(zhuǎn)課堂探究
——以人教版《化學(xué)2》“乙醇”教學(xué)為例

楊綠月（廈門第一中學(xué)，福建廈門361000）

基于宏觀辨識與微觀探析的翻轉(zhuǎn)課堂探究
——以人教版《化學(xué)2》“乙醇”教學(xué)為例

楊綠月
（廈門第一中學(xué)，福建廈門361000）

發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體是化學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，基于發(fā)展學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，以人教版《化學(xué)2》“乙醇”教學(xué)為例，探索有利于發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，通過多次知識內(nèi)化提高宏觀辨識與微觀探析的有效性，并就教師如何在翻轉(zhuǎn)課堂中助推學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出看法。

宏觀辨識與微觀探析；核心素養(yǎng)；翻轉(zhuǎn)課堂；乙醇

在2016年9月13日發(fā)布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》基礎(chǔ)上提出的高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，包含宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任五個方面內(nèi)容，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征。宏觀辨識與微觀探析的具體內(nèi)涵包括：能從不同層次認識物質(zhì)的多樣性且能對物質(zhì)進行合理分類；能從元素、原子、分子水平認識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化；能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題。發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體是化學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)是使學(xué)生建立對宏觀物質(zhì)的微粒性認識。如何有效地結(jié)合宏觀辨識與微觀探析，從而更有效地發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，是擺在一線化學(xué)教師面前的首要任務(wù)。

一、翻轉(zhuǎn)課堂的基本認識

基于發(fā)展學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)，筆者在高中化學(xué)教學(xué)實踐中結(jié)合各種教學(xué)理論積極探索當(dāng)今風(fēng)靡國內(nèi)外的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂（或者顛倒課堂）自2000年美國教授莫林·拉赫（Maureen J·Lage）、格倫·普拉特（Glenn J·Platt）在論文《顛倒的課堂：建立一個包容性學(xué)習(xí)環(huán)境的途徑》中首次提出［1］，胡鐵生于2011年引進到國內(nèi)后引起了教育界的普遍關(guān)注，不僅對現(xiàn)有的教育理念產(chǎn)生了重要的影響，也對傳統(tǒng)的教學(xué)方式發(fā)起新的挑戰(zhàn)。

翻轉(zhuǎn)課堂是一種運用信息技術(shù)，教師提供微課等多種學(xué)習(xí)資源的教學(xué)模式。有學(xué)者將傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)中的各要素對比后，指出在兩種教學(xué)模式中，教師由知識傳授者、課堂管理者、課后評價者轉(zhuǎn)型為課前指導(dǎo)者、課堂學(xué)習(xí)促進者，而學(xué)生也由學(xué)習(xí)接受者轉(zhuǎn)變成主動探究者；教學(xué)過程也由課前預(yù)習(xí)、課堂講解、課后作業(yè)轉(zhuǎn)化為課前學(xué)習(xí)、課堂探究、課后深化學(xué)習(xí)的形式；差異更為明顯的是在教學(xué)過程中已由傳統(tǒng)課堂的學(xué)案展示+PPT（電子白板）展示、課堂師生互動進化為課前師生網(wǎng)上互動、課堂師生及生生互動的形式，而且需要學(xué)生課前利用微課、微信、QQ、論壇、微博和掃描二維碼等在線學(xué)習(xí)，教學(xué)評價也由傳統(tǒng)紙質(zhì)測試升級為多元化的在線測試、課堂學(xué)案導(dǎo)學(xué)和校本作業(yè)等多種方式。［2］

二、基于宏觀辨識與微觀探析的翻轉(zhuǎn)課堂探究

基于發(fā)展學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的翻轉(zhuǎn)課堂，本文以人教版《化學(xué)2》“乙醇”教學(xué)為例，進行如下教學(xué)探索。

乙醇是學(xué)生熟悉的生活用品，初中化學(xué)僅簡單介紹其化學(xué)式及燃燒的化學(xué)方程式。在高一《化學(xué)2》烴的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了有機物的基礎(chǔ)知識，初步掌握了烴的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的關(guān)系。在烴的衍生物的學(xué)習(xí)中，從乙醇開始學(xué)習(xí)，降低了認知陌生度。本節(jié)課主要從乙醇的組成和結(jié)構(gòu)入手，著重強調(diào)官能團與有機物性質(zhì)的關(guān)系，讓學(xué)生體會有機化學(xué)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的學(xué)習(xí)模式。

本節(jié)課的教學(xué)重點是乙醇官能團羥基（—OH）的性質(zhì)，難點則是要突破羥基在催化氧化反應(yīng)中的斷鍵方式。為了讓學(xué)生樹立微觀概念，從微觀催化氧化機理出發(fā)，理解醇羥基的宏觀性質(zhì)變化規(guī)律，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析相結(jié)合的學(xué)科素養(yǎng)，本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計中引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，將乙醇的催化氧化實驗及反應(yīng)機理錄制成微課視頻，學(xué)生通過課前前置學(xué)習(xí)熟悉催化氧化的反應(yīng)機理，并利用自主學(xué)習(xí)任務(wù)單初步解決相關(guān)問題，為乙醇新課的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。

（一）微課的設(shè)計及教學(xué)基本思路

學(xué)生在課前觀看教師制作的微課（見表1），分析乙醇催化氧化的實驗現(xiàn)象，歸納實驗結(jié)論，理解乙醇催化氧化機理，并進一步拓展延伸學(xué)習(xí)了醇類物質(zhì)發(fā)生催化氧化的條件是：與羥基相連的碳原子（α—C）上有H原子。在微課學(xué)習(xí)的最后階段，學(xué)生還根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)的乙醇發(fā)生催化氧化的條件小試牛刀，識別出能發(fā)生催化氧化的醇并嘗試寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。

表1 “乙醇的催化氧化”微課教學(xué)流程

由于學(xué)生在前置學(xué)習(xí)中熟悉了乙醇催化氧化的實驗，并從微觀機理認識Cu在此過程中的作用和反應(yīng)的斷鍵位置，初步認識物質(zhì)的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，能從宏觀與微觀結(jié)合的視角解釋實驗現(xiàn)象及物質(zhì)性質(zhì)，分散課堂教學(xué)的部分難點知識。另一方面，學(xué)生帶著課前學(xué)習(xí)產(chǎn)生的問題進課堂，其課堂學(xué)習(xí)的熱情和主動性大大提升。這個環(huán)節(jié)是知識的第一次內(nèi)化［3］，學(xué)生已有的認知結(jié)構(gòu)開始和新的概念知識發(fā)生作用。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計及教學(xué)基本思路

圖1 “乙醇”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程

本課的設(shè)計從課程內(nèi)容到課程實施基本按照翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進行，將乙醇的催化氧化這一教學(xué)難點翻轉(zhuǎn)到課前，教師先進行微課視頻錄制并命制知識前測內(nèi)容供學(xué)生進行課前自主學(xué)習(xí)，然后通過學(xué)生的問題反饋及教師對本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的分析進行設(shè)計問題，教師在課堂教學(xué)過程中通過問題情境、探究實驗、引導(dǎo)幫助、鼓勵評價等多種方式引導(dǎo)學(xué)生進行探討，并對學(xué)生在前測中及課堂交流探討中的問題進行反饋，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，而學(xué)生通過課前熟悉學(xué)習(xí)內(nèi)容，課中實驗探究、小組協(xié)作學(xué)習(xí)、成果交流發(fā)揮教學(xué)主體作用，實現(xiàn)知識自主構(gòu)建，最終實現(xiàn)問題解決。

三、教學(xué)啟示與展望

（一）翻轉(zhuǎn)課堂有利于發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

“宏觀辨識與微觀探析”強調(diào)化學(xué)學(xué)科的核心觀念和學(xué)科思維，微粒觀是化學(xué)學(xué)科的基本核心觀念，化學(xué)學(xué)科的思維特征是宏觀、微觀、符號三者相聯(lián)系，通過觀察、實驗了解宏觀物質(zhì)的性質(zhì)及變化，運用化學(xué)基本觀念、基本原理從微觀角度分析變化的實質(zhì)，應(yīng)用實證推理、邏輯推理和模型認知等方法研究化學(xué)物質(zhì)，從而運用化學(xué)符號系統(tǒng)描述物質(zhì)及其變化的本質(zhì)與規(guī)律。

微粒觀是在將抽象問題具體化、形象化的過程中得以顯現(xiàn)的。傳統(tǒng)化學(xué)課堂的微粒觀教學(xué)過程中，學(xué)生構(gòu)建自己的宏觀世界和微觀世界不僅需要記憶概念，完成對知識的初步學(xué)習(xí)，更要求教師不斷運用類比、比喻等講解手段才能促進學(xué)生去體驗微觀世界與宏觀世界的內(nèi)在關(guān)系。而翻轉(zhuǎn)課堂不僅可以突破傳統(tǒng)課堂的時空限制，并適當(dāng)結(jié)合AR、VR技術(shù)，將微觀世界可視化，直接呈現(xiàn)給學(xué)生，提高學(xué)生的模型認知思維方法，還可以在課前、課中、課后循序漸進地利用多種教學(xué)資源增強師生互動交流，釋放出更多課堂時間來深入解決重難點知識，對構(gòu)建學(xué)生的微粒觀起到傳統(tǒng)課堂無法取代的地位。

比如，課前教師布置自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，設(shè)置問題讓學(xué)生思考乙醇催化氧化生成乙醛的斷鍵位置，引導(dǎo)學(xué)生從乙醇的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)探究其宏觀性質(zhì)，初步建立宏觀辨識與微觀探析的思維模型；也可以利用虛擬實驗室讓學(xué)生進行探究實驗，調(diào)動學(xué)生探究微觀世界的熱情；還可以讓學(xué)生通過動畫模型提前感知乙醇的微觀結(jié)構(gòu)，奠定宏觀世界與微觀世界學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

這樣的翻轉(zhuǎn)課堂極大限度地注重宏觀辨識與微觀探析的結(jié)合，加強學(xué)生對醇催化氧化反應(yīng)的理解，聚焦學(xué)習(xí)重難點，突破學(xué)生在微觀探析中的“認識發(fā)展障礙點”，又提高了學(xué)生“信息—知識—認識”的關(guān)聯(lián)能力和邏輯推理的化學(xué)學(xué)科思維能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握方法、形成能力、培養(yǎng)情感態(tài)度與價值觀，將教學(xué)過程轉(zhuǎn)變成學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的過程，真正實現(xiàn)從“知識教學(xué)”走向培養(yǎng)“核心素養(yǎng)”。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂通過多次知識內(nèi)化提高宏觀辨識與微觀探析的有效性

本節(jié)“乙醇”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)除形式的翻轉(zhuǎn)外，還包括教學(xué)理念的翻轉(zhuǎn)。教師除了重視培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、課前自主學(xué)習(xí)的能力以及課堂交流協(xié)作等能力，還善于從學(xué)生的錯誤中開發(fā)教學(xué)資源，在教學(xué)過程中積極指導(dǎo)學(xué)生自主解決問題。在翻轉(zhuǎn)課堂的第一個環(huán)節(jié)，學(xué)生反饋的醇類催化氧化知識難點，就體現(xiàn)出課堂教學(xué)中進行微觀探析的必要性；在翻轉(zhuǎn)課堂的第二個環(huán)節(jié)，教師鼓勵學(xué)生積極思考、交流討論甲醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇等醇類能否發(fā)生催化氧化并寫出相關(guān)產(chǎn)物，從而逐步解決催化氧化這一難點，實現(xiàn)第二次知識內(nèi)化。在課后反饋與評價環(huán)節(jié)中，教師一方面通過習(xí)題對學(xué)生醇類知識的學(xué)習(xí)進行診斷與反饋；另一方面教師通過線上與學(xué)生的互動交流，進行個性化的指導(dǎo)并調(diào)整自己的教學(xué)策略，這是知識的第三次內(nèi)化過程。

翻轉(zhuǎn)課堂的全過程通過“乙醇催化氧化”的多次內(nèi)化，分解難點知識內(nèi)化的難度，且引導(dǎo)學(xué)生從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析解決催化氧化的實際問題，初步形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的化學(xué)學(xué)科觀念，提升學(xué)生的化學(xué)思維品質(zhì)。相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)，翻轉(zhuǎn)教學(xué)過程中學(xué)生作為主動探究者，主動將醇類物質(zhì)催化氧化新知識與其認知結(jié)構(gòu)中已有的乙醇催化氧化知識經(jīng)驗產(chǎn)生內(nèi)在聯(lián)系，將原有的知識結(jié)構(gòu)遷移到新的問題解決中去，提高了宏觀辨識與微觀探析的有效性。

（三）教師如何在翻轉(zhuǎn)課堂中助推化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

圍繞發(fā)展學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，對教師的挑戰(zhàn)是多方面的。

首先是教師如何根據(jù)教學(xué)目標(biāo)三個維度科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，組織教學(xué)活動，讓翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式更好地實現(xiàn)以人為本的教育教學(xué)本質(zhì)，不僅引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建宏觀物質(zhì)、微觀原理的學(xué)科知識，也培養(yǎng)學(xué)生將宏觀與微觀結(jié)合研究化學(xué)物質(zhì)的科學(xué)方法以及科學(xué)態(tài)度，更讓學(xué)生認識化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征，建立對宏觀物質(zhì)的微粒性認識，落實化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

其次是在互聯(lián)網(wǎng)信息時代，教師不僅要熟練制作微課視頻，又要充分發(fā)揮信息化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)平臺在教學(xué)資源配置中的優(yōu)化作用，讓“互聯(lián)網(wǎng)+教育”與翻轉(zhuǎn)課堂的各教學(xué)環(huán)節(jié)進行深度融合，在具體的課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題，從而創(chuàng)造和諧的教學(xué)生態(tài)，有效提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

最后，翻轉(zhuǎn)課堂鼓勵學(xué)生在教師的引導(dǎo)下開展合作交流，筆者認為還應(yīng)改變傳統(tǒng)教學(xué)中一線教師單槍匹馬完成教學(xué)過程的現(xiàn)狀，在微課視頻的錄制、教學(xué)設(shè)計的共享、課后評價與反饋的數(shù)據(jù)收集等各教學(xué)環(huán)節(jié)開展廣泛合作，積極探索優(yōu)化教學(xué)資源，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中發(fā)揮教師的團隊力量，全面提升學(xué)生的化學(xué)核心學(xué)科素養(yǎng)。

［1］唐洪鵬.微課程與數(shù)字教學(xué)的大數(shù)據(jù)——兼論翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用與教育信息化［J］.教育技術(shù)與應(yīng)用，2014（12）.

［2］江合佩.高中化學(xué)“翻轉(zhuǎn)課堂”存在問題及對策研究［J］.化學(xué)教學(xué)，2016（1）.

［3］趙興龍.翻轉(zhuǎn)課堂中知識內(nèi)化過程及教學(xué)模式設(shè)計［J］.現(xiàn)代遠程教育研究，2014（2）.

（責(zé)任編輯：張賢金）