應用翻轉課堂提升化學實驗教學效果的實踐與反思

黃也明

（安徽省合肥市第四十六中學，安徽 合肥）

一、應用翻轉課堂進行化學實驗教學的優勢分析

（一）初中化學實驗教學現狀分析

化學是一門以實驗為基礎的學科，讓學生親身經歷科學探究實驗的整個過程，可以鍛煉學生的動手動腦能力，提升思維水平和科學素養，實驗在學生化學學習中有著不可替代的作用。近年來的許多中學化學教學研究也都圍繞著實驗探究展開，因此實驗教學是整個初中化學教學的重中之重。然而，教師在課堂上進行演示實驗，往往受到時間緊、學生人數多和教室空間大操作過程難以全面觀察的影響，許多學生的學習停留在聽和記的表象，同時由于不同學生的接受程度不同，操作過程難以回顧，一閃而過的實驗現象往往容易被學生忽略。在專門的實驗課上，受時間限制，內容開展都較為簡單，由于班級人數較多，教師對于學生實驗操作難以一一指導。

延伸到科學探究實驗上，短短的45分鐘容易使學生的探究浮于表面，難以達到更深層次的思考。由于不同學生的接受能力不同，在課堂上從理論過渡到實踐的時間較短，會造成有的學生能較好地掌握實驗的精髓，甚至產生進一步思考，而有的學生只是跟著看看熱鬧而已。如果涉及學生創新意識的培養和科學素養的提高這種更深層次的學習，往往需要師生擠出大量的學習時間來完成。

就合肥市化學理科實驗考試而言，僅化學這一門學科就有四個實驗，對于實驗的要求非常嚴格。短短的四十五分鐘，面對五十人以上的班級，傳統課堂教學模式效果非常有限。

（二）翻轉課堂應用優勢分析

翻轉課堂（flipped class或inverted classroom）是一種基于建構主義和學習理論的教學模式，其主要特點是學生在上課前完成對教學視頻等資源的觀看和學習，師生在課堂上一起完成作業答疑、協作探究和互動交流等活動。這一模式更多關注到了學生在知識學習方面的不同訴求，關注到了學習者知識內化的個體差異性。學生在課前觀看視頻的時候，可以根據自己的掌握程度隨時暫停、重復觀看或者快進，分解知識內化的難度，增加知識內化的次數，最終促進學習者知識的掌握。在課堂上，教師則有充足的時間與學生交流，幫助他們解決個性化的學習問題，更好地實現知識的進一步內化。所以，在現有的國內外翻轉課堂的實踐中，都非常有效地提高了學生的學習效果。

通過實踐，我們認為在化學實驗課教學中，采用翻轉課堂的教學模式，有以下優點：（1）解決大班教學實驗觀察不清的問題。用高清設備拍攝的視頻，讓遠距離觀察變成面對面。（2）可以照顧不同學生的實驗學習速度。學生能夠按照自己的進度觀看實驗過程，充分思考實驗細節和注意事項，從而達到完全掌握的程度。（3）學習任務單的設計使得實驗學習目標明確。學生在學習任務單中獲知實驗觀察的具體目標，杜絕了部分學生看熱鬧的學習方式，對于煩瑣的操作過程也不用占用過多的時間講解。（4）將更多的時間放在了具體指導上，學習針對性強。經過課前學習和課堂上的交流，學生將集體和個性化的問題暴露出來，教師通過互動交流的方式引導學生去發現和應用。

當然，這種方式進行實驗教學有其缺陷，最顯著的體現是在生成性上，事先錄制好的“完美”實驗，規避了現場實驗過程中可能產生的突發狀況，缺乏對生成性問題的分析。我校教研組正在通過改進課堂教學設計的模式來改變這一狀況。

二、我校實驗操作翻轉課堂的教學實例

針對理科化學實驗操作考試的特點，我們采取了：（1）課前準備：印制實驗報告單+錄制實驗操作視頻。（2）課堂實操：針對視頻進行講解和討論+實際演練。（3）課后反思：練習后在動手的基礎上再反思。

具體的教學流程如下：

其中課前活動、教師活動和學生活動依序。課堂活動中各個環節教師活動和學生活動穿插進行，并且存在循環往復的程序，旨在盡可能關注所有學生的知識內化。

錄制視頻時，根據四個實驗內容的特點，講解和操作又各有側重。其中試題A.二氧化碳的實驗室制取與性質和試題C.配制50g質量分數為6%的氯化鈉溶液，側重于制取氣體和配置溶液的基本操作的講解；試題B.金屬的某些物理性質和化學性質和試題D.稀鹽酸的化學性質側重于探究思維的培養。

以實驗A為例：

A.二氧化碳的實驗室制取與性質和試題

（一）課前準備，謀定而動

錄制實驗視頻，一人操作同時一人解說，將視頻拍攝范圍局限在實驗桌面上，使觀察的角度更為清晰，能夠清楚地觀察到教師細致的操作部分。

編制學習任務單，由實驗目的、實驗用品、實驗步驟、實驗指導和評分標準五個部分組成。實驗目的是：幫助學生明確學習目標。本實驗的實驗目的是：（1）練習實驗室制取二氧化碳和用向上排空氣法收集氣體。（2）加深對二氧化碳性質的認識。實驗步驟是對實驗過程的簡單解讀原記錄，其中留有填空項，是對實驗中部分知識的還原。如，本實驗第3步，在另一只試管里放入幾小塊碳酸鈣，然后加入10～15mL的稀鹽酸，立即用帶有導管的橡皮塞塞住，觀察試管里發生的現象。

將導管通入澄清石灰水里，觀察現象：

反應方程式：__________。實驗指導是一個實驗的詳細講解，對于學生在觀看的基礎上產生的疑問做進一步闡述，加深學生對實驗的理解，進一步內化。值得說明的是，在實驗報告中，除了有常規的實驗內容外，還增加了注意事項和評分標準，并留出空間供學生隨時標注遇到的問題。

（二）課堂實操，有的放矢

根據實驗教學的特點分為兩步走。其一是內容答疑。教師開展引導學習，學生進行合作釋疑，師生共同反思總結。本實驗學生共同的問題在于石灰石和稀鹽酸反應的實驗現象和驗滿后火焰熄滅說明的問題，通過再次觀察現象和學生結合實驗流程討論得出。其二是實際操作。這一環節中學生練習鞏固，合作糾錯，教師個別指導。經過之前的知識學習，學生對實驗內容已經不再陌生，但動起手來還是有距離的。大多數學生的問題存在于驗滿和傾倒蠟燭的操作上。有了之前的學習討論，學生對于自己在操作中出現的問題非常明了，可以獨立進行自我糾正或相互糾正。教師可以將更多的精力放在有針對性的個別學生的指導上，甚至掌握較好的學生也可以成為教師的課堂好幫手。

三、意外收獲

本來是目標明確的利用翻轉課堂進行實驗教學，非常出乎意料的是，在這個以操作為主的課堂上，學生卻在實驗過程中發現了一些非常有意思的科學探究課題。比如：硫酸銅溶液不小心滴到酒精燈的火焰上為什么酒精燈火焰會變成綠色？加熱銅片時間久了為什么會產生綠色的火焰？鋁片放到稀鹽酸中為什么放置一會兒以后才會劇烈反應？溶液酸堿性檢驗實驗后的廢液缸為什么有的呈紅色有的呈無色？pH試紙的顯色原理是什么？等等。其中，有一些已經成為我校的探究實驗經典課題。這次考試極大調動了學生學習化學的熱情，對后續的化學學習起到了促進作用。

我們發現應用翻轉課堂進行化學實驗教學，不僅學生較好地掌握實驗內容，同時因為教學過程的互動性，在實踐活動中學生抽象思維能力、發現問題能力、協作探究能力、語言表達能力、社會交往能力等方面都得到鍛煉和提高，進一步提升學生的科學素養。

四、對于應用翻轉課堂進行實驗教學的反思

（一）對課前學習任務單設計的思考

通過翻轉課堂實驗課的教學實踐，結合現在中學化學教學和實驗的現狀，實驗教學中的學習任務單設計需要考慮以下幾點。其一，要讓學生明確學習目標。和傳統的課前預習不同，翻轉課堂的課前學習要求學生必須完成，這樣才能有效進行課堂學習。所以在學習任務單上，學生明確自己要達到的學習目標，可以有針對性觀看視頻或者利用學習資料進行學習。其二，任務有較強的可操作性。也就是需要學生明確要做的具體內容。這些任務可以是問題、習題、識記的內容，也可以是解釋、表述、總結，結合實驗教學的特點，還可以是簡單的操作甚至是提升性較強的設計等具體任務。其三，要與課堂教學內容緊密結合。學有所用，是學生愿意自主學習的重要方面，實驗教學更加側重于知識的應用。學生在課前學習的內容，在課堂上可以進一步通過實際操作、實驗設計、拓展探究等方式，以及結合任務單中出現的共同問題進行探討，學生更愿意參與其中。提前對一些探究性的問題進行思考，也為課上的學習預留出消化的時間，使任務單得到最大化的應用。其四，不要過于繁難。這是由中學教學現狀決定的，也是非常重要的一點。和高等教育不同，中學生的學習任務往往較重，課外可供支配的時間更是有限。教師可以設計非常豐富的課前學習任務，但如果脫離教學實際，學生根本無法完成，時間長了還會極大影響學生的學習積極性。這就要求教師熟悉大綱的要求，充分開動腦筋，設計出貼近教學實際要求的課前學習任務。

（二）翻轉課堂教學在實際應用中的思考

（1）并不是每個學生都適合這種教學模式。每個學生的個性、習慣、理解能力等差異導致不是每個學生都喜歡這種教學模式。還有，由于網絡的方便，許多學生根本自己不動腦，直接搜索或問其他同學要答案。所以，教師應該備好學生，滿足多數學生的愿望。

（2）翻轉課堂不是萬能的。翻轉課堂能最大化利用課堂上的時間，實質上是數字化學習和面對面學習優勢相結合的一種混合學習。它不是取代傳統課堂，而是對傳統課堂的一種補充，并不是所有的課堂都需要翻轉才能實現教學的最優化。

（3）硬件問題。現在不是每個學校都具備大量使用翻轉課堂的條件，比如，許多學生家中根本沒電腦，或者家長也不支持學生使用平板電腦或智能手機等數字終端設備，這些問題只能逐步解決。

（4）課程時間的安排問題。現在的課程表安排，對于翻轉課堂的實現是有很多困難的，比如，這么多學科，每科均翻轉的話，學生能完成嗎？學生能承受嗎？這些問題均需進一步研究和解決。

我校在化學實驗教學中對于翻轉課堂這一教學模式的應用，本來是出于特殊情況的應對，然而其效果卻出人意料。我們想，如果能夠進一步在教學中采用翻轉課堂這一教學模式，對于初中化學教學尤其是實驗探究教學的促進作用應該是非常大的。在翻轉課堂的具體應用中，我們不應該拘泥于翻轉課堂的每一步教學環節的完備，而可以根據學校和學生的具體情況進行靈活組織，抓住打造以學生為中心的學習型教學模式這一核心，促進學生科學素養的提高。