信息化環境下高中化學“互教互學”課堂新模式的實踐探究

傅喻芳 梁正

【摘 要】本文以“鐵鹽與亞鐵鹽”的教學為例，論述“互教互學”教學模式，以問題解決為主線，通過知識地圖、觸發材料（微視頻、書籍、鏈接）、晉級游戲、限時演講等方式提供給學生線上交互的資源平臺，再經由線下真實情景的創設，培養學生學科核心素養。

【關鍵詞】高中化學 信息化 互教互學

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）05B-0043-05

從“雙基”到“三維目標”再到“核心素養”，教育實現了 1.0 向 2.0 時代的飛躍。在此期間，南寧外國語學校也在信息技術的支持下，開創并發展了適合本校學情的“互教互學”教學模式。該模式主張以問題解決為主線，通過知識地圖、觸發材料（微視頻、書籍、鏈接）、晉級游戲、限時演講等方式提供學生線上交互的資源平臺，再經由線下真實情景的創設，培養學生對應學科的核心素養。

在信息時代向智能時代的轉變中，教育也不可避免地被席卷其中。社會對人才的要求不僅局限于“能背誦”和“擅考試”，創新精神、批判思維、信息素養、社交責任等能力品質也受到了高度重視。在“以人為本”教學理念的引導下，“翻轉課堂”“混合教學”“云課堂”等新興教學模式如雨后春筍般涌現。借助大數據、微課程等技術手段，課程教學擺脫了時空的局限，使碎片學習和終身學習成為可能。南寧外國語學校也在信息技術的支持下，開創并發展了適合本校學情的“互教互學”教學模式，培養學生學科核心素養。在此，以“鐵鹽與亞鐵鹽”的教學設計為例，充分展示“互教互學”教學模式在調動學生積極思維，組織社會化學習活動以及學科核心素養培養方面的獨特優勢。

一、信息化環境下“互教互學”課堂新模式

（一）“互教互學”教學模式內涵。“互教互學”教學模式建立在“翻轉課堂”“混合學習”“云課堂”等模式之上。通過微視頻等方式在課前將原本課堂的講授內容推送至學生端，以節省出更多授課時間給學生開展合作探究、展示匯報。

“互教互學”的起點是自學輔導。學生通過看例題、讀課文、查注釋、做實驗等方式，潛移默化地形成了學科的思維、能力與習慣。該模式提倡實行分層合作教學方式，以強帶弱。最終考核依據個體與小組捆綁后的綜合表現來評定。并且，在教學中適當降低課程設計的起點，盡最大可能讓不同層級的學生都自主、自如、自由地參與智慧課堂。

（二）基于信息技術的融合模式。信息技術的融入使得教育教學更具智慧，南寧外國語學校在梳理了信息元素和“互教互學”模式間的本質關系后，保留課前、課中和課后這三個循序階段，并對項目內容做適當改變。課前階段，與其采用視頻錄播手段不如以生活中的趣味或矛盾為抓手，通過 sWish 模擬等線上操作，以任務地圖的連接來完成新舊知識的交替。當學生遇見困惑時，可以自主選擇觸發材料，依據自身優勢或喜好對新概念進行理性構建。

“互教互學”課堂階段重視互助合作。依據異質原則，教師優先將性格、性別、習慣、基礎相異的學生群體劃分進同一小組，保證每一位成員都能積極參與、樂享其中。教師是課堂的組織者，為保證學生與信息建立妥帖、實在的聯系。教師在目標任務的難易篩選、問題解決的節奏上進行把控，對學生給予及時的反饋指導。

鞏固拓展環節注重不同學生的個性發展需要。生生可采用組內幫扶、同伴教學方式，內部消化可突破的疑難。教師結合平臺反饋，安排面對面個別輔導或組間協助。此外，生生還可以通過晉級游戲、辯論演講、發明制作、課外實踐等方式，將已有知識做進一步的應用拓展。教師也可以鼓勵學生將知識收獲、心得體會或方法策略進行錄像，遴選、匯編部分優秀作品發布至線上平臺，這既能促進學生參與反思又豐富教學資源。

綜上所述，基于信息技術的“互教互學”教學模式以現有教學模式為根基，恰如其分地融合技術優勢，以保證自學的高效性、合作的全面性、任務的系統性及翻轉的可行性，繼而形成了師生、生生、師師多重互助的“教與學”主線。信息技術支持下的“互教互學”教學模式的基本程序框架如下（見圖 1）。

二、基于信息化環境下“互教互學”課堂新模式的化學教學案例探究

在此，以人教版化學必修 1 第三章第二節《金屬的重要化合物》中“鐵鹽與亞鐵鹽”為例，闡述南寧外國語學校信息技術支持下“互教互學”教學模式在課前、課中、課后三階段的實施過程。

（一）課前導學階段。“鐵鹽與亞鐵鹽”的內容主要涉及“Fe3+ 的檢驗”“ Fe3+ 和 Fe2+ 的轉化”這兩個重要知識點。在導學階段，選取“燕麥片中摻加鐵粉”這一引起大眾恐慌的新聞事件作為矛盾起點，引申出問題解決的項目鏈：是否含有鐵—為何添加鐵—如何促吸收—能做質檢員。在圍繞主線鋪設地圖，逐級落實物理性質、多樣功能、檢驗和轉化的內容后，增設“黃葉植物施鐵肥”的模擬實驗，對新設知識點進行反復強化。課前階段的線上環節設計（見圖 2）。

（二）課中教學階段。在導學階段學生重溫金屬鐵的物理及化學性質，并且通過一系列的任務解決，初步明確 Fe3+ 的檢驗方法以及 Fe3+ 和 Fe2+ 能夠相互轉化的事實。在課堂教學中，重點把握“硫酸鐵與維生素 C”的應用，回顧并喚醒學生氧化還原相關知識，將單一的問題解決上升為概念指導下的鞏固應用?；谘趸€原模型，實際課堂中將盡量提供多樣化試劑。如，新制氯水、酸性 KMnO4 溶液等（具體試劑見表 1）。待確定好分組和目的后，教師放手讓各小組自由設計并驗證，切實培養學生推理及批判思維能力。實驗完畢，請各組代表陳述觀點，當產生不一致見解時，鼓勵學生大膽表述、踴躍發言，教師就學生觀點進行肯定與糾正，確定矛盾最終的歸屬點?！?Fe3+ 和 Fe2+ 的轉化”實驗設計記錄材料（見表 1）。

根據課堂節奏，筆者在實際教學中另行補充了又一生活問題，“蘋果變黃是因為鐵元素嗎？”該問題的解決并未采取合作形式，相反，筆者預留了思考時間，鼓勵每一位學生獨立分析并設計方案。許多學生能夠利用 KSCN 驗證蘋果中確實含有 Fe2+，但大多學生無法說明，蘋果變黃的原因是否為“ Fe2+ 向 Fe3+ 的轉化”。問題解決的關鍵：設計相似濃度的比較實驗，這對高一剛入學的新生有難度。故而，以播放探究微視頻的方式培養學生基本的化學素養。此外，還可鼓勵有興趣的學生課下重新錄制。這樣，課前、中、后三個階段就更流暢地聯結起來。“蘋果褐變”的探究微視頻教學（見圖 3）。

（三）課后鞏固階段。與現有新興模式比較，“互教互學”對課后階段傾注了更多的關注。如果說課前的問題解決達成了淺層知識的內化，課堂的合作互教是撥亂反正的關鍵，那么課后鞏固則被賦予了更具人文價值的期待。要想完成這一富有挑戰的目標，需求的喚醒尤為關鍵。當學生迫切地需要運用它們以解決棘手的矛盾沖突時（大多為現實生活中的困擾），這些能力與品質就能得到長足的發展。因此，線上平臺模塊可以包括：生活常識、自主演講、臨時辯場、游戲闖關及團隊合作等模塊。

以“鐵鹽與亞鐵鹽”的游戲闖關模塊為例。游戲放出了大量的過河木塊，將錯雜的知識點暗含其中，將其轉化成為游戲過關的硬性條件。針對性要求，如，現象顯著、過程最少、耗時巨大等具體條件，又約束學生在有限時間內基于情境比較得出最優解。這類指向性需求構筑了學生掌握各類方案的腳手架，這種趣味無窮的喚醒本身就蘊含素養的培養?！拌F三角”游戲模塊部分設計（見圖 4）。

三、基于信息化環境下“互教互學”課堂新模式的化學課堂教學實踐反思

基于信息技術的“互教互學”教學模式，在理論層面具有一定的先進性與突破性，而在既定效果的實現過程中也產生了一些問題。筆者設定了實驗班與對照班，在課程開始與結束前后發放《化學基礎知識測試卷》《課堂小測》和《學習情況測查問卷》（其中問卷選項同樣賦予對應分值以強化結果的直觀性）對學生的主客觀效果進行評價。在此，筆者對期間產生的一些困擾及對策做簡要的分析。

（一）教學效果分析。筆者分別對實驗班與對照班學生進行了主客觀測查，利用“好分數”程序掃描閱卷后使用 Excle 和 SPSS 22.0 軟件進行數據統計分析。

為了確保實驗起點的有效合理，首先對實驗班與對照班學生開展診斷性測試。在新課教學前，下發《化學基礎知識測試卷》并進行了數據的獨立樣本 t 檢驗，結果如表 2 表 3 所示。

通過 t 檢驗，統計量的 p 值（雙尾）為 0.844，p 值 0.844>0.05，表明研究開始前，實驗班與對照班學生對基礎化學知識的掌握未存在顯著性差異，兩者的教學起點比較一致，符合教育研究要求，可以作為分組變量。

教學結束后，收集并處理《課堂小測》的數據反饋，結果如表 4 表 5 ?所示（見下頁）。

兩個班級獨立樣本 t 檢驗的 p 值為 0.043，p 值（0.043）<0.05，達到了顯著性差異，證明“互教互學”教學模式確實能幫助學生有效掌握知識與技能。再比較兩個班級平均分，實驗班由前測 50.566 增加為后測的 61.925，平均水平處于及格線以上;而對照班前測 51.294 只增加到 56.667 平均水平處于及格線以下，總體表現疲軟。

筆者查閱資料后自行設計了《學習情況測查問卷》，并經 SPSS 22.0 檢驗了其信度 α 值（0.831）>0.8、效度 KMO 值（0.767）>0.7，表明該問卷具有良好的信度與效度，可用于實際測試，如表 6～11 所示（見下頁）。

從表 7 表 9 表 11 對問卷數據的反饋可看出，不論是在知識獲得與應用能力、學習過程自我監控能力還是學習資源管理與應用能力上，實驗數據獨立樣本 t 檢驗的 p 值分別為 0.011，0.002，0.008，均遠小于 0.05，達到了顯著性差異水平。也就是說，實驗班學生在經歷了新模式的教學后，自覺地調整了原先的學習習慣和態度，在思維及能力上得到了前所未有的發展，因此我們可以驗證新模式對學生能力方面的發展也確實有所實效。

（二）存在問題與應對策略。“互教互學”教學模式所帶來知識技能與思維能力的提升可通過數據加以體現，但在這些效益背后，作為實踐的一線體驗者，筆者仍然遇見了許多問題與困擾?，F就兩個重點問題詳細說明并提出一些個人建議。

1.從上表可知，雖然實驗班的平均成績要遠遠高于對照班，但實驗班學生兩極分化嚴重，后續成績容易產生波動。筆者抽選個別學生進行訪談后，發現薄弱學生的自控能力不足，對于網上發布的微課或練習，他們時常采用搜索復制、掛機刷時的方式來搪塞;并且有部分學生認為任務難度過大，即便提供支持材料，依舊不能獲取有效信息來解決項目問題。針對以上情況，教師在教學設計中要充分分析學情，特別關注薄弱學生，降低每個項目間的跨度，設置必做題與附加題。同時還需要優化平臺對學生的操作軌跡和討論痕跡的追蹤記錄，課堂隨機抽取學生就作業思路匯報講解以達成對學生的必要監控，努力縮小兩級差距。

2.在抽選個別學生進行訪談的同時，筆者也和聽課教師進行了深入的交流討論。教師普遍表示對于新模式會持觀望態度，不論是信息的篩選、集成與推送都對專業素養形成了不小的挑戰。針對以上情況，建議學校購買配套的網絡資源庫、電子教材與教參，施行整體規劃、專項負責的備課方式，就出現的問題進行及時的教師培訓，對一些新興技術加強使用指導。同時，“互教互學”教學模式并不適用于全部課程，故而教師可以根據教學經驗選擇部分課題開展先行試驗，待完成了模式與實際的磨合再徹底實施推行。

（三）學科核心素養的培育。單純信息元素的加入并不能使教學獲得期望中的成效，相反會導致部分學生強行記憶電子清單上的“權威”方法，從而在課堂探究中蒙混過關。南寧外國語學?！盎ソ袒W”教學模式別具一格地把視頻弱化為觸發材料的組成部分，除卻視頻，電子書籍、網頁論壇、專家熱線、實地咨詢等途徑都可供學生自由選擇。教師可以擺脫教材大綱編排順序的限制，按照知識內部的邏輯聯系準備相應材料，在平臺上傳碎片化、體驗化、結構化與非線性化特征的課程資源 。正如“鐵鹽與亞鐵鹽”的教學中，通過反向思考“鋼鐵生銹”，促進學生對“燕麥中鐵的作用”做有意義思考，引發后續“ Fe3+ 的檢驗”與“ Fe3+ 與 Fe2+ 轉化”的動機需求。緊接著附加“植物補鐵”副本，滿足學生認知和情感體驗，初步內化“ Fe3+ 與 Fe2+ 的轉化”。在此基礎上需及時引導穿插“氧化還原”概念，將上述任務的解決歸納于“氧化還原”模型之下，培養學生的證據推理與模型認知意識，形成整體與部分、宏觀與微觀的化學核心素養。

1.宏觀辨析與微觀探析。從宏觀角度認識鐵鹽和亞鐵鹽，通過實驗及觀察比較得出二者的顯著性差異，并以此為分類依據，為后續宏觀模型的建立提供依據。課堂中，一方面要關注學生思維的外化，從而拓展形成知識的系統框架;另一方面也需要深入挖掘，啟發學生思考宏觀背后的本質：什么原因產生了這些外顯的不同，單純的問題只是一個出發點，教學中、生活中，既要指引學生注意問題的宏觀表現，又要培養其具備由果溯因、以宏入微的能力，始終不忘宏觀辨析與微觀探析的交織協同。知其然，并知其所以然，利用微觀視角，由元素、原子、分子的水平認識物質的組成、結構和性質，對于許多化學疑難的攻克、化學觀念的形成都大有幫助。

2.證據推理與模型認知。知識可以通過回憶、識記、再現為學生所熟知，也可以通過認知沖突、探究檢驗和持續思考來掌握。不論是傳統課堂的“教師中心”還是新課改下的“以人為本”，都不應該只局限于某個化學事實的記憶和具體方程式的書寫。教學中，要特別注重分類思想的應用，例如鐵鹽、亞鐵鹽就可以歸屬為氧化性、還原性物質，它們擁有的性質，反應發生的條件，具體的轉換過程與操作方法都可以借鑒“氧化還原”模型的應用。從復雜現象中提取線索概括出上位概念，再將概念的普遍性質引申于特殊個例，可以有效避免死記硬背的弊病。

信息技術支持下的“互教互學”教學模式，調整并完善了“翻轉課堂”“混合教學”“云課堂”等新興模式的致命缺陷。以任務解決為主線，真正喚醒了學生的需求動機，在“以學定教”的生成性課堂中積極開展合作互教，切實保障了學生的主體地位，課后的鞏固優化使動機的持續成為可能，人文素養的培養也變得水到渠成。囿于硬件設施和軟件平臺，線上環節仍存在極大的發展空間，比如，虛擬仿真技術（VR）作為仿真技術與虛擬現實技術結合的產物，能夠構建更為完整、統一、多樣的仿真環境，實現虛擬環境的集成與控制。那么，能否將其進一步與教育教學相融合，并同步增設有形用戶界面、全息技術、空氣成像、4 D 變換等信息手段，以確保教育的線上環節更富有感染力與可操作性。

總而言之，學生興趣的激發、創造性的培養、高階思維的形成以及學科素養的養育都離不開自主的探究。南寧外國語學校基于信息技術的“互教互學”教學模式，改變了先行模式中微課視頻的失當地位，將關注的重心轉移到如何激發并維持學生需求的維度上來，提供給廣大教育工作者一個審視與思考的新方向。

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【基金項目】廣西教育科學“十二五”規劃課題《信息環境下“互教互學，高效課堂”新模式的探索研究》（2015B007）。

（責編 盧建龍）