對分課堂教學模式在高校化學理論性知識教學中的應用

阮家鵬 鄔榮 程花蕾 陳強

摘要：新時代教育背景下以“學生”為中心的課堂教學逐漸被人們所呼應，但高中化學理論性知識因其本身“抽象晦澀”等特點在實際教學中往往會造成學生“接受學習”“機械學習”的學習狀態，同時也會給教師的課堂教學帶來一系列的難題。對分課堂作為一種新型教學模式，在化學理論性知識教學的實踐應用中，以其本身的優勢和特點改善了傳統教學下學生被動接受知識的現狀，促進了化學理論性知識的教與學。

關鍵詞：化學理論性知識；教與學；對分課堂

中圖分類號：G420文獻標識碼：A文章編號：1006-3315（2021）6-178-002

在實際教學中化學理論性知識因抽象晦澀、編排零散、理論聯系實際不足等特點[1]，教師往往先平鋪直敘地告知學生原理，再通過例題講解強化訓練后進行記憶，忽略了學生已有的認知與體驗[2]。長期枯燥的學習使學生很難保持長時間的高度注意與學習興趣，造成“游離學習”、“機械學習”的狀態。對分課堂的提出對解決該問題提供了有效途徑，其以多環節的課堂活動、多方面的學習途徑、學生較高的課堂參與度對化學理論性知識教與學起著較大的促進作用。經過研究與實踐，對分課堂在化學理論性知識教學中的應用取得較好的教學成果。

一、設計思路

1.對分課堂：2014年復旦大學張學新教授提出了一種新型教學模式——對分課堂，其在形式上將課堂時間劃分為教師講授和學生討論兩部分（各部分所占時間可根據實際情況自由調整）并在二者之間引入心理學中的內化吸收環節，故在實際運用中具有三個環節：講授、內化吸收、討論（因此也稱PADclass）該模式融合了傳統講授式教學和討論式課堂，是一種“先教后學”的模式[3]。

2.思路與創新：本研究旨在為教師提供一個有效、有趣的教學方式，幫助學生輕松且高效地理解并掌握化學理論性知識、促進教師角色由“教書匠”向“引路人”轉變。同時順應新時代背景下的學科理念，以當堂對分的形式結合化學學科觀念對選修四第一章第一節“化學反應與能量”展開教學設計。

二、內容與學情分析

化學理論性知識是化學知識的精髓，學生通過學習化學理論性知識能夠從本質上認識物質的結構與性質、內在聯系與變化規律[4]。本節內容為熱化學的基礎知識，學生在學習中可以充分感受到變化觀、能量觀、平衡觀。本節知識的學習為學生解決各種熱效應的測量和計算問題提供了工具并為后續熱化學的學習奠定了基礎。在必修二的學習中學生對化學能與熱能的知識、化學鍵與化學反應中能量變化的關系、化學能與熱能的相互轉化有了一定的掌握，本節學習是在學生原有認知基礎上的升華與擴展。

三、對分課堂模式下人教版《化學反應原理》“化學反應與能量”教學設計

1.講授環節：精講留白

環節一：導入新課（運用直觀形象，創設真實情景）

農場牛糞放熱氣、“鬼火”現象、發動機工作后發燙的現象說明了什么？（化學反應伴隨著能量的變化）

如何能感覺到化學反應中能量的變化呢？（觸覺感知——熱）

化學反應一定伴隨能量變化、能量變化可通過熱來感知那化學反應一定會伴隨著吸熱或放熱？（體系熱量升高反應吸熱、熱量降低反應放熱）

設計意圖：通過三個問題建立起化學反應-能量變化-熱能變化的關系，在復習必修二化學反應與能量的基礎上幫助學生理解化學反應與熱量變化的聯系。環節二：新課講授

（1）焓變、反應熱

用數學上正負數的判定依據來類比？H作為化學反應的吸、放熱的判定依據：如某一大于零的數我們稱之為正數，小于零的數我們稱之為負數。熱化學上我們用？H——反應物與生成物的焓差值即焓變來判斷一個反應為吸熱還是放熱。（引出反應熱、焓變及其單位）

從微觀上來看，化學反應伴隨著反應物分子“解體”與生成物分子的“重組”，反應物分子“解體”過程會伴隨著化學鍵的斷裂，為支撐該過程的進行則需要吸收能量。生成物分子的“重組”會伴隨著新化學鍵的形成，因需達到能量較低的穩定狀態，故該過程會釋放能量。以1molH2與1molCl2反應生成2molHCl為例，反應物1molH分子中化學鍵斷裂時需吸收436KJ的能量、1molCl分子中化學鍵斷裂時需吸收243KJ，而2molHCl分子中化學鍵形成時需要釋放862KJ能量，則該反應的？H=-183KJ/mol該反應放熱。若生成物分子成鍵所釋放的能量大于反應物分子鍵斷裂所釋放的能量則反應的？H<0反應為放熱反應。

設計意圖：該環節重點在于幫助學生理解焓變，學生在必修二已經學習過化學鍵與化學反應中能量變化的關系，焓變是選修四新增內容，通過類比法來幫助學生理解焓變在熱化學中的意義。？H作為反應吸、放熱的判據是本節內容的重點之一，通過微觀辨析與案例講解可以幫助學生從本質上理解焓變的同時感受到變化觀與能量觀。

（2）熱化學方程式

以H2（g）+1/2O2（g）=H20（g）？H=-241.8KJ/mol、2H2（g）+O2（g）=2H20（g）？H=-483.6KJ/mol與H2（g）+1/2O2（g）= H2O（l），？H=-285.8KJ/mol為例總結出熱化學反應方程式的書寫規則口訣：“反應方程為主要，條件不標狀態標。反應焓變有正負，單位切記莫要糊”每句對應一個要素：化學反應方程式、物質狀態、？H數值與單位。

設計意圖：通過對上述三例的歸納可得熱化學反應方程式的“四要素”讓學生掌握最主要的內容-熱化學反應方程式的書寫，但化學反應方程式與熱化學反應方程式的比較、生成物狀態導致？H數值的變化以及計量系數擴大與？H變化的關系，此處留白但要提出疑問。意在讓學生“順藤摸瓜”在討論環節將課堂還給學生，通過討論來歸納總結出這些問題的答案，對這三個疑問學生均可利用已經學習過的知識以及對本節課已講過內容的探究分析得出答案。

（3）中和反應反應熱的測定

首先要對本實驗的實驗原理、實驗步驟與注意事項（有效的保溫與絕熱措施、酸堿的完全中和、數據的準確處理與計算）進行講授，之后讓學生小組進行實驗探究，小組內部成員分工實驗操作員、實驗記錄員、數據處理計算員。完成后在討論環節進行小組間的數據分享、誤差分析與實驗心得。

2.內化吸收環節（歸納整理、準備討論）

預留5分鐘左右的時間讓學生自己對本節內容的知識框架和核心知識做一個梳理-吸熱、放熱反應的實質與判據、熱化學反應方程式的書寫、燃燒熱的簡單計算與測定，并將自己的學習問題、學習心得記錄下來，在討論環節進行求助、解答與分享。

3.討論環節（合作交流、求助分享）

首先以小組為單位對講授環節的三處“留白”進行討論，討論后歸納整理出上述三個疑問的正確結論（教師需在該過程中進行適當引導）：第一，熱化學反應方程式與化學反應方程式的比較結果見表1.1。第二，生成物狀態的變化會引起能量的變化，某一反應生成物狀態的不同會導致反應？H數值的不同。第三，計量系數的擴大倍數與？H數值的擴大倍數成相同倍數。在解決完講授環節的“留白”之后小組成員之間互相解答各自的疑問，無法解答的問題最后在全班展開討論。小組之間、小組成員之間互相交流想法，從多角度對問題進行解答。（如對熱化學反應方程式的口訣有其他更好的想法、對吸熱、放熱反應實質的理解有更好的例子、對中和熱的測定實驗有較深的實驗心得等）教師需把控討論的內容和進程并在最后引導學生做出總結。

四、教學反思

對分課堂所提倡的教育理念可概括為學生為本、責權對分、減負增趣。上述教學設計意在提升學生課堂參與度的同時培養他們自主分析、合作交流的能力、激發他們的開放性思維。從整體教學效果來看，學生首先對本節內容的核心知識掌握程度是非常好的，也給學生更多自主探索的空間，讓學生在自主探索出課堂上的“留白”同時在討論環節獲得來自多方向對于問題的理解與感悟，符合“責權對分”的理念。另一方面，將課堂交給學生的措施在改變一味的“接受知識”、轉變學生學習方式上均有較好的效果。基于對分課堂的化學理論性知識的教學，更關注學生的個人學習習慣和學習情況，真正以學生為主體并對學生各方面能力的培養都有較大的幫助。需要注意的是，該模式下教師要始終做好引導，在時間和內容對各個環節都要做好把控，以防止課堂教學進度延托以及內容跑偏等問題。

*基金項目：2018年寶雞文理學院第十三批校級研究生教育教學改革研究項目（YJ18JGZD04），2019年寶雞文理學院第十四批校級教學改革研究立項項目（19JGYB46）

參考文獻：

[1]岳波.對高中化學教材理論知識編寫的幾點建議[J]化學教育，2000（12）：6-11

[2]杜林存.“素養為本”視角下化學理論性知識教學實踐與思考——以“化學反應的方向”教學為例[J]化學教與學，2019（06）：31-33

[3]張學新.對分課堂：中國教育的新智慧[M]北京：科學出版社，2016：4.

[4]孔耀.淺談基于“概念形成策略”的高中化學理論性知識教學——以人教版《有機化學基礎》“烷烴的命名”為例[J]化學教與學，2018（07）：43-45