基于慕課的高中化學翻轉課堂教學實踐

摘 要：新課標下，高中化學課程教學的重點是培養學生化學學科核心素養，在學生學習化學知識、參與化學實驗、解決化學問題時，形成宏觀辨識與微觀探析能力、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任.為了促進高中生的化學素養形成，主要選擇了中國大學MOOC的學習軟件為載體，在慕課軟件的支持下，設計了翻轉課堂，開展了“物質的分離與提純”課程教學.通過翻轉課堂實踐，最終提出了翻轉課堂教學實踐方法，形成全新的高中化學教學范式.

關鍵詞：高中化學；慕課；翻轉課堂；物質分離與提純；教學方法

中圖分類號：G632

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0333（2024）24-0124-03

收稿日期：2024-05-25

作者簡介：吳江華，從事中學化學教學研究.

慕課是一種大規模開放在線課程，其特點就是學習資源、課程內容的聚合，諸如中國大學MOOC、學堂在線、ewant育網、Proera等慕課網站，匯總了國內外優質的課程資源，面向廣大民眾開放教育，學習者通過慕課網站可以自主地選擇課程內容，享受最優質的學習資源與素材.因此慕課的高中化學翻轉課堂設計，更有利于發展學生學習能力、化學探究與問題解決能力、化學學習興趣等，最終促進學生化學核心素養發展.本文主要以蘇教版高中必修一“物質的分離與提純”課程為例，提出其翻轉課堂教學實踐方法，為廣大化學教育者提供參考.

1 “物質分離與提純”的翻轉課堂設計

1.1 翻轉課堂條件創設

首先，主要選擇中國大學MOOC為慕課網站.化學教師在中國大學MOOC上開設班級賬號，將賬號共享給班級學生.利用一節課時間，給學生講解中國大學MOOC使用方法、操作流程等，指導學生登錄慕課網站，搜索“物質的分離與提純”的學習資源，進行預習與了解.其次，指導學生每人準備好一個筆記本，便于自主學習中疑問的總結.聯系好學校化學實驗室，依照“物質的分離與提純”的內容，提前準備好化學實驗材料、設備等，如試管、酒精燈、溫度計、酒精、食用油、純凈水等^［1］.此次翻轉課堂一共設計三節，其中兩節是自由課堂，一節是線下課堂.開放學校化學實驗室，供學生自主實驗、探究.

1.2 教學目標、內容的設計

1.2.1 教學目標

“物質的分離與提純”是高中化學必修一的內容，該節內容主要向學生介紹制備、分離、提純、檢驗等常用的化學實驗方法，重點要求學生能夠通過對實驗室中常見分離提純方法的學習，構建從物質的性質出發，選擇合適的分離提純方法.基于“物質分離與提純”的章節板塊特點，本文將教學目標設置如下.

其一，要求學生掌握制備、分離、提純、檢驗等常用的化學實驗方法.

其二，培養學生化學實驗能力、化學問題發現與解決能力、實驗現象分析能力等.

其三，學生掌握物質分離、提純的原理，了解各種物質經分離、提純后的化學組成.

1.2.2 教學內容

“物質的分離與提純”章節板塊中，主要內容就是結晶、過濾、蒸餾、萃取四個知識點.通過對結晶、過濾、蒸餾、萃取的學習，掌握物質分離與提純的方法.因此，圍繞課程要點，聯系學生生活場景，自主創設了“提純粗鹽”“物質蒸餾”“萃取分液”三個項目.

其一，“提純粗鹽”，主要給學生創設冬天撈堿、夏天曬鹽的生活場景，讓學生自主探索、學習粗鹽是如何提純的，了解粗鹽提純過程中的物質變化.

其二，“物質蒸餾”，主要以廚具“汽鍋”為生活場景，讓學生通過實驗的方式，掌握蒸餾操作方式與原理，能夠使用裝置對各類物質蒸餾處理.

其三，“萃取分液”，主要導入一個“羅宋湯”的生活場景，理解不同物質發生化學反應時的萃取現象，掌握萃取分液的基本原理、實驗儀器、實驗步驟.

2 “物質的分離與提純”翻轉課堂教學實施

2.1 自主探索：小組領取學習任務，線上自主學習探究

翻轉課堂的本質就是顛覆傳統的課堂形式，改變“先教后學”，主張“先學后教”.“物質的分離與提純”以“自主探索課堂”為第一道環節.具體教學實踐流程為：第一步，小組成員互相交流、合作，領取三大學習任務.學生按照之前學習任務內容、目標，使用手機、電腦等設備登錄中國大學MOOC，自行收集與任務相關的素材、知識，進行自主學習^［2］.第二步，教師對學生實施指導，引導學生按照學習任務進行自主學習、探索、思考，如第一個任務“提純粗鹽”.學生通過慕課網站，收集到“冬天撈堿、夏天曬鹽”案例，案例以視頻形式呈現，學生觀看視頻，自主了解到中國北方有許多鹽堿湖，湖水中溶有大量的食鹽（NaCl）和純堿（Na₂CO₃），那里的農民冬天撈堿、夏天曬鹽，其中蘊含了什么過程？學生按照這一思路，逐漸探索到食鹽和純堿的獲取，需要通過物質分離的手段，其中過濾就是物質分離的主要方法.通過過濾將混合物中微粒大小不同的組分分開，獲取食鹽和純堿，然后采取蒸餾的方法，對食鹽、純堿進一步提純，如蒸餾法除去水中的無機鹽，得到蒸餾水，蒸發濃縮后過渡到冷卻結晶，最終獲取純鹽.第三步，學習過程中，學生準備筆記本，將遇到的問題記錄下來，為后續教師介入指導提供依據.

2.2 化學實驗：理論學習成果總結，線下參與化學實驗

“物質的分離與提純”屬于實驗性章節，要求學生掌握制備、分離、提純、檢驗等常用的化學實驗方法.比如，第一步，讓學生對前期的理論學習成果進行總結、提煉和反思，分享結晶、過濾、蒸餾、萃取的方法原理.第二步，學生通過慕課網站完成自主學習任務后，讓學生圍繞著理論成果前往學校化學實驗室實驗^［3］.如，圍繞著第一個學習任務進行實驗，準備分離、蒸餾所需的化學實驗儀器，讓學生通過正確操作實驗儀器，對食鹽純堿的混合物進行過濾、分離，讓學生通過蒸發實驗，將溶劑從溶液中分離出來.又如，學習任務“萃取分液”，讓學生圍繞著化學實驗問題開展自主實驗、思考、探索，即番茄紅素離開水，進入植物油，這一現象從化學的角度如何解釋？學生圍繞著學習問題，按照之前自主探索的理論方案，分別進行萃取、分液的實驗.通過化學實驗，讓學生了解到萃取的原理就是利用某種溶質在兩種互不相溶的溶劑中溶解能力的不同，用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法.讓學生掌握到分液的原理就是將兩種互不相溶的液體分離出來.第三步，整個化學實驗流程中，教師除了給予學生化學實驗步驟、技能等指導外，還要關注到學生的化學實驗安全，避免學生誤操作、隨意操作、不規范操作的問題，幫助學生樹立起化學實驗安全觀.

2.3 問題解決：自主學習問題總結，開展問題解決指導

翻轉課堂強調學生先學、教師后教.學生自主學習過程中，會產生各種疑問，教師讓學生將各種疑問記錄下來，利用線下課堂，對學生的疑問進行集中解決、處理.比如，“物質的分離與提純”的教學中，大多數學生在“提純粗鹽”環節會遇到粗鹽成分不了解的情況，此時，教師讓學生對粗鹽的主要成分進行回顧、反思，總結粗鹽的主要成分，如粗鹽的主要成分包括氯化鈉、硫酸鈉、氯化鎂、氯化鈣、泥沙等，雜質離子主要為SO^2-₄、Ca²⁺和Mg²⁺.學生在操作“蒸發濃縮，冷卻結晶”的環節時，通常遇到什么物質適合蒸發結晶，什么物質不適合蒸發結晶的疑問，教師給予學生引導，讓學生認識到如果試驗最后得到的固體是帶有結晶水的物質，那么結晶方法一般選用蒸發濃縮，冷卻結晶.如果用蒸發結晶一般不能獲得帶有結晶水的物質.再如，學生參與“萃取+分液”的化學實驗時，雖然按照化學實驗流程，基本能夠操作實驗儀器，但是卻對實驗儀器的作用不明確，此時，教師帶領學生對化學實驗儀器作用實施總結（如圖1所示），培養學生的實驗探究意識.

2.4 評價反思：圍繞著化學核心素養評價，終結性與過程性評價相結合

一個完整的翻轉課堂，必然離不開評價反思環節，對學生化學學習進行評價，主要起到化學指導優化、化學學習成果檢測的作用.由于翻轉課堂的特點是學生自主學習與教師指導的結合，因此，就需要做到過程性評價與終結性評價的有機結合.評價內容除了檢測學生課程目標達成度外，還需要重點評價學生的化學學科核心素養形成度.比如設計評價指標，翻轉課堂總成果（100%）=課程目標達成度（50%）+化學核心素養形成度（50%）.課程目標達成度（100%）=自主學習成果（25%）+化學實驗成果（25%）+問題解決效果（25%）+能力拓展效果（25%）.化學核心素養形成度（100%）=宏觀辨識與微觀探析能力（20%）+變化觀念與平衡思想（20%）+證據推理與模型認知（20%）+實驗探究與創新意識（20%）+科學精神與社會責任（20%）.過程性評價，主要是教師做到對學生學習過程的全程跟蹤、監督，將學生學習過程中的表現記錄下來，形成定量評價表.終結性評價，可以給學生發放試卷、課堂作業等，實施學習成果總評.通過化學學習的評價，為之后的翻轉課堂持續優化提供依據，保證化學教學精準性.

3 結束語

總而言之，化學作為一門應用型學科，一直在高中教育中扮演著重要角色.高中化學涉及的知識較多，抽象性和復雜性的化學概念給高中學生化學學習帶來了諸多困難.而且，高中化學不同于語文、數學、英語那樣的課程，其強調學生化學實驗、自主探究、自主鉆研以及化學問題的自主思考、解決等，只有強調學生的實踐性，才能夠真正培養學生化學學科核心素養.慕課支持下的翻轉課堂無疑更加適合高中化學課程特點，通過翻轉課堂給學生提供自主學習平臺，讓學生自主學習與教師的教學指導有機結合，達到高效學習目的.因此，基于翻轉課堂的優勢特點、邏輯機制，“物質的分離與提純”教學實施，重點是強調學生自主參與、交流合作，通過“學生先學教師后教、學生先練教師后指導”的方式，真正讓學生成為化學學習的主人，夯實學生化學學習能力，促進高中生化學學科核心素養發展.

參考文獻：

［1］ 張建華.基于慕課環境的高中化學翻轉課堂教學探究：以“物質分離與提純”為例［J］. 教學管理與教育研究，2020，5（11）：91-92.

［2］ 張昕.基于核心素養的“問題任務驅動”式翻轉課堂教學實踐：以人教版高中化學必修二“離子鍵”為例［J］.中小學教學研究，2019（3）：47-53.

［3］ 高曉彤，李德高.培養學生“模型認知”素養的教材分析研究：以高中化學必修內容為例［J］.數理化解題研究，2023（3）：125-127.

［責任編輯：季春陽］