“翻轉課堂”背景下的實驗探究的實施

袁君亞　陳林

摘要：氯氣的性質教學采取翻轉課堂的實驗探究微課的模式，課前通過微課視頻和自主學習任務單預學，課中通過展示分享、合作探究、質疑釋疑、遷移應用來實施教學，促進學生知識的內化，提高思維的深度。

關鍵詞：微課；實驗探究；氯氣的性質

文章編號：1008-0546（2016）08-0085-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.028

“化學課程標準”指出，科學探究是學習化學重要而有效的學習方式，對發展學生的科學素養具有不可替代的作用。蘇教版《必修1》專題2第一單元“氯氣的性質”是在學生已經學習“研究物質的實驗方法”，“氯堿工業”，“氯氣的生產原理”等知識之后，第一次接觸具體元素化合物的學習，對硫、氮等元素及其化合物的學習具有指導作用，也為必修2“元素周期律”的學習奠定基礎；因此蘇教版《化學1》教材對氯氣的部分性質通過“活動與探究”欄目給出了探究教學的建議，但是探究教學在課堂教學中實踐起來障礙重重、問題種種。

一、“氯氣的性質”實驗探究的困境

（一）課時緊張

本主題中有兩組實驗，共8個，演示實驗多，探究活動多，實驗現象多，傳統的教學模式要完成知識講解、演示實驗、學生活動與探究，常常覺得時間緊迫，造成探究活動無法深入、草草收場。

（二）實驗問題

本課題的實驗中存在氯氣逸出產生污染、現象不明顯、操作復雜等缺點，若課堂教學中做大量演示實驗或學生實驗，存在安全隱患，且不易觀察，如氯水滴到石蕊試液或pH試紙上，現象變化快，學生難以正確描述實驗現象。

（三）“偽探究”

目前課堂中要么將探究等同于演示實驗，要么越俎代庖， 探究活動形式化， 只有形式，而沒有體驗、沒有反思，操作和思維嚴重脫離。

（四）忽視動態生成

探究過程中經常會出現許多意想不到的問題，一些教師不能很好利用課堂上的動態資源，合理調整探究思路或幫助學生解決新問題，從而使探究活動迷失方向或偏離方向，探究活動無法順利完成或草率收場。

二、翻轉課堂教學模式下的探究

科學探究是新課程改革所倡導的重要理念，它涉及提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等要素，可見探究教學是圍繞問題的提出與解決而展開教學的過程。

翻轉課堂教學模式下的探究學習主要由課前自主學習和課堂探究活動構成。（見圖1）

課前，學生首先通過觀看教師預先制作的微課視頻，自主完成任務單，練習并檢查學習效果；然后教師組織學生交流與討論自學中存在的問題，由教師加以匯總，并設計以關鍵問題為中心的實驗探究課堂教學，組織學生進行課堂探究學習。

（一）課前設計模塊

微課視頻的設計、自主學習任務單的制作除了需要考慮素材內容的選擇、知識呈現方式之外，對于緊接著要進行探究教學的翻轉課堂的微課來說還要對素材暗含的“問題”進行拿捏、預設，并進行適當的情境化“包裝”，使得學生的自主學習和協作探究不偏離教學的重點、難點，從而達到學習效率的最大化。

1. 問題的設計

（1）源于學生的“疑惑”

“問題”是科學探究的核心，探究始于問題的提出，隨著問題的解決而終了。當學生的已有知識及能力不能解釋當前學習內容，或與當前知識矛盾的時候，便形成了認知沖突，“疑惑”激發起了學生的探究熱情，成為探究學習源源不斷的內驅力。

“翻轉課堂”顛倒了傳統的教與學的先后順序，先學后教、以學定教。課前學生通過自主學習能清晰地了解自己的學習情況，充足的預習時間使學生有可能提出問題；若教師能立足于學生的最近發展區，巧妙設計任務單中的各任務的難度與梯度，創設趣味橫生、又貼近學生實際的學習情境，便更有可能誘導學生主動提出有待進一步探討的問題。

（2）源于學科中的“關鍵問題”

筆者以為，設計翻轉課堂的內容分布結構時，首先應立于單元教學的角度全盤考慮，對教學目標進行整體分析：扣問哪些內容屬于當教師提供一定幫助時，學生通過自主學習就可以輕松達成的低級目標；哪些內容是包含學科內重要的知識、觀念、方法等素材，是否需要將之轉化為問題進行探究教學？此種問題謂之“關鍵問題”。

2. 問題的具體設計流程

傳統課堂中，“氯氣的性質”一般需要2課時的新授課時間，圍繞氯氣的物理性質、氯原子的結構、氯氣的化學性質及其用途，有條不紊地展開授課、注重知識的系統性，實驗以教師的演示為主，但是對于氯水的成分及其性質的探究這部分重難點內容的處理由于課時緊張顯得略為粗糙，以至于很多學生難以理解；在翻轉課堂模式下，不拘泥于傳統課堂的線性教學思路，以氯氣與鈉、鐵、銅、氫氣、水、氫氧化鈉的反應的6組實驗內容為抓手，設計微課視頻，構思自主學習任務單，先讓學生通過課前自主學習能初步認識氯氣的物理性質、原子結構與化學性質、物質用途之間的聯系（既可以集中一段時間學習，也可以分散進行），在課中學習時，在教師的指導下就預習中出現的難點問題展開討論與探究：關于氯水的成分與性質、氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色的原因2個復雜問題，需要的總學習時間不變，但是教師的講授時間相對縮短了，使得探究活動時間充足，探究活動得以深入，學生對氯水的成分與性質、與堿反應的認識加深。

3. 制作微課視頻

在上述教學分析、知識重構、問題設計與教學情境化處理后，尋找合適的實驗視頻素材或者親自動手做實驗并錄制成視頻文件，制作課件，運用錄播軟件制成視頻并最終與實驗視頻整合為實驗微課視頻文件，上傳至網絡供學生觀看使用。

（二）課堂活動設計模塊

1. 展示交流、確定問題

各小組成員將自主學習任務單上的疑惑與問題相互交流，自行糾正，老師將學生中共同存在的問題集中起來，引導學生將其分解成幾個子教學任務進行釋疑解惑、合作探究。匯總為3個核心問題：

①紅色的玫瑰置于潮濕的氯氣中為什么會褪色？

②氯水為什么保存在棕色細口試劑瓶中？

③向滴有酚酞的NaOH溶液中滴加幾滴氯水，為什么會褪色？

應用新知識的探究，進階式的學習和及時反饋，強調學生積極探索，反思和創造，而不是反復的記憶，以創新方式向學生傳遞豐富的學習內容，引導他們有效學習并能將其所學付諸應用，以激發學習自主性和探索精神，獲得更為深刻的學習體會和高級思維能力。

2. 合作探究、釋疑拓展

探究不僅是學生小組協作做實驗的動手實踐過程，更是理論上分析推理、思維上上下求索的動腦的過程，而后者正是探究教學中的難點，特別是學習如何將復雜問題具體化、學科化，如何設計驗證假設的實驗方案等正是很多教師在教學中容易忽視且難以處理的環節。

真實的課堂情景往往是復雜的，學生獨立分析問題、解決問題往往非常困難，所以能否將真實的問題首先正確拆解為可以解決的幾個“子問題”是探究活動能否進行下去的關鍵要素。

譬如問題“紅色的玫瑰置于潮濕的氯氣中為什么會褪色”具體拆解過程如圖5所示。借助流程圖的分析方式，引導學生逐步分析引起玫瑰褪色這一宏觀現象的微觀原因。由圖可知，這個問題由3組不同層次的子問題構成：①氯氣能使玫瑰褪色嗎？②氯氣與水反應生成了什么？（換言之氯水的主要成分是什么？）③鹽酸有漂白性嗎？次氯酸呢？子問題之間環環相扣、步步為營，一個問題的化解又是另一個問題的開始，思維鎖鏈的逐個解開將課堂探究活動慢慢推向高潮。

3. 反思總結，練習鞏固

師生一起總結學習內容、獲得的認識，使知識系統化、條理化，加深了對氧化還原反應的基本概念的理解，便于學生對本課氯氣的性質的掌握，并進行變式練習，及時讓學生將所學知識應用到具體問題中，即時發現學生存在的認識偏差，給予糾正。

三、 教學反思

與常見的網絡課堂相比，微課帶來完全不同的學習感覺：精巧、短小、自由、實用、高效。隨時隨地播放，為學生提供了“自助餐式”的資源。翻轉課堂教學模式下，學生在課前完成難度較小的、零碎的事實性知識、簡單實驗操作等相關知識的學習，減少教師課堂講授時間，從而留給學生更多的時間進行實際操作、合作探究、生生互動及師生互動交流，充分發揮了學生的主體作用，從多方面開發學生的思維，使學生始終處于不斷探索的情境中，從而激發學生的創新思維，提高學生的創新能力。

本節課依托氯水成分的探究來引導學生深度學習，是一個不斷優化實驗、優化思維的過程，對學生而言，知識的獲得過程更為豐富，就實驗設計過程而言，學生主要是在進行智慧技能的學習，就實驗驗證過程而言，可以有效地訓練學生的實驗能力，培養學生的實踐能力和創新精神，培養學生在觀察中發現、在發現中思索的能力，實現知識增長與技能發展的統一。這種通過創設學習情境，讓學習者在體驗中學習能使學生學習時的心智模式得到很大的改善，充分地挖掘了他們學習的潛能，有效地改變傳統傳授性灌輸教學學生膚淺學習的狀況，不是以標準答案去束縛學生的思想，而是給予一個學習的機會，提供一個論證的機會，捕捉一個發展的機會，通過學習體驗，在知識和能力之間架起一個橋梁。

在實驗中出現的錯誤、疑問及異常現象也會可以成為下一個問題的生長點，如在氯水與紫色石蕊試液反應時，小組內部分同學實驗中并未出現紫色石蕊褪色的現象，出現與教師原來的預設截然相反的情況，兩種不同的實驗現象也將成為深入探究問題的另一種情景，這就要求教師的備課要更加充分，要考慮到課堂中可能出現的情況及解決策略，另外簡潔明了、聲情并茂的微課制作和任務明確、思路清晰的學習任務單的設計，對教師的要求也更高，從某種程度上也促進了教師的專業發展水平。

參考文獻

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